- •Часть 2. Коллоидная химия
- •Содержание
- •Введение
- •2. Коллоидная химия
- •2.1. Дисперсные системы
- •2.1.1. Структура дисперсных систем
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.1.2. Классификация дисперсных систем
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.1.3. Методы получения и очистки дисперсных систем
- •Конденсационные методы получения коллоидных систем
- •Химическая конденсация
- •Физическая конденсация
- •Диспергационные методы получения дисперсных систем
- •Методы очистки дисперсных систем
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.2. Молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем
- •2.2.1. Броуновское движение, диффузия, осмотическое давление. Их взаимосвязь
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.2.2. Седиментация
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.2.3. Рассеяние и поглощение света
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.3. Строение и электрический заряд коллоидных частиц. Электрокинетические явления
- •2.3.1. Строение и электрический заряд коллоидных частиц
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.3.2. Природа электрокинетических явлений
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.4. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем
- •2.4.1. Кинетическая и термодинамическая устойчивость коллоидных систем
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.4.2. Гелеобразование (желатинирование)
- •Свойства гелей
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.4.3. Теории коагуляции
- •1. Адсорбционная теория коагуляции г. Фрейндлиха
- •2. Электростатическая теория коагуляции г. Мюллера
- •3. Теория устойчивости гидрофобных дисперсных систем длфо
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5. Разные классы коллоидных систем
- •2.5.1. Аэрозоли и их свойства
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5.2. Порошки и их свойства
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5.3. Суспензии и их свойства
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5.4. Эмульсии и их свойства
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5.5. Пены и их свойства
- •2.5.6. Коллоидные системы, образованные поверхностно-активными веществами
- •Свойства коллоидных растворов пав
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5.7. Высокомолекулярные соединения (вмс) и их растворы
- •2.5.8. Полимерные полиэлектролиты
- •2.5.9. Набухание и растворение вмс
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5.10. Вязкость растворов вмс
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5.11. Осмотические свойства растворов вмс
- •Примеры решения задач и упражнений
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2.5.12. Факторы устойчивости растворов вмс
- •Предметный указатель
- •Приложение
- •1. Основные единицы измерения физических величин
- •2. Основные физические постоянные
- •Литература Основная
- •Дополнительная
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
1. Каковы общие признаки, характеризующие все дисперсные системы?
2. Приведите по три примера дисперсных систем, применяемых в фармации, с различными размерами частиц дисперсной фазы.
3. Согласно классификации дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды определите, к какому типу относятся следующие лекарственные средства: 1) анальгин (в таблетках); 2) капли для носа «Пиносол»; 3) порошок для желудка «Смекта»; 4) средство от изжоги «Альмагель»; 5) сироп от кашля «Доктор Мом»; 6) аэрозоль «Гексорал»; 7) мазь «Левомиколь».
4. Опираясь на классификацию дисперсных систем по виду дисперсной фазы, укажите тип дисперсной фазы в системах: 1) нефтяная пленка на поверхности водоема; 2) мази, кремы; 3) гели; 4) лосьоны; 5) тонкий слой масла на стекле; 6) тесто; 7) ткань.
5. Классифицируйте следующие дисперсные системы на свободнодисперсные и связнодисперсные: 1) косметическое молочко; 2) мышечная ткань; 3) лимфатическая жидкость; 4) смог; 5) сироп от кашля «Пертуссин»; 6) тальк.
2.1.3. Методы получения и очистки дисперсных систем
Все методы получения дисперсных систем сводятся к доведению вещества до определенной степени, либо к объединению молекул или ионов в агрегаты дисперсной фазы. В соответствии с этим получение дисперсных систем осуществляется конденсацией и диспергированием. В основе этих методов лежат два противоположных процесса – агрегация более мелких частиц (конденсация) и дробление более крупных частиц (диспергирование), приводящих к единому результату – образованию дисперсных систем.
Конденсационные методы получения коллоидных систем
Взаимодействие ионов и молекул с образованием частиц коллоидных размеров может быть достигнуто физическими и химическими методами.
Химическая конденсация
Метод окисления. В результате реакции окисления может быть получен коллоидный раствор, например
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O.
Образующиеся атомы нейтральной серы затем самопроизвольно конденсируются в коллоидные частицы серы.
Реакция восстановления. На реакции восстановления основан один из наиболее распространенных химических методов получения коллоидных растворов металлов. В качестве восстановителей обычно используются вещества, обладающие восстанавливающими свойствами, как, например, газообразный водород, формалин, танин.
Например, реакции восстановления золя серебра:
Ag2O + H2→ 2Ag + 2H2O.
Реакция обмена. В результате реакции обмена образуется новое труднорастворимое вещество, способное сохраняться в высокодисперсном состоянии при наличии ряда соответствующих благоприятных условий (концентрация реагирующих веществ, примеси и др.). Примером может служить получение золя сернистого мышьяка:
2H3AsO3 + 3H2S → As2S3 + 6H2O.
Реакция гидролиза. Гидролизом широко пользуются при получении золей из солей, если в результате реакции гидролиза образуются плохо растворимые вещества. Так, например, нерастворимый гидроксид железа получается при гидролизе хлорного железа при температуре 373 К по уравнению:
FeCl3+ 3H2O ((;t( Fe(OH)3 + 3HCl;
Fe(OH)3 + HCl → FeOCl + 2H2O.
Частично образующаяся в реакции оксид – хлорид железа диссоциирует на ионы
FeOCl → FeO+ + Cl–,
которые образуют двойной электрический слой вокруг частиц Fe(OH)3 и удерживают их во взвешенном состоянии.