- •Билет №1
- •1. Конденсационные методы получения лиофобных дисперсных систем.
- •2. Особенности адсорбции ионов и молекул из растворов на твердой поверхности.
- •3. Реология
- •4. Сравните давление насыщенного пара над одинаковыми по размерам каплями воды и пропилового спирта.
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А - ВеСl2, в - nh4oh, с - Be(oh)2
- •Билет 2
- •1. Диспергационные методы получения лиофобных дисперсных систем.
- •2. Межфазная поверхность, ее силовое поле. Поверхностное натяжение как характеристика этого поля
- •3. Что Вы знаете о структурообразовании в дисперсных системах и типах дисперсных структур?
- •4. Сравните давление насыщенного пара над каплями эквиконцентрированных водных растворов уксусной и масляной кислот (радиусы капель одинаковы). Ответ обоснуйте.
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А: k2CrO4, b: AgNo3, c: Ag2CrO4
- •1. Седиментационный анализ суспензий и эмульсий.
- •2. Поверхностная активность. Экспериментальное определение, изменение в гомологических рядах, работа адсорбции.
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А - Na2 SiO3, в - hCl, с - h2SiO3
- •Билет 4
- •1. Смачивание и растекание:
- •2 Метод избыточных величин Гиббса и метод слоя конечной толщины
- •3. Дайте определение поверхностной активности и поясните выражение «понятие поверхностной активности относительно». Как экспериментально оценить поверхностную активность?
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А (NaCl), в (kh2SbO4), с (NaH2SbO4).
- •Билет 5
- •1. Седиментационный анализ в центробежном поле как метод оценки размеров коллоидных частиц и макромолекул полимеров.
- •2. Адсорбция и ее характеристики. Теории полимолекулярной адсорбции.
- •3. Что такое аэрозоли? Чем обусловлены их специфические свойства и как их разрушают?
- •4. С каким коллоидно-химическим явлением в организме человека связано чувство жажды? Охарактеризуйте это явление и его особенности в коллоидных системах по сравнению с истинными растворами.
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А - CaCl2, в - h2so4, с - CaSo4
- •Билет 6
- •1. Диффузия и ее особенности в коллоидных системах. Уравнение Эйнштейна.
- •2. Лиофильные коллоидные системы. Условия образования и свойства.
- •3. Изобразите изотермы поверхностного натяжения водных растворов метиламина и пропиламина и покажите, как от них можно перейти к изотермам адсорбции. Изобразите изотермы адсорбции этих веществ.
- •4. Как различаются осмотические давления апельсинового сока а) с мякотью, б) без мякоти. Ответ обоснуйте
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А – CaCl2, в - h2so4, с - CaSo4
- •Билет 7
- •1. Изотерма адсорбции Лэнгмюра.
- •2. Устойчивость дисперсных систем. Основы теории длфо.
- •3. Приведите на одном рисунке изотермы поверхностного натяжения пив и пав а)немицеллообразующего , б) мицеллообразующего, в) ионогенного немицеллообразующего.
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А - CaCl2, в - h2so4, с - CaSo4
- •Билет 8.
- •1. Уравнение адсорбции Гиббса и его естественно-научное и философское значение.
- •2. Диффузионно-седиментационное равновесие и его использование для анализа д исперсных систем.
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А - k3(Fe(cn)6), в - AgNo3, с - Ag3(Fe(cn)6)
- •6. Изобразите графически изменение ζ-потенциала для золя MnO2 (стабилизатор Na2s2o3) при добавлении к нему электролитов NaCl, AgNo3, kMnO4, Na2s2o3 .
- •Билет 9.
- •1. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации пав. Уравнение Шишковского, физический смысл его констант и методы их определения.
- •2. Образование и строение двойного электрического слоя на границе раздела фаз.
- •3. Что Вы знаете о критических эмульсиях и микроэмульсиях?
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из рас - творов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А - k2so4, в - Ba(ch3coo)2, с - BaSo4
- •Билет 10.
- •2. Уравнение двухмерного состояния вещества в адсорбционном слое. Основные типы поверхностных пленок.
- •3. Как можно определить важнейшие характеристики молекул пав: площадь поперечного сечения и длину?
- •5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А - Na 2SiO3, в - AgNo3, с - Ag2SiO3
3. Что такое аэрозоли? Чем обусловлены их специфические свойства и как их разрушают?
Аэрозо́ль — дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде (обычно в воздухе). Aэрозоли делят на туманы – системы с жидкой дисперсной фазой и дымы – системы с твердыми частицами. Дымы, в которых частицы дисперсной фазы адсорбировали значительное количество влаги из атмосферы, очевидно, являются одновременно и дымами, и туманами. Такие системы называются смогом.
Размеры частиц в них изменяются от нескольких мм до 10−7 мм. Образуются при механическом измельчении и распылении твёрдых тел или жидкостей, дроблении, истирании, взрывах, горении, распылении в пульверизаторах.
Классификация. По дисперсности аэрозоли с твердой дисперсной фазой разделяют, как и все дисперсные системы, на диспергационные и конденсационные аэрозоли. Диспергационные аэрозоли, образующиеся при измельчении твердых тел или распылении жидкостей имеют довольно крупные частицы и, как правило, полидисперсны. Аэрозоли, полученные методом конденсации из пересыщенных паров или в результате химических реакций обычно являются высокодисперсными системами с более однородными по размеру частицами.
