- •10/1. Основные разделы и методы. Содержание и задачи курса. Общенаучное и практическое значение науки о поверхностных явлениях и дисперсных системах. Исторические этапы развития науки.
- •10/2.Мицеллообразование. Понятие о ккм. Строение мицелл. Мицеллы пав в водных растворах. Моющее действие мыл.
- •10/3.Для коагуляции 10 -3 золя гидроксида алюминия требуется 10 мл раствора сульфата алюминия с концентрацией 0,01 кмоль/м3. Определите порог коагуляции золя.
- •12/1. Основные классификации: по дисперсности, агрегатному состоянию вещества, структуре, межфазному взаимодействию. Получение дисперсных систем.
- •13/2. Молекулярные коллоиды. Строение и свойства. Взаимодействие с растворителем.
- •14/1. Лиофобные дисперсные системы. Факторы устойчивости лиофобных систем. Быстрая и медленная коагуляция. Кинетика коагуляции по Смолуховскому, уравнение Смолуховского.
- •14/2.Приведите и охарактеризуйте основные физико-химические свойства растворов белков.
- •15/1. Аэрозоли. Способы получения и свойства аэрозолей. Факторы устойчивости аэрозолей.
- •15/2. Адсорбция и пов-тное натяжение. Связи адсорбции с параметрами системы. Изотерма адсорбции.
- •15/3. Классификация свободнодисперсных систем по размерам частиц. Лиофильные и лиофобные золи. Приведите примеры типичных мицелл, поясните их состав, в чем они одинаковы, чем различаются.
- •16/1. Метод избытков Гиббса. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса. Гиббсовская адсорбция. Частное выражение уравнения Гиббса.
- •16/2. Эмульсии. Приведите классификации эмульсий и методы их изучения. Опишите основные физ-хим. Св-ва. Что такое обращение фаз эмульсий?
- •17/1. Поверхностная активность.Адсорбция орг.Мол-л.Правило Траубе.Понятие о пав.
- •17/2.Приведите классификацию структурир. Систем.Опишите мех-мы образ-ия и разруш-ия структурир.Систем.Что такое тиксотропия, синерезис?
- •17/3.Общая хар-ка поверхн-ой энергии.Поверхн.Эн.В общем ур-ии I и II начал термодин-ки. Пов-тное натяжение как мера энергии Гиббса межфазной границы.
- •18/1.Структурир.Системы.Вязкость и упругопластические св-ва дисп.Систем.Ур-ие Ньютона.
- •18/2.Кинетика коагуляции.Ур-ие Смолуховского.
- •18/3.Задачи кол.Химии в решении экологич.Проблем.На примере решения проблем водо-газоочистки.
- •19/1Суспензии,их полидисперсность.Стабилизация суспензий в водных и орг.Средах. Технич-ие суспензии и пасты мин.И орг.В-в.
- •19/2.Кинетика коагуляции эл-тами.Теории коагуляции эл-тами;химическая,длфо.
- •19/3.Правило фаз Гиббса и дисперсность.
- •20/1.Получение дисп.Сис-м.Методы диспергирования. Адсорбционное ↓ прочности (эффект Ребиндера).
- •20/3.Классификация мех-мов адсорбции(физ.Адсорбция,хемосорбция и ионообменная). Особенности составляющих сил Ван-дер-Ваальса при адсорбции.
- •21/1.Факторы устойчивости.Коагуляция типично гидрофоб.Коллоидов.Опишите осн. Факторы коагуляции без исп.Электролитов.
- •21/2.Адсорбция газов и паров на однород.Пов-ти.З-н Генри.Ур-ие мономолек.Адсорбции Ленгмюра и его анализ.Опред-ие констант в ур-ии Ленгмюра.
- •2 1/3.Для коагуляции 10-3 м3 золя Al(oh)3 требуется 10 мл р-ра Al2(so4)3 с конц-цией 0,01 кмоль/м3.Определите порог коагуляции.
- •22/1.Теория полимолекулярной адсорбции бэт,ур-ие изотермы адсорбции,его анализ.
- •22/2.Электрокинетические явления. Электрофорез. Потенциал и ток течения. Эффект седиментации.
- •22/3. Что такое частичная концентрация? Какие методы ее определения вы знаете?
- •23/1 Пористые тела. Колич. Хар-ки пористых материалов. Классификация пористых тел по Дубинину.
- •23/2Теории д.Э.С Гуи-Чэмпэна, Штерна. Представления Грэма.Электрокинетический потенциал.
- •24/1Особенности адсорбции на микропористых материалах. Потенциальная теория Поляни. Адсорбционный потенциал. Характеристическая кривая адсорбции.
- •24/2 Что такое электрокинетический потенциал? Какие факторы определяют величину этого потенциала?
- •26/1 Возникновение объёмно-пористых стр-р. Структурообразование по теории длфо. Коагуляционно- тиксотропные и конденсационно- кристаллизационные стр-ры.
