Презентация на тему: Л- 8. Начала коллоидной химии

Л- 8. Начала коллоидной химии
1. Предмет, задачи, понятия физической химии
1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии
1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии
1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии
1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии
1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии
1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии
1.2. Гетерогенные системы - III
1.2. Гетерогенные системы - III
1.2. Гетерогенные системы - III
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
2. Устойчивость дисперсных систем
1/29
Средняя оценка: 4.3/5 (всего оценок: 26)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (322 Кб)
1

Первый слайд презентации: Л- 8. Начала коллоидной химии

Литература 1. Мушкамбаров, Н.Н. Физическая и коллоидная химия: учебник для медицинских вузов (с задачами и решениями). – М.: ООО "Медицинское информационное агентство", 2008. – 295 с. 2. Семиохин, И.А. Физическая химия: учебник. — М.: МГУ, 2001. — 272 с. 3. Родин, В.В. Основы физической, коллоидной и биологической химии: курс лекций / Ставропольский ГАУ. – Ставрополь: Агрус, 2009. – 124 с. 4. Евстратова, К.И. Физическая и коллоидная химия: учебник для фарм. вузов и факультетов /К.И. Евстратова, Н.А. Купина, Е.Е. Малахова. – М.: В. шк., 1990. — 487 с. 1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии 1.1. Объект, предмет коллоидной химии 1.2. Гетерогенные системы - III 2. Устойчивость дисперсных систем 2.1. Двойной электрический слой 2.2. Электрооптические явления 3. Биологическая роль коллоидов

Изображение слайда
2

Слайд 2: 1. Предмет, задачи, понятия физической химии

1.1. Коллоидная химия изучает различные свойства дисперсных систем в зависимости от их химического состава, строения и внешних условий. Объект коллоидной химии – вещества в макро- и микро- диспергированных состояниях. Предмет коллоидной химии – дисперсные системы, физико-химические явления и процессы в них. Задачи коллоидной химии: – обосновать причины физико-химических явлений и процессов; выявить роль среды в их проявлении; выбор способов их описания; разработка методов их исследования; разработка рекомендаций по управлению ими.

Изображение слайда
3

Слайд 3: 1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии

1.2. Гетерогенные системы - III Разнообразные системы, различные и по природе фаз, и по размерам частиц, и по агрегатному состоянию фаз обладают общими свойствами: – гетерогенностью; – термодинамической неустойчивостью. Фаза — это совокупность гомогенных частей системы, имеющих одинаковые химические, физи-ческие и термодинамические характеристики во всех своих точках. Фаза может быть непрерывной, а может быть дисперсной, т. е. состоять из отдельных фрагментов или частиц. Примеры дисперсных фаз — льдинки; капельки масла в воде; пузырьки воздуха в воде при нагревании; частицы измельчённого угля; пыль в воздухе.

Изображение слайда
4

Слайд 4: 1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии

1.2. Гетерогенные системы - III По степени раздробленности ( дисперсности ) системы делятся на следующие классы: грубодисперсные, размер частиц - более 10 -5 м; тонкодисперсные ( микро-гетерогенные ) с размером частиц от 10 -5  до 10 -7  м; коллоидно-дисперсные ( ультра-микро-гетерогенные ) с частицами размером от 10 -7  до 10 -9 м. Один компонент   дисперсной системы играет роль  дисперсионной среды, а другой – роль диспер-сной фазы. В этом случае все  дисперсные системы  можно классифицировать по  агрегатным состояниям  фаз. Центральное место в  коллоидной химии занимают ультра-микро-гетерогенные системы со свободными частицами. Это - так называемые коллоидные системы.

Изображение слайда
5

Слайд 5: 1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии

1.2. Гетерогенные системы - III ДИСПЕРСНАЯ СИСТЕМА  (ДИСПЕРСИЯ) -  гетерогенная система  из двух или большего числа фаз, из которых одна ( дисперсионная среда ) непрерывна, а другая ( дисперсная фаза ) диспергирована (распределена) в ней в виде отдельных частиц (твёрдых, жидких или газо-образных). При размере частиц 10 -5 см и меньше система называется коллоидной. КОЛЛОИДНОЕ СОСТОЯНИЕ  ВЕЩЕСТВА  - высокодис-персное (сильно раздробленное) состояние, в котором отдельные частицы являются не  молекулами, а агрегатами, состоящими из множества  молекул. Размер частиц должен отвечать размерам 10 -5 -10 -7  см. Для существования таких систем требуется введение стабилизаторов.