Основные характеристики. Дисперсионную среду характеризуют химическим составом, температурой, давлением, степенью ионизации, параметрами внешних физических полей, полем скоростей течения, наличием турбулентности и ее параметрами, наличием и величиной градиентов температуры и концентрации компонентов. Важнейшие параметры дисперсной фазы аэрозоли - объемная доля частиц φυ и их массовая доля φm, число частиц в единице объема (счетная концентрация) nр, средний размер частицы dp и ее электрический заряд.
Свойства. Важнейшие свойства аэрозолей - способность частиц сохраняться во взвешенном состоянии, перемещаться преим. как единое целое и при столкновении прилипать друг к другу или к какой-либо поверхности с вероятностью, равной единице.
Газовая дисперсионная среда вносит ряд своеобразных черт в свойства аэрозолей.1.- это их лиофобность и отсутствие эффективных путей стабилизации. 2- размер частиц дисперсной фазы r по порядку величины соизмерим с длиной свободного пробега молекул в газе Λм. Движение частиц определяется числом Кнудсена: Kn= Λм/2r. При Kn˂ 10-2 применимы законы механики, закон Стокса:
υ=F/6πηr.
Для частиц малого размера Kn˃102, применимы законы молекулярно-кинетической теори:
υ=F/2mM* Λr/ΰM, где mM- масса молекул газа, ΰM – средняя скорость их движения, Λr- длина свободного пробега частицы.
Для большенства наиболее важных аэрозольных систем число Кнудсена имеет промежуточное значение: 10-2˂Kn ˂ 102, тогда используется формула Кеннингема:
υ=F/6πηr (1+ 1,26Kn)
Многие специфические свойства аэрозолей связаны с особенностями дисперсионной среды — воздуха, его низкой вязкостью и малой электрической проводимостью. Лиофобность аэрозолей и высокие коэффициенты диффузии в газовой фазе обусловливают большую скорость процессов изотермической перегонки и коагуляции, следствием которых является нарушение агрегативной устойчивости системы. В реальных аэрозолях концентрация дисперсной фазы, как правило, составляет не более 108 — 106 частиц/см3. Размер частиц в большинстве аэрозолей оказывается в интервале 10~5 — 10~3 см: более крупные частицы быстро оседают, а мелкие исчезают вследствие коагуляции.
Аэрозольные частицы способны приобретать электрический заряд, если они образуются конденсацией на ионах. Незаряженные частицы могут захватывать газовые ионы, направленно движущиеся к частицам во внешнем поле или диффундирующие в среде. Диспергационные частицы могут приобретать заряд и в процессе образования - при разбрызгивании жидкостей (баллоэлектрический эффект) или распылении порошков (трибоэлектрический эффект), при освещении (фотоэффект), радиоактивном распаде и т.п.
Важнейшие процессы, происходящие в аэрозолях — седиментация, броуновское движение, коагуляция и испарение частиц.
Важнейшие оптические свойства аэрозолей — рассеяние и поглощение ими света.
Разрушение аэрозолей происходит путем:
• рассеивания под действием воздушных течений или вследствие одноименных зарядов частиц;
• седиментации;
• диффузии к стенкам сосуда;
• коагуляции;
• испарения частиц дисперсной фазы (в случае аэрозолей летучих веществ).
Инерционное осаждение проводится с помощью центробежных отделителей, называемых циклонами. Они представляют собой металлические цилиндры, в которых аэрозоль по спирали движется сверху вниз, при этом частицы оседают на стенках цилиндра, а очищенный газ по специальной трубе выводится из циклона. Высокопроизводительный циклон может обеспечить практически полное улавливание частиц крупнее 30 мкм, частицы размерами 5 мкм улавливаются на 80%, а размерами 2 мкм - менее чем на 40%. К инерционному осаждению можно отнести и мокрое пылеулавливание. В этих случаях главная задача состоит в том, чтобы частицы привести в соприкосновение с каплями жидкости, вместе с которыми они удаляются из аппарата. Мокрое пылеулавливание осуществляется двумя способами:
1) для частиц с d 2-5 мкм используют скрубберы (полые или с насадкой), мокрые циклоны, барботажные или пенные пылеулавливатели;
2) для частиц с d 2 мкм используются скоростные пылеулавливатели.
Ультразвуковые установки используются для разрушения туманов. К недостаткам этого метода следует отнести следующее: он не разрушает сильно разбавленные аэрозоли, оставляя нескоагулированной самую вредную - высокодисперсную часть аэрозоля.
Электростатическое осаждение с успехом применяют для улавливания пылей и туманов в цементной, сернокислотной, металлургической промышленности и особенно для улавливания летучей золы из дымовых газов электростанций. Аэрозоль пропускают между электродами, создающими поле высокого напряжения (70-100 кВ), возникает коронный разряд, при котором катод испускает огромное количество электронов. Электроны ионизируют молекулы газа. Образующиеся анионы адсорбируются частицами аэрозоля, затем отрицательно заряженные частицы осаждаются на положительно заряженной стенке трубы, после чего собираются в специальном бункере.
Конденсационный метод пылеулавливания. В этом методе используется свойство аэрозольных частиц выступать в роли центров конденсации водяных паров. Механизм конденсационного метода состоит в том, что за счет конденсации водяных паров трудноуловимый тонкодисперсный аэрозоль превращается в туман, капли которого размерами 2-5 мкм легко осаждаются простыми методами. Достоинством этого метода является то, что превратить в капли тумана можно частицы любой природы и любого размера.