Классификация коллоидных систем. Устойчивость коллоидных систем.

Коллоидные системы — дисперсные системы, промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными системами — взвесями, в которых дискретные частицы, капли или пузырьки дисперсной фазы, имеющие размер хотя бы в одном из измерений от 1 до 100 нм, распределены в дисперсионной среде, обычно непрерывной, отличающейся от первой по составу или агрегатному состоянию. В свободнодисперсных коллоидных системах (дымы, золи) частицы не выпадают в осадок.

Вместо длинного сочетания коллоидная система или коллоидный раствор часто употребляется короткое слово золь. Большинство золей легко распознаются визуально, поскольку они обладают эффектом Тиндаля. Не вдаваясь в физику эффекта Тиндаля, можно сказать, что при прохождении луча света через золь виден опалесцирующий световой конус или световой цилиндр.

Основные виды: дым — взвесь твёрдых частиц в газе. туман — взвесь жидких частиц в газе. аэрозоль — состоит из мелких твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде пена — взвесь газа в жидкости или твёрдом теле. эмульсия — взвесь жидких частиц в жидкости. золь — ультрамикрогетерогенная дисперсная система. гель — взвесь жидких частиц в твёрдом теле. суспензия — взвесь твёрдых частиц в жидкости. Устойчивость коллоидных систем связана с зарядом поверхности (первичная устойчивость) и с эффектом отталкивания коллоидных частиц (вторичная устойчивость).

Первичная устойчивость определяется общим потенциалом частиц твердого вещества, вторичная — в основном электрокинетическим потенциалом.

Лиофильные коллоидные системы более устойчивы, чем лиофобные. В некоторых случаях золь может существовать годами. Но обычно он все-таки разрушается, причем обычно в этом процессе можно выделить две стадии: В некоторых случаях золь может существовать годами.

Но обычно он все-таки разрушается, причем обычно в этом процессе можно выделить две стадии:

1. Коагуляция - загустение. Если система "застревает" в коагулированном состоянии, из золя получается гель. Примером геля может служить обычное желе (именно от желе гель и получил свое название), кисель, холодец, начавшая загустевать краска, свернувшаяся, но еще не засохшая кровь на ранке. Частицы геля крупнее, чем частицы золя, обычно их размеры лежат в микронном диапазоне. Но связи между этими частицами еще достаточно слабы, поэтому гель обладает подвижностью.

2. Коалесценция (слипание) и высыхание. На этой стадии бывшая дисперсная фаза окончатльно приобретает самостоятельность, изгоняя из своей среды молекулы растворителя. Такую систему иногда называют ксерогелем (сухим гелем). Типичнейшим ксерогелем является, скажем, глинистая почва, высохшая от жары.

3.ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ

Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует. Сила поверхностного натяжения пропорциональна длине того участка контура, на который она действует. Коэффициент пропорциональности γ — сила, приходящаяся на единицу длины контура — называется коэффициентом поверхностного натяжения. Он измеряется в ньютонах на метр. Но более правильно дать определение поверхностному натяжению, как энергии (Дж) на разрыв единицы поверхности (м²).

Легко установить, что единицы измерения этой величины Дж/м2. Поскольку 1Дж=1Н*м, то размерность поверхностного натяжения оказывается также Н/м.
И таким образом поверхностное натяжение может быть истолковано не только как энергия единицы поверхности, но и как некая сила в расчете на 1 м длины поверхностного слоя. Я полагаю, что по физическому смыслу это сила, необходимая для разрыва связей между поверхностными молекулами на длине в 1 метр.

Что называется поверхностным натяжением, в каких единицах оно измеряется?

стремление в-ва (жидкостиили твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с др. фазой (поверхностную энергию). Определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади пов-сти раздела фаз (размерность Дж/м²). Согласно др. определению, поверхностное натяжение-сила, отнесенная к единице длины контура, ограничивающего пов-сть раздела фаз (размерность Н/м); эта сила действует тангенциально к пов-сти и препятствует ее самопроизвольному увеличению

Почему при критической температуре данной жидкости поверхностное натяжение обращается в нуль?

При повышении температуры и достижении ею определенного значения молекулы жидкости получают кинетическую энергию, достаточную для разрыва межмолекулярных связей. В результате этого потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия, а значит, и плотность, уменьшаются, а это значит, что уменьшается и КПН. При достижении жидкостью критической температуры КПН равен нулю, так как жидкость при критической температуре переходит в парообразное фазовое состояние.

Что такое поверхностный слой жидкости и каковы его основные свойства?

ПОВЕРХНОСТНЫЙ СЛОЙ- неоднородный тонкий слой определенной толщины и объема, который располагается по обе стороны поверхности, разделяющей две соприкасающиеся объемные фазы.

Поверхностный слой жидкости. Равнодействующая молекулярных сил, действующих на молекулы, находящиеся внутри жидкости, равна нулю. На молекулы в поверхностном слое действует равнодействующая молекулярных сил, направленная внутрь жидкости (рис. 7.1). В связи с этим молекулы в поверхностном слое обладают избыточной потенциальной энергией, называемой свободной энергией, по сравнению с молекулами, находящимися внутри жидкости.

Молекулы поверхностного слоя сильнее взаимодействуют с молекулами жидкости(их больше) чем с молекулами пара над поверхностью жидкости и соответственно втягиваются внутрь жидкости(но там занято!:0:)). Т.О. поверхностный слой создает т.наз. молекулярное давление.
Толщина слоя - радиус межмолекулярного взаимодействия.

Что такое свободная энергия поверхностного слоя жидкости?

Избыток свободной энергии в поверхностном слое жидкости, отнесенный к единице ее поверхности и обусловленный различием межмолекулярных взаимодействий в обеих фазах, называется удельной поверхностной энергией. Поверхностную энергию определяют как работу в процессе образования единицы площади поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, которая совершается против молекулярных сил сцепления.

В чем состоит физический смысл поверхностного натяжения?

Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует. Сила поверхностного натяжения пропорциональна длине того участка контура, на который она действует. Коэффициент пропорциональности γ — сила, приходящаяся на единицу длины контура — называется коэффициентом поверхностного натяжения. Он измеряется в ньютонах на метр. Но более правильно дать определение поверхностному натяжению, как энергии (Дж) на разрыв единицы поверхности (м²). В этом случае появляется физический смысл и связь понятия поверхностного натяжения с внутренней энергией, что было доказано теоретически

Дата добавления: 2015-07-15