- •27/1.Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Вязкость жидких агрегативно устойчивых дисперсных систем. Уравнение Бингама и Эйнштейна. Измерения вязкости с помощью вискозиметра.
- •27/2 Природные и синтетические вмс. Строение макромолекул и их св-ва. Набухание и растворение вмс. Степень и скрость набухания.
- •27/3 Расклинивающее давление и его составляющие
- •28/1Общие вопросы устойчивости дисперсных систем. Седиментационная и агрегативная устойчивость.
- •28/2 Адсорбция на границе раствор-газ. Поверхностное натяжение. Уравнение Гиббса и его анализ.
- •29/1 Классификация поверхностных явлений. Смачивание. Краевой угол смачивания. Уравнение Юнга.
- •29/2.Почему и в каких случаях лиофильные золи проявляют свойства растворов низкомолекулярных веществ и коллоидных систем?
- •29/3Адгезия, когезия, смачивание и растекание жидкости. Уравнение Дюпре для работы адгезии. Закон Юнга. Связь работы адгезии с краевым углом (уравнение Дюпре-Юнга).
- •30/1 Природные и синтетические вмс. Строение макромолекул и их свойства. Набухание и растворение вмс. Степень и скорость набухания.
- •30/3 Критическая концентрация мицеллобразования (ккм). Основные факторы, влияющие на ккм. Методы определения ккм.
- •1/1 Термодинамика растворения вмс. Влияние природы вмс и растворителя на состояние макромолекул в растворе. Ассоциаты молекул. Возможность микрогетерогенности в растворе вмс.
- •1/2 Капиллярные явления и их роль в природе и технологии. Уравнение капиллярной конденсации Кельвина.
- •2/1 Получение и важнейшие методы обнаружения дисперсных систем.
- •2/3 Факторы стабилизации в системах с твердой дисперсной средой. Высокопористые материалы, их классификация и специфические особенности.
- •3/1 Двойной электрический слой по теории Штерна, перезарядка поверхности. Строение мицеллы и дэс.
- •3/2Специфика свойств дисперсных систем. Классификация по дисперсности, агрегатному состоянию, структуре, межфазному взаимодействию.
- •3/3Броуновское движение и его молекулярно-кинетическая природа. Связь между средним сдвигом частиц и коэффициентом диффузии (закон Эйнштейна – Смолуховского).
- •4/1Особенности оптических свойств дисперсных систем. Уравнение Релея для светорассеяния и его анализ. Фиктивное поглощение света дисперсными системами и уравнение Ламберта-Бугера-Бера.
- •4/2Студни. Схема взаимосвязи процессов образования и распада структур в системе геля.
- •4/3Теории Поляни-Дубинина объемного заполнения микропор.
- •5/3Сравнительная характеристика физической и химической адсорбции. Уравнение Фрейндлиха. Изотерма адсорбции. Теплота адсорбции. Кинетика адсорбции.
- •6/1Растворы вмс. Получение и св-ва р-ров вмс. Изоэлектрическое состояние м-л вмс.
- •6/2Рассеяние света дисперсными системами. Анализ уравнения Рэлея.
- •6/3 Что такое структурная вязкость и как он меняется под нагрузкой.
- •7/1Модель двойного электрического слоя на пов-ти ч-цы золя (по Гельмгольцу-Гуи-Штерну). Поясните, как меняется потенциал в дэс. Электрокинетический потенциал.
- •8/1.Структурированные дисперсные системы. Классификация, методы получения и основные св-ва: тиксотропия, синерезис, релаксационные явления, гистерезис.
- •8/2. Диффузия. Законы Фика для диффузии. Коэффициент диффузии.
- •8/3. Напишите формулу мицеллы золя на основе агрегата PbO2 c отрицательным зарядом мицеллы. Поясните роль адсорбционных процессов в образовании мицеллы.
- •9/1 Белки. Физико-химические свойства растворов белков. Строение пленок белков на межфазной поверхности.
- •9/2.Механизмы возникновения заряда на частицах дисперсной фазы. Строение дэс по Штерну-Гельмгольцу-Гуи.
- •88. Ассоциирование органических молекул в растворах.
- •31/2. Гели. Получение и свойства. Механизм и кинетика набухания.
- •36.Седиментационно-диффузное равновесие в золях. Условие этого равновесия.
- •11/3Структурно – механические св-ва дисперсных систем. Понятие о деформациях, прочности, пластичности
21/1.Факторы устойчивости.Коагуляция типично гидрофоб.Коллоидов.Опишите осн. Факторы коагуляции без исп.Электролитов.
