Е.А. Амелина - Методическая разработка по курсу «коллоидная химия» (1157059), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Зависимость подъема жидкостей в капиллярах истягивающей силы менисков от поверхностного натяжения жидкости, радиусакапилляра, краевого угла смачивания, размера частиц. Роль капиллярныхявлений в почвенных системах.Зависимость давления насыщенного пара и растворимости от кривизныповерхности (размеров частиц дисперсной фазы). Закон Томсона (Кельвина)как основа описания самопроизвольных процессов изотермической перегонки,собирательной рекристаллизации, капиллярной конденсации.Адсорбция как самопроизвольное сгущение на поверхности раздела фазмассы компонентов.
Величина адсорбции, ее размерность. Адсорбционное6уравнение Гиббса. Положительная и отрицательная адсорбция.Поверхностно-активныеиповерхностно-инактивныевещества.Зависимость поверхностного натяжения от концентрации этих веществ.Предельные значения поверхностного и межфазного натяжения, достигаемыепри введениии веществ с дифильным строением молекул в водную иуглеводородную фазу. Вода как поверхностно-активное вещество.Представление о расположении молекул ПАВ в разреженных и плотныхадсорбционных слоях. Правило уравнивания полярностей.
Ориентация молекулПАВ при их химической адсорбции из водной среды на твердых гидрофильныхповерхностях.Управление смачиванием твердых тел с помощью ПАВ. Гидрофилизация игидрофобизация поверхностей; роль хемосорбции ПАВ. Изотермы смачивания.Коллоидно-химические основы флотации.Значение адсорбции для функционирования и агротехнических свойствпочв; очистка воды от вредных примесей.Материалы для подготовки1. Лекции 1, 2 и 3.2.
Амелина Е.А. Методическое пособие к курсу коллоидной химии, М.: ХимфакМГУ, 2007, ч.1.3. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия, 2004, введение,гл. I, II, III (§§1, 2).4. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии гл. I, V, VII, XI (§ 1 и 2).5. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии гл. I, IV - VI.Тема II.
Образование дисперсных систем. Электроповерхностныесвойства.Образование свободнодисперсных систем при диспергировании идезагрегации. Лиофильные, лиофобные и псевдолиофильные дисперсныесистемы. Затраты энергии при диспергировании; сопоставление споверхностной энергией. Использование эффекта Ребиндера для повышенияэффективности диспергирования; роль этого эффекта в процессахпочвообразования и эрозии почв.Лиофильные коллоидные системы – термодинамически стабильныеультрамикрогетерогенныедисперсныесистемы,образующиесяприсамопроизвольномдиспергированииобъемныхфаз.Критерийсамопроизвольного диспергирования.
Мыла, как вещества, способныеобразовывать лиофильные коллоидные системы. Мицеллообразование врастворах мыл.Псевдолиофильные дисперсные системы, как системы образующиеся присамопроизвольномдиспергированииагрегатов(пептизации).Термодинамические условия пептизации. Дисперсии монтмориллонитовыхглин, как системы промежуточные между лиофобными и истинно7лиофильными.Образование лиофобных дисперсных систем при конденсации.
Основытеории гомогенного образования зародышей новой фазы при фазовыхпереходах. Критический зародыш; зависимость его размера и работыобразования от величины пересыщения в системе.Гетерогенное образование зародышей новой фазы; влияние смачивания ишероховатости подложки на зародышеобразование.
Процессы конденсации впочвообразовании.Причины возникновения двойного электрического слоя (ДЭС) наповерхности твердых тел. Качественные представления о строении ДЭС.Модель ДЭС по Гельмгольцу. Диффузная часть ДЭС по Гуи-Чепмену. Влияниепотенциальной (электростатической) и кинетической (тепловой) энергии нараспределение противоионов в диффузной части ДЭС. Модель Штерна.Влияние индифферентных и неиндифферентных электролитов на строениеДЭС и падение потенциала в ДЭС.Обменная адсорбция.
Закономерности ионого обмена между ДЭС ираствором при введении электролитов. Роль специфической адсорбции;лиотропные ряды.Ионный обмен в природных дисперсных системах; его значение дляфункционирования и регулирования агрохимических свойств почв.Электрокинетические явления: электрофорез, электроосмос, потенциалыседиментации и протекания. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского дляописания скорости относительного смещения фаз. Граница скольжения.Электрокинетический (ζ-) потенциал.
