- •Предисловие
- •Химическая термодинамика, как теоретическая основа биоэнергетики Предмет, методы и основные понятия химической термодинамики
- •Термодинамические системы: изолированные, закрытые, открытые, гомогенные, гетерогенные
- •Термодинамические параметры
- •Внутренняя энергия системы
- •Форма обмена энергии с окружающей средой
- •Первое начало термодинамики. Тепловые эффекты химических реакций
- •1. В изолированной системе сумма всех видов энергии есть величина постоянная.
- •Изобарный и изохорный процессы. Энтальпия. Тепловые эффекты химических реакций
- •Термохимия. Закон Гесса
- •Влияние температуры и давления на тепловой эффект реакции
- •Использование закона Гесса в биохимических исследованиях
- •Энтропия. Второй закон термодинамики Энтропия
- •Второе начало термодинамики. Свободная энергия Гиббса
- •Принцип энергетического сопряжения
- •Химическое равновесие Обратимые и необратимые реакции. Константа равновесия
- •Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье
- •Учение о растворах Растворы
- •Физические свойства н2о и строение ее молекул
- •Механизм образования растворов
- •Растворимость веществ. Факторы, влияющие на растворимость
- •Влияние природы веществ на растворимость
- •Влияние давления на растворимость веществ
- •Влияние температуры на растворимость веществ
- •Влияние электролитов на растворимость веществ
- •Взаимная растворимость жидкостей
- •Способы выражения состава растворов
- •Термодинамические аспекты процесса растворения. Идеальные растворы
- •Коллигативные свойства разбавленных растворов
- •Диффузия и осмос в растворах
- •Роль осмоса в биологических процессах
- •Давление насыщенного пара растворителя над раствором. Закон Рауля
- •Следствия из закона Рауля
- •1) Растворы кипят при более высокой температуре, чем чистый растворитель;
- •2) Растворы замерзают при более низкой температуре, чем чистый растворитель.
- •Применение методов криоскопии и эбуллиоскопии
- •Коллигативные свойства растворов электролитов. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа
- •Электролитическая диссоциация Электролиты и неэлектролиты. Теория электролитической диссоциации
- •Общая характеристика электролитов
- •Слабые электролиты
- •Сильные электролиты
- •Диссоциация воды. Водородный показатель
- •Теория кислот и оснований. Буферные растворы Теория кислот и оснований
- •Буферные растворы Определение буферных систем и их классификация
- •Механизм действия буферных систем
- •Вычисление рН и рОн буферных систем. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха
- •Буферная емкость
- •Буферные системы человеческого организма
- •Нарушения кислотно-оснóвного равновесия крови. Ацидоз. Алкалоз
- •Химическая кинетика и катализ Кинетика химических реакций
- •Понятие о скорости химической реакции. Закон действующих масс
- •Кинетическая классификация химических реакций. Понятие о молекулярности и порядке химической реакции Порядок и молекулярность простых химических реакций
- •Понятие о сложных химических реакциях
- •Классификация сложных реакций
- •Измерение скорости химической реакции
- •Влияние температуры на скорость химической реакции
- •Катализ Общие положения и закономерности катализа
- •Механизм гомогенного и гетерогенного катализа
- •Особенности каталитической активности ферментов
- •2. Другим важным отличием ферментов от катализаторов небелковой природы является их высокая специфичность, т.Е. Избирательность действия.
- •Физическая химия дисперсных систем Определение дисперсных систем
- •Классификация дисперсных систем и их общая характеристика
- •Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды
- •Классификация по взаимодействию между частицами дисперсной фазы или степени структурированности системы
- •Классификация по характеру взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой
- •Методы получения дисперсных систем
- •Диспергирование жидкостей
- •Диспергирование газов
- •Конденсационные методы
- •Методы физической конденсации
- •Методы химической конденсации
- •Очистка золей
- •Компенсационный диализ и вивидиализ
- •Молекулярно-кинетические свойства золей
- •Броуновское движение
- •Диффузия
- •Седиментация в золях
- •Осмотическое давление в золях
- •Оптические свойства золей
- •Рассеяние света (опалесценция)
- •Оптические методы исследования коллоидных систем Ультрамикроскоп
- •Механизм образования и строение коллоидной частицы – мицеллы
- •1. Получение золя берлинской лазури:
- •2. Получение с помощью гидролиза FeCl3 золя гидроксида железа (III).