Факторы устойчивости: 1) термодин-ие (↓поверхн. натяж. σ на пов-ти кол.ч-ц) - а) электростатический, аключ. в ↓σ, вследствие образования на межфазной пов-ти ДЭС, интенсивность фактора м.оценить по знач. дзета-пот-ла; б) адсорбционно-сольватный ,заключ. в ↓σ, из-за наличия вокруг ч-ц развитых адсорбцион. слоев, в частном случае, сольватных оболочек, препятствующих слиянию ч-ц; в) энтропийный, заключ. в стремлении системы к равномерному распред. ч-ц, действует в системах с броуновским движением; г) расклинивающее давление – избыточное давление в достаточно тонкой, разделяющей на две фазы пленке-прослойке; 2) кинетич. (↓скорость столкновения ч-ц)-а) структурно-механический, аключ. в необходимости приложения энергии и времени для разрушения пленки среды из-за ее опред.упругости и прочности; б) гидродинамический, заключ. в ↓скорости движения ч-ц за счет измен. вязкости и ρ дисп. фазы и среды. Коагуляция (К.) - объединение в агрегаты ч-ц дисп. фазы вследствии адгезии при взаимных соударениях. Рез-т К. - обр-ие осадка, способного при плотности дисп. фазы <1 всплывать. Движущая сила К. -стремление дисп. сис-мы ↓ свобод. энергию. К. происх. при соударениях ч-ц дисп.фазы, наход.в постоянном движении. При К. происх. ↓ числа ч-ц, изменение св-в кол. р-ров: ↓ скорость диффузии ч-ц дисп. фазы, ↑ скорость седиментации, мен-ся окраска. К.: 1)электролитами; 2) без исп. электролитов: а) мех. Воздействие - временно нарушается адсорбционный баланс стабилизатора у пов-ти => ч-цы сближаются на расстояние действия межмолек. сил и сливаются; б) температура - при ↑ Т снижается заряд кол. ч-цы + ↑ интенсивность броуновского движения => ↑ числа столкновений => К.При ↓Т обезвоживание дисп. фазы в рез-те замораживания => К.; в) концентрирование золя (испарением, осмосом, ультрафильтрацией) - чем ↑ конц-ция, тем чаще сталкиваются ч-цы из-за броун. движения => К.; г) время-старение, зав. от условий хранения золей.
21/2.Адсорбция газов и паров на однород.Пов-ти.З-н Генри.Ур-ие мономолек.Адсорбции Ленгмюра и его анализ.Опред-ие констант в ур-ии Ленгмюра.
А дсорбция (А.) - самопроизвольное концентрирование газообразного или растворенного в-ва на пов-ти раздела фаз. А. на границе тв. тело-газ исслед. Ленгмюр. В его теории адсорбцион. спос-ть в-в хар-ся абсолют. кол-вом адсорбир. в-ва А.Теория опис. идеал. сис-мы, часто не вып-ся на практике, служит базой для др. теорий. А. мол-л происх. на актив.адсорбцион.центрах-дефекты на пов-ти крист.решетки.Актив.центр удерж.одну адсорбир.мол-лу =>при полном заполнении пов-ти обр-ся монослой из адсорбир.мол-л,а теорию Ленгмюра наз-ют теорией монослойной А. Ур-ие Ленгмюра:А=Аmax·Kp/(1+Kp)(1). Исп. рав-во p=cRT, ур-ие м. выразить ч/з конц-ию газа:A=Amax·KRTc/(1+KRTc).Константа K показывает соотнош-ие констант скоростей адсорбции и десорбции: K=kад/kдес.
1) конц-ия адсорбтива оч.мала:
с→0,KRTc→0,1>>KRTc.=> A=Amax·KRTc. А. опис-ся линейным нач.участком изотермы. 2) конц-ия
адсорбтива им.промежут.знач-ие-вып-ся ур-ие A=Amax·KRTc/(1+KRTc).А.опис-ся переход.участком изотермы. 3) конц-ия адсорбтива оч.велика,с→∞.В ур-ии A=Amax·KRTc/(1+KRTc) единицей м.пренебречь и получить: A=Amax. А. опис-ся графиком, || оси абсцисс, что соотв.макс.заполнению пов-ти слоем адсорбир. в-ва. Это предел.мономолек. А. Т.о., на нач. этапе А. газа ↑ пропорц. ↑ р(c) адсорбтива, затем рост замедляется и при высоких р(c) пов-ть адсорбента покрывается мономолек. слоем адсорбата. Постоянные K и Amax м. опред-ть из графика линейной зав-ти р/А от р.Из(1) следует,что А+АKp= Amax Ap.Разделим на KА Amax лев. и прав. части ур-ия (1),в итоге:1/(K Amax)+p/ Amax=p/A.
t gα=1/ Amax, величина К опред-ся из отрезка, отсекаемого графиком на оси ординат. При малых давлениях(р→0) ур-ие Ленгмюра переходит в форму з-на Генри: А=Kр, т.о. при малых давлениях адсорбированное кол-во в-ва прямо пропорц. равновесному давлению. Этот случай соотв-ет начальному, почти прямолин. участку изотермы.