Коллоидные системы – разновидность дисперсных систем в которых частицы дисперсной фазы имеют размер 10-7 – 10-9 м

1. Коллоидные системы – разновидность дисперсных систем, в которых частицы дисперсной фазы имеют размер 10-7 – 10-9 м. На на них распространяются все те же закономерности, что и на грубодисперсные системы. Коллоидные системы могут быть получены методами физической и химической конденсации или диспергационными методами. Могут быть классифицированы по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по кинетическому признаку, по термодинамическим свойствам. Обладают специфическими молекулярно-кинетическими, оптическими и электрокинетическими свойствами.

2. Скорость седиментации сферических частиц определяется по формуле
U = 2ρ- ρ0gr29ŋ, где
h – расстояние, пройденное частицами за время τ;
ρ и ρ0 – плотности соответственно дисперсной фазы и дисперсионной среды (в данном случае ρ0 = 0) ;
r – радиус седиментирующей частицы;
ŋ – вязкость среды
Определим скорость седиментации, пользуясь данными условия:
U = 2ρgr29ŋ = 21,5*10-3*9,8(4,5*10-7)29*1,76*10-5 = 0,000038 м/с

3. Потенциал течения при электроосмосе связан с электрокинетическим потенциалом формулой:
U = ΣΣ0ξРχη, где по условию:
По условию:
Р = 20*103 – давление
Σ = 41,3 – диэлектрическая проницаемость
η = 0,9∙10-3 Па∙с – вязкость среды
χ = 1,3*10-2 – удельная электрическая проводимость
ξ=16∙10-3В – дзета-потенциал
Σ0=8,85∙10-12 – диэлектрическая проницаемость вакуума
U = 41,3*8,85*10-12*16*10-3*20*103χ0,9*10-3*1,3*10-2 = 0,01 В

4. Скорость истечения жидкости из капилляра рассчитывают по уравнению Пуазейля:
V/τ = πr4P/(8ŋl), где Р – давление, под которым происходит истечение; ŋ – вязкость жидкости; l – длина капилляра; r – радиус капилляра.
Подставив в формулу данные, определим объемную скорость:
V/τ = 3,14*(25*10-5)4*980/(8*2*10-3*5*10-2) = 1,5*10-8 м3/с

5. По условию связь молярной массы с характеристической вязкостью определяется уравнением Марка-Хаувинка заданными коэффициентами:
|η|=6,5·10-5M0,71, где |η|=0,340 м3/кг
Математически найдем из этого уравнения М:
0,340=6,5·10-5М0,71
М0,71=5231
М=172749 г/моль

6. Молекулярная масса полимера связана с константой седиментации уравнением:
S0=K*Mb, где по условию S0 = 0,91 с; К = 8,7*10-3; b = 0,45.
Отсюда:
0,91=8,7·10-3М0,45
М0,45 = 104, 6
М = 30749 г/моль

7. Теория мономолекулярной адсорбции, которую разработал американский химикИ. Ленгмюр, основывается на следующих положениях.
1)  Адсорбция является локализованной и вызывается силами, близкими к химическим.
2)  Адсорбция происходит не на всей поверхности адсорбента, а на активных центрах, которыми являются выступы либо впадины на поверхности адсорбента, характеризующиеся наличием т.н. свободных валентностей. Активные центры считаются независимыми (т.е. один активный центр не влияет на адсорбционную способность других), и тождественными.
3)  Каждый активный центр способен взаимодействовать только с одной молекулой адсорбата; в результате на поверхности может образоваться только один слой адсорбированных молекул.
4)  Процесс адсорбции является обратимым и равновесным – адсорбированная молекула удерживается активным центром некоторое время, после чего десорбируется; т.о., через некоторое время между процессами адсорбции и десорбции устанавливается динамическое равновесие.
Уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра:
Г = Г0*C/(C+b), где Г0 – величина предельной адсорбции, b – эмпирическая константа для данной пары адсорбент-адсорбат.
Величину предельной адсорбции можно определить, построив график в координатах !/Г = f(1/С); отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, равен обратной предельной адсорбции.

8. Градиент концентрации – это вектор, характеризующий величину и направление максимального изменения концентрации какого-либо вещества в среде.
Скорость диффузии – это количество вещества, диффундирующее через площадь сечения массообмена в единицу времени.
Коэффициент диффузии – количество вещества, диффундирующее через участок единичной площади в единицу времени при градиенте концентрации, равном единице.
9. Пептизацией называют переход осадков под действием пептизаторов обратно в состояние коллоидного раствора. Существует три типа пептизации:
1) адсорбционная, когда роль пептизатора играет ион, входящий в состав осадка и могущий играть роль потенциалопределяющего иона. При его добавлении происходит образование мицелл, и система становится коллоидной.
2) Диссолюционная пептизация отличается от адсорбционной только отсутствием в готовом виде электролита-пептизатора.
3) Метод промывания осадка растворителем используется, если осадок получен при значительном избытке одного из реагентов. Большая концентрация ионов в растворе вызывает сжатие двойного электрического слоя. Ионы диффузного слоя проникают в адсорбционный, в результате заряд коллоидной частицы становится равным 0 и происходит агрегация частиц. При промывании избыток ионов удаляется, двойной электрический слой восстанавливается, и система становится коллоидной.

10. Отличительной особенностью растворов ВМС (по сравнению с золями) является способность частиц взаимодействовать с молекулами растворителя, что выражается термином лиофильность. Вследствие этого такие растворы образуются самопроизвольно путем неограниченного набухания, переходящего в обычное растворение. Кроме того, в растворах ВМС не наблюдается конуса Тиндаля из-за того, что показатель преломления сольватированных макромолекул мало отличается от такового для самого сольвента.
В остальном растворы ВМС ведут себя как типичные коллоидные системы и обладают такими специфическими свойствами:
1) тепловое движение частиц растворенного вещества, схожее с броуновским движением мицелл в золях;
2) низкие скорости диффузии и низкие величины осмотического давления по сравнению с истинными растворами даже при значительных массовых концентрациях растворенного вещества;
3) способность частиц дисперсной фазы к коагуляции при добавлении электролитов, изменении температуры и т.д.
4) частицы дисперсной фазы не проходят через поры полупроницаемых мембран;
5) близкая степень дисперсности вещества в коллоидах и растворах ВМС. Для классических коллоидов (золей) это 10-7 – 10-9 метра, для растворов ВМС – чаще всего 10-8 – 10-9 метра.

Evelawyer 4.9

Высшее юридическое образование. Хороший опыт работы. Работаю по юридическим, экономическим дисциплинам. Выполняю работы и по менеджменту, истории, психологии, экологии, маркетингу и многим другим дисциплинам. Стаж - более 6 лет.

Нанять автора