- •Дмитрів а. М., Стецьків а. О., Леочко н. С. Колоїдна хімія Навчальний посібник
- •Івано-Франківськ – 2011
- •Передмова
- •Розділ 1 поверхневі явища
- •Теоретичні відомості
- •Сорбційні процеси і їх класифікація
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №1
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Адсорбція спиртів на межі вода повітря Інформаційна частина
- •Поверхневий натяг води при різних температурах
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №2
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Адсорбція ацетатної кислоти на вугіллі Інформаційна частина
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 2 фізико-хімія дисперсних систем
- •Методи одержання колоїдно-дисперсних систем
- •Диспергаційні методи одержання дисперсних систем
- •Конденсаційні методи одержання колоїдних систем
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №3
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Перелік питань, які виносяться на змістовий модуль 3
- •Лабораторна робота Одержання колоїдних розчинів Експериментальна частина.
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №4
- •Теоретична частина
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Визначення розмірів частинок дисперсної фази методом турбідиметрії
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №5 Тема: Електричні властивості колоїдних розчинів. Будова колоїдної міцели. Електрокінетичні явища.
- •Теоретичні відомості
- •Завдання для самостійної позааудоторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Визначення електрокінетичного потенціалу ліофобного золю
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №6
- •Теоретична частина
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №7
- •Теоретична частина
- •Колоїдні поверхнево-активні речовини
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Седиментаційний аналіз суспензії
- •Експериментальна частина Реактиви та обладнання: порошок Al2o3; дистильована вода; циліндр на 100 см3; торсійні терези; скляна паличка. Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 3 високомолекулярні сполуки
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №8
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №9
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Обробка результатів
- •Питання для самоконтролю
- •Перелік питань, які виносяться на модуль 2 «колоїдна хімія»
- •Банк тестових завдань з колоїдної хімії
- •1. Поверхневі явища
- •2. Загальна характеристика дисперсних систем, методи Їх одержання та очистки
- •3. Молекулярно-кінетичні властивості дисперсних систем (броунівський рух, дифузія. Осмотичний тиск). Седиментація. Оптичні властивості дисперсних систем
- •4. Електрокінетичні властивості колоїдних систем. Будова міцели
- •5. Стійкість і коагуляція. Колоїдний захист
- •6. ГРубодисперсні системи: аерозолі, суспензії, емульсії, порошки, піни
- •7. Колоїдні пар. Ккм
- •8. Високомолекулярні речовини та їх розчини
- •Засоби контролю знань студентів
- •Значення найважливіших фундаментальних сталих
- •Перелік літератури Основна література
- •Додаткова література
- •76018, М. Івано-Франківськ, вул. Галицька, 2.
Питання для самоконтролю
Наведіть приклади одержання колоїдних розчинів з допомогою реакцій: подвійного обміну, гідролізу, оксидації-відновлення.
В чому полягає суть методу одержання колоїдних розчинів з допомогою пептизації?
Назвіть фактори стабілізації дисперсних систем.
Запишіть будову міцели колоїдного розчину AgBr, одержаного:
при доливанні до розчину KBr надлишку розчину AgNO3;
при доливанні до розчину AgNO3 надлишку розчину KBr;
Заняття №4
Тема: Молекулярно-кінетичні та оптичні властивості колоїдно-дисперсних систем. Визначення розмірів частинок дисперсної фази методом турбідиметрії.
Актуальність: Фармакологічна дія ліків, які є колоїдними системами, залежить від ступеня їх дисперсності. Для визначення розмірів колоїдних частинок поряд з іншими методами зручним методами є турбідиметрія та нефелометрія, які крім цього, можна використати для знаходження молекулярної маси високомолекулярних сполук (білків, похідних целюлози, каучуку та ін.). Методи турбідиметрії та нефелометрії використовують також для визначення концентрації дисперсної фази в колоїдних розчинах.
Знання оптичних властивостей колоїдних систем в значній мірі розширює теоретичний та професійний рівень провізора, сприяє удосконаленню відомих методик, апаратури та використанню нових досягнень теорії та практики.
Навчальні цілі:
Знати:
основні положення молекулярно-кінетичої теорії колоїдно-дисперсних систем;
закони світлорозсіювання та світлопоглинання;
формулу для розрахунку розміру частинок дисперсної фази за даними вимірювань каламутності розчинів;
принципи роботи оптичних приладів (оптичний мікроскоп, нефелометр, фотоелектроколориметр).
Вміти:
готувати розчини шляхом розбавлення;
працювати з фотоелектроколориметром;
визначати розмір частинок дисперсної фази за результатами зміни оптичної густини (каламутності) дисперсної системи.
Теоретична частина
Молекулярно-кінетична теорія вивчає закони спонтанного руху молекул. Деякі властивості розчинів зумовлені цим рухом, тобто визначаються не хімічним складом, а числом молекул в одиниці об'єму або маси. До таких колігативних властивостей належать: осмотичний тиск, дифузія, зміна температури замерзання і кипіння та ін.
Експериментальні дослідження броунівського руху привели до висновку, що він має молекулярно-кінетичну природу, тобто виникає внаслідок зіткнення молекул середовища з частинками дисперсної фази.
Рис. 2.3. Схема броунівського руху частинки |
Кількісною характеристикою броунівського руху є середній зсув частинки Δ за час τ. Зсувом частинки називають відстань між проекціями початкової (А) і кінцевої (В) точок траєкторії на вісь зміщень (х). Зміщення однаково ймовірні як зліва направо, так і в протилежному напрямку, тому обчислюють середню квадратичну величину:
де Δ1, Δ2, Δ3 … – окремі проекції зміщення частинки на вісь х; n – кількість таких проекцій, взятих для розрахунку.
Величина середнього зсуву частинки може бути точно обчислена на основі статистичних законів. Для сферичної частинки з радіусом r вона прямо пропорційна абсолютній температурі Т, часу спостереження τ і обернено пропорційна коефіцієнту тертя В = 6 πηr.
Для коефіцієнта пропорційності b теорія Ейнштейна дає вираз b = 2R/NA = 2k, отже:
де k – константа Больцмана; η – в'язкість середовища.
Дифузія – це самодовільний процес вирівнювання концентрації частинок в об'ємі системи під впливом теплового руху. У відповідності з першим законом Фіка:
де dm – маса речовини, що продифундувала за час dτ, D – коефіцієнт дифузії, dc/dx градієнт концентрації, S – площа перерізу, через який іде дифузія. Знак мінус показує, що дифузія йде в бік зменшення концентрації. Якщо – dc/dx = 1, S = 1 і dτ = 1, D = dm, тобто коефіцієнт дифузії дорівнює масі речовини, що продифундувала в одиницю часу через одиницю площі при градієнті концентрації, рівному одиниці. Розмірність D – м2∙с-1.
Ейнштейн вивів рівняння, яке зв'язує коефіцієнт дифузії D з температурою Т, в'язкістю дисперсійного середовища η і радіусом частинок дисперсної фази r. Ця залежність для сферичних частинок така:
З приведеного рівняння випливає, що коефіцієнт дифузії обернено пропорційний радіусу частинок. В зв'язку з цим у колоїдно-дисперсних системах, частинки яких значно більші за молекули, спостерігається дуже повільна дифузія.