Что служит характеристикой полидисперсности системы

Дисперсные системы

Рассмотрение поверхностного смачивания и хроматографии. Анализ электрокинетических явлений. Изучение оптических свойств дисперсных систем. Исследование их устойчивости и коагуляции. Молекулярно-кинетические и структурно-механические характеристики.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Раздел 1. Поверхностные явления

1.1 В чем сущность явления смачивания? Что такое краевой угол смачивания, и как он определяется?

Действие когезионных сил направлено от границы между твердой, жидкой и газообразной фазами по касательной к сферической поверхности капли (силы гравитации не учитываются). Угол, который образован касательными к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, и имеет вершину на линии раздела 3х фаз, называется краевым углом или углом смачивания.

1.2 Что такое хроматография? В чем заключается физико-химический смысл хроматографического разделения веществ?

Принцип хроматографического метода разделения основан на различии в адсорбции веществ, что обуславливается природой адсорбируемых веществ и природой адсорбентов. При адсорбционном равновесии различные вещества неодинаковое время находятся на поверхности адсорбента. Вещество, которое сильнее адсорбируется, дольше удерживается на поверхности адсорбента. В процессе прохождения через слой адсорбента смеси веществ непрерывно совершаются акты адсорбции-десорбции, в результате которых сильносорбирующиеся вещества «отстают» от слабосорбирующихся. Чем толще слой адсорбента, тем лучше разделение.

Раздел 2. Электрокинетические явления

2.1 Как образуется двойной электрический слой (ДЭС) на поверхности частицы? Что такое адсорбционный слой ионов и диффузный слой?

2. Преимущественная адсорбция в межфазном слое ионов одного знака.

3. Ориентирование полярных молекул в поверхностном слое. По этому механизму ДЭС образуется в случае, если вещества, составляющие фазы системы не могут обмениваться зарядами. Для определения знака заряда поверхности используют правило Кёна, гласящее, что из двух соприкасающихся фаз положительно заряжается та, которая имеет большую диэлектрическую проницаемость.

В отсутствие теплового движения частиц, строение двойного электрического слоя подобно строению плоского конденсатора. Но в отличие от идеального случая, ДЭС в реальных условиях имеет диффузное (размытое) строение. Согласно современной теории структуру ДЭС составляют два слоя:

Слой Гельмгольца или адсорбционный слой, примыкающий непосредственно к межфазной поверхности. Этот слой имеет толщину д, равную радиусу потенциалопределяющих ионов в несольватированном состоянии.

Диффузный слой или слой Гуи, в котором находятся противоионы. Диффузный слой имеет толщину л, которая зависит от свойств системы и может достигать больших значений. Толщина диффузного слоя рассчитывается по формуле:

2.2 Что такое электрокинетический потенциал ( -потенциал), где он возникает, и чем определяется его величина?

Раздел 3. Оптические свойства дисперсных систем

3.1 Какие явления наблюдаются при прохождении луча света через дисперсную систему?

При падении лучей света на коллоидную систему свет может поглощаться, отражаться и рассеиваться частицами дисперсной фазы. Отражение света от поверхности частиц происходит по законам геометрической оптики, оно возможно, если размеры частиц превышают длину волны падающего света. Благодаря светтотражению коллоидные растворы легко отличить от молекулярных и ионных. При наблюдении сбоку чистая жидкость или молекулярные растворы представляются оптически пустыми, тогда как в случае коллоидного раствора наблюдается равномерное свечение освещенного участка (эффект Тиндаля). Установлено, что при прохождении через коллоидную систему интенсивность падающего света ослабляется вледствие его поглощения согласно закону Ламберта-Бугера-Бера:

3.2 Что такое опалесценция и флуоресценция? Как экспериментально отличить опалесценцию от флуоресценции?

Явление опалесценции по своим внешним признакам сходно с явлением флуоресценции, природа которого связана с внутримолекулярным процессом. В случае флуоресценции часть падающего светового луча сначала избирательно поглощается, а затем вновь испускается ( рассеивается), но уже с иной ( обычно большей) длиной волны.

Опалесценцию коллоидных растворов по внешнему виду невозможно отличить от флуоресценции истинных растворов. Чтобы отличить опалесценцию от флуоресценции, достаточно воспользоваться красным светофильтром. Флуоресценция возбуждается, как правило, коротковолновой частью спектра, вследствие чего при освещении раствора красным светом флуоресценция исчезает, а опалесценция нет.

Раздел 4. Устойчивость и коагуляция дисперсных систем

4.1 Перечислите факторы стабилизации дисперсных систем и объясните, в чем заключается их действие

Различают следующие факторы стабилизации или устойчивости дисперсных систем:

электростатический (термодинамический), связаны с образованием двойного электрического слоя (ДЭС) на поверхности частиц. ДЭС приводит не только к появлению зарядов но и понижению поверхностной энергии (поверхностного натяжения) на границе раздела;

энтропийный (термодинамический), проявляющийся в стремлении системы к равномерному распределению частиц по объему;

Стабилизация реальных дисперсных систем обеспечивается, как правило, действием нескольких факторов одновременно. Каждому фактору стабилизации подбирают метод его стабилизации. Например, электростатический фактор чувствителен к введению электролитов.

4.2 Чем отличается медленная коагуляция от быстрой?

Согласно теории кинетики коагуляции различают быструю и медленную коагуляцию. При быстрой коагуляции все столкновения частиц эффективны, т.е. приводят к слипанию частиц. Такому положению отвечает условие равенства нулю потенциального барьера и равенства единице стерического множителя ( Е=0, Р=1). Константа скорости быстрой коагуляции равна:

Для медленной коагуляции необходимо учитывать эфективность соударений ( ). Т.к. не каждое соударение является эффективным, константа скорости медленной коагуляции равна:

Раздел 5. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем

5.1 В чем заключается явление диффузии? Что такое коэффициент диффузии и какими параметрами системы определяется его величина?

Коэффициент диффузии зависит от свойств диффундирующего вещества и среды, в которой происходит диффузия, а также от температуры и давления.

5.2 Какие системы называют монодисперсными и полидисперсными? Что служит характеристикой полидисперсности системы?

Полидисперсные системы характеризуются кривыми распределения, величинами среднего диаметра и удельной поверхности частиц. Полидисперсная система состоит из различных по размеру частиц, радиусы которых могут иметь любое значение в определенном интервале. Для характеристики полидисперсных систем применяют так называемые интегральные и дифференциальные функции распределения.

Раздел 6. Структурно-механические свойства дисперсных систем

Пользуясь экспериментальными данными, полученными с помошью конического пластомера, рассчитать и построить кривую изменения величины предельного напряжения на сдвиг Pm в зависимости от степени влажности хвалянской глины. Величина нагрузки F=1,65Н, константа конуса К=0,6.

Источник