- •3. Получениезоля As2s3:
- •Электрокинетические свойства золей
- •Устойчивость гидрофобных коллоидных систем. Коагуляция золей Виды устойчивости золей
- •Теория коагуляции Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека
- •Влияние электролитов на устойчивость золей. Порог коагуляции. Правило Шульца-Гарди
- •Чередование зон коагуляции
- •Коагуляции золей смесями электролитов
- •Скорость коагуляции
- •Коллоидная защита
- •Роль процессов коагуляции в промышленности, медицине, биологии
- •Растворы высокомолекулярных соединений
- •1) Своеобразное тепловое движение частиц растворенного вещества, схожее с броуновским движением мицелл в золях;
- •Общая характеристика высокомолекулярных соединений
- •Классификация полимеров
- •Набухание и растворение вмс
- •Термодинамические аспекты процесса набухания
- •Давление набухания
- •Свойства растворов высокомолекулярных соединений
- •Осмотическое давление растворов вмс
- •Онкотическое давление крови
- •Вязкость растворов полимеров
- •Свободная и связанная вода в растворах
- •Полиэлектролиты
- •Факторы, влияющие на устойчивость растворов полимеров. Высаливание
- •Электрохимия растворы электролитов как проводники второго рода. Электропроводность растворов электролитов
- •Эквивалентная электропроводность растворов
- •Практическое применение электропроводности
- •Равновесные электродные процессы
- •Металлический электрод
- •Измерение электродных потенциалов
- •Окислительно-восстановительные электроды
- •1. Переход окисленной формы в восстановленную и наоборот заключается только в обмене между ними электронами:
- •Диффузионный и мембранный потенциалы
- •Химические источники электрического тока. Гальванические элементы
- •Потенциометрия
- •Содержание
Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды
Этот вид классификации применяется только к коллоидным и грубодисперсным системам. Вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды могут находиться только в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. В соответствии с этим возможно существование 9 типов дисперсных систем, но реальными являются только 8 (табл. 17). Это объяснятся тем, что различные газы могут образовать друг с другом только гомогенные молекулярно-дисперсные системы.
При условном обозначении дисперсных систем по данному признаку первым называют агрегатное состояние дисперсной фазы, а вторым – дисперсионной среды.
Коллоидные системы независимо от агрегатного состояния дисперсионной среды носят общее название золи (от латинского solutio – раствор). При этом различают: 1) аэрозоли (дисперсионная среда – газ); 2) лиозоли (от греческого lios – жидкость); 3) твердые золи.
Таблица 17.Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию вещества дисперсной фазы (д.ф.) и дисперсионной среды (д.с.)
Агрегатное состояние д.ф. |
Агрегатное состояние д.с. |
Условное обозначение системы |
Общее название системы |
Примеры систем |
Газ |
Газ |
Г/Г |
не существуют |
|
Жидкость |
Ж/Г |
аэрозоли* |
туманы, тучи, облака | |
Твердое тело |
Т/Г |
аэрозоли* |
пыль, дым, порошки | |
Газ |
Жидкость |
Г/Ж |
лиозоли, пены или газовые эмульсии |
мыльная пена, противопожарные пены |
Жидкость |
Ж/Ж |
лиозоли, эмульсии |
молоко, сливочное масло, сырая нефть, кремы | |
Твердое тело |
Т/Ж |
лиозоли, суспензии или взвеси |
природные воды | |
Газ |
Твердое тело |
Г/Т |
твердые золи, пористые и капиллярные системы |
пемза, силикагель, активированный уголь |
Жидкость |
Ж/Т |
твердые золи, твердые эмульсии |
почвы, влажные грунты, жемчуг, опал | |
Твердое тело |
Т/Т |
твердые золи* |
цветные стекла, минералы, сплавы металлов, бетон |
* - данные грубодисперсные системы не имеют общего названия.
Лиозоликлассифицируются еще и от вида образующей их жидкости нагидрозоли(дисперсионная среда – вода) иорганозоли(дисперсионная среда – органическая жидкость). Последние, в свою очередь, подразделяются наалкозоли, бензозоли, этерозоли и т.п.(дисперсионной средой является, соответственно, спирт, бензол, эфир и т.д.).
Грубодисперсные системы могут иметь как общие названия: суспензии (взвеси), эмульсии, пены, порошки, – так и индивидуальные: молоко, хлеб, пемза, жемчуг, опал.
Классификация по взаимодействию между частицами дисперсной фазы или степени структурированности системы
Различают свободнодисперсные и связнодисперсныесистемы. К свободнодисперсным относят бесструктурные системы, в которых частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом в одну сплошную сетку или трехмерный каркас.Они кинетически независимы, т.е. способны к самостоятельному перемещению в дисперсионной среде под влиянием броуновского движения или силы тяжести. Такие системы обладают текучестью и всеми остальными свойствами, характерными для обычных жидкостей и газов. К ним относятся лиозоли, достаточно разбавленные суспензии и эмульсии, а также аэрозоли.
В связнодисперсных системахчастицы дисперсной фазы связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил, образуя в дисперсионной среде своеобразные сетки или трехмерные каркасы. В подобных структурах отдельные частицы уже не способны к взаимному перемещению и могут совершать лишь колебательные движения. К данным системам относятсягели, концентрированные суспензии (пасты), концентрированные эмульсии и пены.
Свободнодисперсные системы во времени непрерывно изменяют свой дисперсный состав в сторону укрупнения частиц, вплоть до полного расслоения на 2 макрофазы, поэтому их часто называют нестабилизированными.
Связнодисперсные системы могут сохранять свою дисперсность на определенном постоянном уровне в течение длительного времени, поэтому называются иначе стабилизированными.