Изображение слайда
6

Слайд 6: 1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии

1.2. Гетерогенные системы - III 3. ЗОЛЬ  –  дисперсная система, в которой размер частиц отвечает коллоидной степени  дисперсности, т.е. лежит в пределах от 10 -5  до 10 -7  см. Золи  с газообразной  дисперсионной средой называют аэрозолями, с жидкой -  лиозолями. В зависимости от природы дисперсионной среды   лиозоли  делятся на гидрозоли, алко -золи, этеро -золи и бензо -золи, у которых дисперсионной средой  являются соответственно вода, спирт, эфир,  бензол. Физико-химическая система – часть материального мира, ограниченная реально существующей или воображаемой поверхностью раздела и составляющая предмет исследования.

Изображение слайда
7

Слайд 7: 1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии

1.2. Гетерогенные системы - III ЛИОЗОЛЬ  -  дисперсная система, в которой твёрдые частицы с размером 10 -5 -10 -7  см распределены в жидкой непрерывной среде. ГИДРОЗОЛЬ - свободнодисперсная  коллоидная система, в которой твёрдые частицы с размером 10 -5 -10 -7 см распределены в водной среде. ОРГАНОДИСПЕРСИИ, ОРГАНОЗОЛИ -  дисперсные системы, в которых дисперсионная среда  - органическая  жидкость. Органозоль -  дисперсная система, в которой твёрдые частицы коллоидного размера распределены в органической жидкости.

Изображение слайда
8

Слайд 8: 1. Предмет, задачи, понятия коллоидной химии

1.2. Гетерогенные системы - III МИЦЕЛЛА  - коллоидно-химический комплекс, состоящий из частицы и  двойного ионного слоя. В растворах поверхностно-активных веществ  - это агрегат из длинноцепочечных дифильных молекул или  ионов ПАВ, образующийся самопроизвольно при определённой концентрации, зависящей от природы полярной группы и, особенно, от длины цепи  молекул. В водных  растворах  ассоциация части молекул ( ионов ) происходит в результате сцепления цепей, в неводных (неполярных) средах - за счёт полярных (функциональных) групп.

Изображение слайда
9

Слайд 9: 1.2. Гетерогенные системы - III

Классификация   дисперсных систем  по  агрегатным состояниям  фаз Дисперсион-ная среда Дисперсная фаза Примеры  дисперсных систем Твёрдая Твёрдая Рубиновое стекло; пигментированные волокна ; сплавы ; рисунок на ткани, нанесённый методом пигментной печати Твёрдая Жидкая Жемчуг, вода в граните,  вода в бетоне, остаточный мономер в полимерно- мономерных частицах Твёрдая Газо- образная Газовые включения в различных  твёрдых телах : пенобетоны, замороженные  пены, пемза, вулканическая лава, полимерные пены, пенополиуретан Жидкая Твёрдая Суспензии,  краски,  пасты,  золи,  латексы Жидкая Жидкая Эмульсии :  молоко,  нефть, сливочное  масло, маргарин,  замасливатели  волокон Жидкая Газо- образная Пены, в том числе для пожаротушения и пенных технологий замасливания волокон, беления и окрашивания текстильных материалов Газообразная Твёрдая Дымы, космическая пыль, аэрозоли Газообразная Жидкая Туманы, газы в момент сжижения Газообразная Газообразная Коллоидная система  не образуется

Изображение слайда
10

Слайд 10: 1.2. Гетерогенные системы - III

Примеры   свободнодисперсных   систем 1.  Дисперсные системы  в  газах 2.  Дисперсные системы  в  жидкостях Коллоидная  дисперсность Т 1 /Г 2  –  пыль  в верхних слоях атмосферы, аэрозоли. Т 1 /Ж 2  –  лиозоли,  дисперсные красители в воде, латексы синтетических   полимеров.. Грубая  дисперсность Т 1 /Г 2  –  дымы Т 1 /Ж 2  –  суспензии Ж 1 /Г 2  – туманы Ж 1 /Ж 2  – жидкие эмульсии Г 1 /Ж 2  – газовые эмульсии 3.  Дисперсные системы  в  твёрдых телах Т 1 /Т 2  – твёрдые  золи, например, золь   золота  в стекле, пигментированные волокна, наполненные полимеры

