Основные понятия коллоидной химии
Периодическая система / Курс лекций по Коллоидной химии (Часть 1) / Основные понятия коллоидной химии

К.р. – это гетерогенная, многофазная (в простейшем случае двухфазная) система в отличие от истинного раствора, который является гомогенной однофазной системой. Условием образования к.р. является очень низкая растворимость вещества одной фазы в другой фазе, тогда между такими веществами могут существовать поверхности раздела.

Одна из фаз, раздробленная до частиц коллоидных размеров, образует дисперсную фазу. Частицы дисперсной фазы являются не молекулами, а агрегатами из множества молекул. Им могут быть приписаны все термодинамические свойства фазы.

Среда, в которой раздроблено вещество дисперсной фазы, называется дисперсионной средой.

Коллоидная химия – это наука о свойствах гетерогенных высокодисперсных систем и о протекающих в них процессах.

Мерой раздробленности (а) всякой дисперсной системы служит поперечник частиц, диаметр или ребро куба. Чтобы охарактеризовать частицы сложной формы введем несколько условных параметров, имеющих размерность длины.

Проективный радиус

— радиус круга, имеющего ту же площадь, что и площадь проекции частицы на плоскость.

Эквивалентный радиус

(эквивалентный массовый радиус) частицы — радиус сферы из того же вещества, имеющей ту же массу. Эквивалентным поверхностным радиусом частицы называют радиус сферы из того же вещества, имеющей ту же площадь поверхности.

Стоксовский радиус —

радиус сферы из того же вещества, имеющей ту же скорость осаждения под действием силы тяжести.

Эквивалентный оптический радиус —

радиус сферы, имеющей то же сечение рассеяния света, что и характеризуемая частица.

Дисперсность – Д =1/a .

Удельная поверхность – это поверхность единицы объема или единицы массы дисперсной фазы. Для монодисперсных к.систем cо сферическими частицами

Sуд(v) = n4pr2/[(4/3)pr3n]=3/r=6/d; Sуд(m)= 6/(dr);

где n – число частиц, d и r-диаметр и радиус. Предполагается, что в монодисперсных коллоидных системах частицы дисперсной фазы имеют одинаковые размеры, а в полидисперсных - разные.

Моно- и полидисперсность — чисто статистические понятия. Ни одна коагулирующая система не может быть монодисперсной, даже если первоначально она была таковой. В зависимости от своего происхождения система может состоять из частиц с узким или широким интервалом размеров.

Кол. Системы можно рассматривать как микрогетерогенные системы с предельной дисперсностью и огромной поверхностью раздела между дисперсной фазой дисперсионной средой.

Рассмотрим изменение площади поверхности измельчаемого материала. Пусть имеется куб с длиной ребра 1см, площадь поверхности равна 6см2. При дроблении этого куба на маленькие кубики с длиной ребра 10-4см, число кубиков равно (104)3, а суммарная площадь поверхности кубиков – 60000см2 (6м2). При дроблении этого куба на кубики с длиной ребра 10-8см поверхность раздела исчезает, образуется истинный раствор.

Лекция 2

Дробление материала не только увеличивает количество частиц и удельную поверхность, но и изменяет свойства системы.

При измельчении в ступке куска мела образуется грубодисперсная система (а>10-4см). Эти частицы не остаются во взвешенном состоянии в воде, а оседают под действием силы тяжести на дно сосуда, т.е. система кинетически не устойчива. Эти частицы не способны участвовать в броуновском движении, не диффундируют, не создают осмотического давления.

Если измельчение мела проводить в шаровой мельнице в присутствии ПАВ, облегчающих дроблении и препятствующих слипанию частиц, можно получить частицы размером ~10-5см. Такие частицы участвуют в хаотическом броуновском движении, могут диффундировать и создавать осмотическое давление. Подобные кол. системы кинетически устойчивы. При этом и те и другие не устойчивы термодинамически.

Смотрите также

Химики создали молекулу, способную удалять из раствора отрицательно заряженные ионы
Химики создали органическую молекулу, способную связывать отрицательно заряженные ионы растворенных веществ. Это позволяет очищать растворы от ионов, например, хлора и фтора. Агенты (вещества), спос ...

Получение алканов,алкенов,алкинов. Важнейшие представители. применение в промышленности
...

Методы обессоливания нефти и нефтяного сырья (тяжелых остатков)
          Степень подготовки нефти, поставляемой на нефтеперерабатывающие заводы, определена ГОСТ 9965-76.           В зависимости от содержания в нефти хлоридов и воды установлены три г ...