Перезарядка поверхности коллоидныхчастиц.Изоэлектрическоесостояние.Поверхностнаяпроводимость.Практическое использование электрокинетических явлений.Материалы для подготовки1. Лекции 4 и 5 и/или по учебникам:2. Амелина Е.А. Методическое пособие к курсу коллоидной химии, М.: ХимфакМГУ, 2007, ч.2.3. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия, 2004, гл.
IV (§ 2- 6); гл. VI.4. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии гл. II, XI (§ 3), XII, XVII.5. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии гл. VII, VIII, XII (§ 2, 4, 5).Тема III. Устойчивость, структурообразование и структурно-механическиесвойства дисперсных системАгрегативная и седиментационная устойчивость дисперсных систем.Нарушениеагрегативнойустойчивостивследствиепротеканиясамопроизвольных процессов коагуляции, коалесценции, рекристаллизации;изменение при этом свободной поверхностной энергии.
Пептизация какпроцесс обратный коагуляции.8Роль тонких пленок в устойчивости дисперсных систем. Расклинивающеедавление в тонких пленках (по Дерягину).Молекулярные взаимодействия в дисперсных системах; молекулярнаясоставляющая расклинивающего давления. Энергия и сила притяжения двухсферических частиц.Факторы стабилизации дисперсных систем.
Электростатическаясоставляющая расклинивающего давления как результат отталкиваниядиффузных слоев противоионов ДЭС; влияние электролитов на силу и энергиюотталкивания.Структурная составляющая расклинивающего давления как следствиеобразования на гидрофильных поверхностях структурированных слоев молекулводы.Структурно-механический барьер (по Ребиндеру) как сильный факторстабилизации дисперсных систем. Защитные коллоиды. Роль механическихсвойств адсорбционных слоев и лиофилизации поверхности в обеспеченииустойчивости относительно коагуляции и коалесценции.Коагуляция лиофобных золей электролитами.
Зависимость скоростикоагуляции от концентрации электролита; порог коагуляции. Правило ШульцеГарди. Зоны коагуляции при введении электролита, вызывающего перезарядкучастиц золя.Пептизация коагулятов под действием электролитов. Связь устойчивости икоагуляции с электрокинетическим потенциалом. Критерий Эйлерса-Корфа.Основы теории ДЛФО. Сопоставление энергии молекулярного притяжениячастиц и энергии отталкивания диффузных слоев противоионов ДЭС наповерхности частиц. Зависимость энергии взаимодействия частиц отрасстояния между ними.
Потенциальный барьер, вторичный (дальний) ипервичный (ближний) минимум; влияние электролитов на высоту и положениепотенциального барьера.Флокуляция дисперсных систем полиэлектролитами. Роль коагуляции ифлокуляции в процессах почвообразования, регулирования агротехническихсвойств почв и очистки воды от загрязнений.Структурообразованиевдисперсныхсистемах.Классификациядисперсных структур по типу контактов.
Природа сил сцепления вкоагуляционных и фазовых контактах. Параметры, определяющие прочностьдисперсных структур: число контактов в сечении (зависящее от дисперсности иупаковки частиц) и средняя прочность индивидуального контакта.Процессы, приводящие к образованию фазовых контактов (спекание,прессование, срастание при выделении новой фазы из пересыщенной среды).Конденсационно-кристаллизационные структуры; их образование на примеретвердения полуводного гипса. Роль пересыщения в дисперсионной среде.Явление тиксотропии; тиксотропные свойства коагуляционных структур.Роль тиксотропии в природе и технике.Коагуляционные и конденсационные структуры в почвенных системах.Основы реологии.
Основные реологические законы, описывающие9упругое, вязкое и пластичное поведение идеализированных тел.Реологические свойства свободнодисперсных систем с изометричными ианизометричными частицами. Аномалия вязкости.Реологические свойства структурированных дисперсных систем. Полнаяреологическая кривая связнодисперсной системы с коагуляционнойструктурой.Коллоидно-химические основы управления свойствами почвенныхдисперсных структур.Материалы для подготовки1. Лекции 6, 7 и/или по учебникам:2. Амелина Е.А. Методическое пособие к курсу коллоидной химии, М.: ХимфакМГУ, 2007, ч.3.3.
Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия, 2004, гл. VII (§ 1- 6); гл. VIII (§5), гл. IX(§1 - 3).4. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии гл. XIII (§ 1, 2, 4, 6, 7, 9), гл.XIV.5. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии гл. IX, X.Вопросы курса для самостоятельной работы студентов1. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Броуновскоедвижение и диффузия в коллоидных системах; уравнение Эйнштейна; законФика.2. Седиментация в дисперсных системах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