Изображение слайда
11

Слайд 11: 1.2. Гетерогенные системы - III

Примеры   связнодисперсных   систем 1. Системы с жидкой поверхностью раздела фаз 2. Системы с твёрдой поверхностью раздела фаз Г 1 /Ж 2  –  пены Ж 1 /Ж 2  – пенообразные эмульсии Г 1 /Т 2  - пористые тела, натуральные волокна, пемза, губка, древесные угли Ж 1 /Т 2  – влага в граните Т 1 /Т 2  – взаимопроникающие сетки полимеров

Изображение слайда
12

Слайд 12: 2. Устойчивость дисперсных систем

Коллоидные системы необычайно лабильны, т.е. неустойчивы. Для многих из них достаточно прибавления ничтожного количества электролита, чтобы вызвать выпадение осадка. Причина столь лёгкого изменения состояния коллоидных систем связана с непостоянством степени их дисперсности. Различают два вида устойчивости любой раздробленной системы – кинетическую и агрегативную. Одно из самых резких и характерных отличий коллоидной системы и от истинного раствора, и от грубодисперсных систем в том, что в ней степень дисперсности является чрезвычайно непостоянной величиной и может изменяться в зависимости от самых разнообразных причин.

Изображение слайда
13

Слайд 13: 2. Устойчивость дисперсных систем

Коллоидными системами называют двух-или многофазные системы, в которых одна фаза находится в виде отдельных мелких частиц, распределённых в другой фазе. Такие ультра-микро-гетерогенные системы с определённой (коллоидной) дисперсностью проявляют способность к интенсивному броуновскому движению и обладают высокой кинетической устойчивостью. Имея высокоразвитую поверхность раздела фаз и, следовательно, громадный избыток свободной поверхностной энергии, эти системы являются принципиально термодинамически неустойчивыми, что выражается в агрегации частиц, т.е. в отсутствии агрегативной устойчивости.

Изображение слайда
14

Слайд 14: 2. Устойчивость дисперсных систем

Во многих случаях устойчивость таких систем связана с наличием слоя стабилизатора на поверхности коллоидных частиц. Необходимым условием создания устойчивых коллоидных систем является присутствие третьего компонента - стабилизатора. Стабилизаторы - электролиты или другие вещества не электролитной природы - ВМС или ПАВ.

Изображение слайда
15

Слайд 15: 2. Устойчивость дисперсных систем

Структурно-механические свойства адсорбционных слоев в значительной мере определяют поведение коллоидных систем. Эти слои могут быть образованы или изменены небольшими количествами каких-либо растворенных веществ, поэтому создаётся возможность регулирования ряда свойств коллоидных систем в различных практических приложениях. Коллоидные системы с частицами диспергированного вещества, способных свободно перемещаться в жидкой дисперсионной среде совместно с адсорбированными на их поверхности молекулами или ионами третьего компонента ( стабилизатора ), называют лиозолями, а сами частицы, обладающие сложным строением – мицеллами.

Изображение слайда
16

Слайд 16: 2. Устойчивость дисперсных систем

Лио-золи по Фрейндлиху Лиофобные системы -- частицы дисперсной фазы которых не взаимодействуют с дисперсионной средой, не сольватируются и не растворяются в ней. Лиофильные системы -- частицы дисперсной фазы которых интенсивно взаимодействуют с дисперсионной средой. Лио-золи по Ребиндеру Дисперсные много-или двухфазные системы он разделил на два класса, исходя из величины удельной межфазовой энергии ( поверхностного натяжения ).

Изображение слайда
17

Слайд 17: 2. Устойчивость дисперсных систем

Эти системы характеризуются кинетической устойчивостью и агрегативной неустойчивостью и требуют стабилизации. Лиофобные системы - золи драгоценных металлов, золи металлоидов ( серы, селена, теллура ), дисперсии полимеров в воде (например, полистирола, фторолона), золи сульфидов мышьяка, сурьмы, кадмия, ртути, золи гидроксидов железа, алюминия, …

Изображение слайда
18

Слайд 18: 2. Устойчивость дисперсных систем

Достоверно установлено, что растворы ВМС – это истинные растворы, т.е. однофазные системы, гомогенные, термо-динамически устойчивые и подчиняющиеся правилу фаз Гиббса. Л иофильные коллоидные системы – по Фрейндлиху – растворы, образующиеся при растворении природных или синтетических ВМС: р астворы белков, крахмала, пектинов, камедей, эфиров целлюлозы и разнообразных смол, как природных так и синтетических. Лиофильные системы считались двух- или многофазными, термодинамически неустойчивыми, неподчиняющимися правилу фаз Гиббса.

