Коллоидные растворы

Содержание

Слайд 3

Дисперсные системы — это микрогетерогенные системы с сильно развитой внутренней поверхностью

Дисперсные системы — это микрогетерогенные системы с сильно развитой внутренней поверхностью раздела между фазами.
раздела между фазами.

Слайд 4

Дисперсионная среда - непрерывная фаза (тело), в объёме которой распределена другая

Дисперсионная среда - непрерывная фаза (тело), в объёме которой распределена другая (дисперсная)
(дисперсная) фаза в виде мелких твёрдых частиц, капелек жидкости или пузырьков газа.
Дисперсная фаза - совокупность мелких однородных твёрдых частиц, капелек жидкости или пузырьков газа, равномерно распределённых в окружающей (дисперсионной) среде.

Слайд 5

I. По степени дисперсности
дисперсной фазы

1. Грубодисперсные системы

>10-7 м или >100 нм

2.

I. По степени дисперсности дисперсной фазы 1. Грубодисперсные системы >10-7 м или
Коллоидно-дисперсные системы

≈ 10-7 - 10-9 м, 1 - 100 нм

3.Молекулярно-ионные (истинные) растворы:
< 10-9 м, < 1 нм

Слайд 6

Классификация дисперсных систем

Классификация дисперсных систем

Слайд 7

По агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию

Слайд 8

Дисперсная среда: твердое вещество

Дисперсная фаза – газ:
Почва, текстильные ткани, кирпич и

Дисперсная среда: твердое вещество Дисперсная фаза – газ: Почва, текстильные ткани, кирпич
керамика, пористый шоколад, порошки.

Дисперсная фаза – жидкость:
Влажная почва, медицинские и косметические средства.

Дисперсная фаза – твердое вещество:
Горные породы, цветные стекла, некоторые сплавы.

Слайд 9

Дисперсная среда: газ

Дисперсная фаза – газ:
Всегда гомогенная смесь (воздух, природный газ)

Дисперсная среда: газ Дисперсная фаза – газ: Всегда гомогенная смесь (воздух, природный


Дисперсная фаза – жидкость:
Туман, попутный газ с капельками нефти, аэрозоли.

Дисперсная фаза – твердое вещество:
Пыли в воздухе, дымы, смог, песчаные бури.

Слайд 10

Дисперсная среда: жидкость

Дисперсная фаза – газ:
Шипучие напитки, пены.

Дисперсная фаза – жидкость:

Дисперсная среда: жидкость Дисперсная фаза – газ: Шипучие напитки, пены. Дисперсная фаза
Эмульсии: нефть, крем, молоко; жидкие среды организма, жидкое содержимое клеток.

Дисперсная фаза – твердое вещество:
Золи, гели, пасты. Строительные растворы.

Слайд 11

2.По степени взаимодействия между частицами дисперсной фазы

Свободнодисперсные – частицы не связаны,

2.По степени взаимодействия между частицами дисперсной фазы Свободнодисперсные – частицы не связаны,
это системы, обладающие текучестью, как обычные жидкости и растворы (коллоидные растворы, взвеси, суспензии)
Связнодисперсные – это структурированные системы, имеющие пространственную сетку, каркас и приобретающие свойства полутвердых тел (гели, пористые тела, аморфные осадки)
при dпор < 2нм – микропористые
2 – 200нм – переходные
> 200нм – макропористые

Слайд 12

Коллоидные растворы

Золи получают дисперсионными и конденсационными методами. Диспергирование чаще всего производят

Коллоидные растворы Золи получают дисперсионными и конденсационными методами. Диспергирование чаще всего производят
при помощи особых “коллоидных мельниц”. При конденсационном методе коллоидные частицы образуются за счет объединения атомов или молекул в агрегаты. При протекании многих химических реакций также происходит конденсация и образуются высокодисперсные системы (выпадение осадков, протекание гидролиза, окислительно-восстановительные реакции и т.д.) - кровь, лимфа…
Гели. При определенных условиях коагуляция (явление слипания коллоидных частиц и выпадения их в осадок) золей приводит к образованию студенистой массы, называемой гелем. В этом случае вся масса коллоидных частиц, связывая растворитель, переходит в своеобразное полужидкое-полутвердое состояние. - желатин, желе, мармелад.

Слайд 14

Методы получения дисперсных систем

Диспергационные (вещества тонко измельчаются – диспергируют в состав дисперсионной

Методы получения дисперсных систем Диспергационные (вещества тонко измельчаются – диспергируют в состав
среды)
Конденсационные (коллоидное состояние возникает в результате объединения молекул или ионов вещества)

Слайд 15

Диспергационные методы


1.Механическое дробление (все природные коллоидные системы).
2.Ультрозвуковое дробление
3.Электрическое дробление
4.Химическое дробление

Диспергационные методы 1.Механическое дробление (все природные коллоидные системы). 2.Ультрозвуковое дробление 3.Электрическое дробление
– пептизация Fe(OH)3 + NaCl → Fe(OH)2Cl + NaOH

Слайд 16

Конденсационные методы

А.Физические
1.Конденсация пара в газовой среде (туман).
2.Конденсация пара в жидкости (ртуть в

Конденсационные методы А.Физические 1.Конденсация пара в газовой среде (туман). 2.Конденсация пара в
холодной воде), золи металлов в электрической дуге
3.Конденсация частиц при замене растворителя (канифоль – замена спирта на воду)
4.Совместная конденсация веществ не растворимых друг в друге (золи металлов Al, Na, K в органических растворителях) – испарение и совместная конденсация в вакууме.

Слайд 17

Конденсационные методы

Б.Химические
(называются по типу химической реакции)
1.Восстановление
2HAuCl4 + 3H2O2 → 2Au

Конденсационные методы Б.Химические (называются по типу химической реакции) 1.Восстановление 2HAuCl4 + 3H2O2
+ 8HCl + 3O2
2.Гидролиз
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 +3HCl(золь гидроксида железа)
3.Окисление-восстановление
3O2 + 2H2S → 3S + 2H2O (золь серы)
4.Реакция обмена
Na2SO4 +BaCl2 = BaSO4 +2NaCl

Слайд 18

Коллоидный раствор наночастиц золота в воде

Коллоидный раствор наночастиц золота в воде

Слайд 20

Условия получения золя:
1. плохая растворимость Д.Ф. в Д.С., т.е. наличие границы

Условия получения золя: 1. плохая растворимость Д.Ф. в Д.С., т.е. наличие границы
раздела фаз;
2. размер частиц 10-7 -10-9 м (1-100 нм) ;
3. наличие иона стабилизатора, который сорбируясь на ядре препятствует
слипанию частиц (ион-стабилизатор определяется правилом Панетта-Фаянса)

Слайд 23

агрегат
m моль

Na2SO4 взят в избытке n моль:

n Na2SO4 → 2n Na+

агрегат m моль Na2SO4 взят в избытке n моль: n Na2SO4 →
+ n SO42-

ПОИ

противоионы

{ [m BaSO4]

агрегат

• nSO42-

ПОИ

ядро

• 2(n-x) Na+

адсорбционный слой

}2х-

гранула

• 2x Na+

мицелла

часть противоионов

диффузный слой

Х – не вошли в адсорбционный слой

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+2NaCl

Слайд 24

BaCl2 взят в избытке n моль;

n BaCl2 → n Ba2+ + n

BaCl2 взят в избытке n моль; n BaCl2 → n Ba2+ +
2Cl-

противоионы

ПОИ

{ m(BaSO4)

агрегат

• n Ba2+

ПОИ

ядро

• 2(n-x) Cl-

часть противоионов

адсорбционный слой

}

гранула

2x+

• 2x Cl-

диффузный слой

мицелла

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+ 2NaCl

Слайд 25

Правило ПАНЕТТА-ФАЯНСА:
кристаллическую решетку ядра достраивает тот ион, который находится в растворе в

Правило ПАНЕТТА-ФАЯНСА: кристаллическую решетку ядра достраивает тот ион, который находится в растворе
избытке и содержится в агрегате или родственен ему.

Слайд 26

Эффект Тиндаля —оптический эффект, рассеяние света при прохождении светового пучка через

Эффект Тиндаля —оптический эффект, рассеяние света при прохождении светового пучка через оптически
оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса (конус Тиндаля), видимого на тёмном фоне. Характерен для растворов коллоидных систем (например, золей, металлов, разбавленных латексов, табачного дыма), в которых частицы и окружающая их среда различаются по показателю преломления. На эффекте Тиндаля основан ряд оптических методов определения размеров, формы и концентрации коллоидных частиц и макромолекул. Эффект Тиндаля назван по имени открывшего его Джона Тиндаля.

Эффект Тиндаля

Слайд 27

Схематически процесс рассеяния света выглядит так:

Схематически процесс рассеяния света выглядит так:

Слайд 28

Кинетическая устойчивость

 связана со способностью частиц дисперсной фазы к самопроизвольному тепловому движению в

Кинетическая устойчивость связана со способностью частиц дисперсной фазы к самопроизвольному тепловому движению
растворе, которое известно под названием броуновского движения.

Агрегатная устойчивость

 обусловлена тем, что на поверхности коллоидных частиц имеет место адсорбции ионов из окружающей среды.

Слайд 29

Факторы, вызывающие коагуляцию:
увеличение концентрации золя;
действие света;
изменение температуры;
облучение;
добавление

Факторы, вызывающие коагуляцию: увеличение концентрации золя; действие света; изменение температуры; облучение; добавление
электролитов.

КОАГУЛЯЦИЯ –
процесс укрупнения частиц дисперсной фазы золя с последующим выпадением в осадок.

Слайд 30

Зависимость скорости коагуляции
от концентрации электролита

скрытая

явная

медленная

быстрая

Зависимость скорости коагуляции от концентрации электролита скрытая явная медленная быстрая

Слайд 31

наименьшее количество электролита, которое вызывает явную коагуляцию 1л золя
γ = C· V

наименьшее количество электролита, которое вызывает явную коагуляцию 1л золя γ = C·
/ Vо
γ - порог коагуляции, моль/л;
С - концентрация электролита, моль/л;
V - объем раствора электролита, л;
Vo - объем золя, л.
Р = 1/ γ - коагулирующая способность электролита

Порог коагуляции -

Слайд 32

Правило Шульце-Гарди:
Для разновалентных ионов их коагулирующее действие прямо пропорционально зарядам

Правило Шульце-Гарди: Для разновалентных ионов их коагулирующее действие прямо пропорционально зарядам ионов
ионов в шестой степени

Р(Al+3) : Р(Ca+2) : Р(K+1) ≈

Гранула ( - )

36 : 26 : 16 ≈ 729 : 64 : 1

γ(Al+3):γ(Ca+2):γ(K+1) ≈ 1/36:1/26:1/16

Гранула ( + )

Р(PO4 3-) : Р(SO42-) : Р(Cl-) ≈ 36 : 26 : 16

γ(PO4 3-): γ(SO42-): γ(Cl-) ≈ 1/36:1/26:1/16

Имя файла: Коллоидные-растворы.pptx
Количество просмотров: 49
Количество скачиваний: 1