Изображение слайда
19

Слайд 19: 2. Устойчивость дисперсных систем

Лиофильные системы – по Ребиндеру – это двухфазные коллоидные системы с низкой, хотя и положительной межфазовой свободной энергией, меньшей или равной граничному значению, s 12 ≤ s m. Это системы с очень малой межфазовой энергией, они термо-динамически устойчивы и образуются самопроизвольно. Дисперсность их вполне определена и находится в коллоидной области. Лиофобные системы – по Ребиндеру – дисперсные системы с достаточно высоким межфазовым натяжением (s 12 ), большим некоторого граничного значения s m : s 12 > s m. У них большая межфазовая свободная энергия, поэтому граница раздела фаз выражена резко: система является агрегативно неустойчивой и требует введения стабилизатора. Дисперсность таких систем является произвольной.

Изображение слайда
20

Слайд 20: 2. Устойчивость дисперсных систем

2) ассоциативные коллоидные системы, образуемые в водной среде веществами типа мыл, некоторых красителей и дубителей, а в неводной среде некоторыми ПАВ. Такие вещества в разбавленных растворах находятся в молекулярном состоянии, при увеличении концентрации происходит агрегация молекул с образованием частиц коллоидного размера, т.е. образуются мицеллы. Лиофильные системы 1) так называемые критические эмульсии, образующиеся в результате снижения поверхностного натяжения при нагревании до температуры, близкой к температуре неограниченного смешения, или в результате прибавления очень больших количеств ПАВ;

Изображение слайда
21

Слайд 21: 2. Устойчивость дисперсных систем

Мицеллы

Изображение слайда
22

Слайд 22: 2. Устойчивость дисперсных систем

Мицеллы

Изображение слайда
23

Слайд 23: 2. Устойчивость дисперсных систем

Мицеллы

Изображение слайда
24

Слайд 24: 2. Устойчивость дисперсных систем

Мицеллы

Изображение слайда
25

Слайд 25: 2. Устойчивость дисперсных систем

Мицеллы

Изображение слайда
26

Слайд 26: 2. Устойчивость дисперсных систем

Факторы и параметры устойчивости Концентрацию  ПАВ, при которой в его растворе возникает большое количество мицелл, находящихся в термодинамическом равновесии с молекулами ( ионами ), и резко изменяется ряд свойств  раствора, называют критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Мицеллами  ПАВ называют агрегат из длинноцепо-чечных дифильных молекул или  ионов, образующихся самопроизвольно в их  растворах  выше ККМ, зависящей от природы полярной группы (групп) и особенно от длины цепи  молекулы. В водных растворах  ассоциация части молекул ( ионов ) происходит в результате сцепления цепей, в неводных (неполярных) средах – за счёт сцепления полярных групп.

Изображение слайда
27

Слайд 27: 2. Устойчивость дисперсных систем

Факторы и параметры устойчивости Как правило, найденная каким-либо методом ККМ – это некоторая средняя  концентрация  в той узкой области, в которой происходит переход из молекулярного состояния растворенного  вещества  к мицеллярному. При этом образуется высокодисперсная система из двух фаз, -- и многие свойства  растворов  претерпевают подчас скачкообразные изменения. Зависимость концентрации неассоциированных молекул (с 1 ) и мицелл  (с m ) от общей  концентрации ПАВ

Изображение слайда
28

Слайд 28: 2. Устойчивость дисперсных систем

Факторы и параметры устойчивости Концентрацию  ПАВ, при которой в его растворе возникает большое количество мицелл, находящихся в термодинамическом равновесии с молекулами ( ионами ), и резко изменяется ряд свойств  раствора, называют критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Мицеллами  ПАВ называют агрегат из длинноцепо-чечных дифильных молекул или  ионов, образующихся самопроизвольно в их  растворах  выше ККМ, зависящей от природы полярной группы (групп) и особенно от длины цепи  молекулы. В водных растворах  ассоциация части молекул ( ионов ) происходит в результате сцепления цепей, в неводных (неполярных) средах – за счёт сцепления полярных групп.

Изображение слайда
29

Последний слайд презентации: Л- 8. Начала коллоидной химии: 2. Устойчивость дисперсных систем

Факторы и параметры устойчивости Агрегативная Седиментационная Изо-электрическая точка Лиофильность, лиофобность Потенциалы течения Мембранный потенциал Био-потенциал Дзета-потенциал Тот факт, что дисперсные системы классифицируются по величине свободной поверхностной энергии, показывает, что коллоидные явления тесно связаны со свойствами поверхности раздела фаз.

Изображение слайда