1.Предмет изуч.кол.химии. Колл.сост. вещ.Признаки:гетерогенность и дисперсность.Кол.хим. – наука о поверхностных явл.и дисперсных сист. К поверх.явл.относятся процессы,происх.на границе раздела фаз и возник.в рез-те взимод.сопряж. фаз. Дисперсные сист. – гетероген.сист.,сост. из 2х и более фаз(гетерогенность),1 из кот.раздроблена наз.дисперсной,а другая дисперсионная – непрерывная часть сист.(дисперсность).
2.Принципы классификации кол.сист. 1)дисперсность(размер частицы)d: наностист.(d=1…10нм);высокодисперсные (d=10нм…1мкм);грубодисперсные (d=1…100мкм). 2)фракционный состав: монодисперсные; полидисперсные. 3)концентрация частиц. 4)характер распред.частиц: сплошное распред(континуальное); сетка тонких прослоек(биконтинуальное). 5)взаимод.между частицами дисперсной фазы: свободнодисперсные(малая С,наличие жид.или газ. среды); связнодисперсные(высокая С,тв.дисп.среда). 6)взаимод.между частицами дисперсной фазы и дисперсионной средой: лиофильные; лиофобные. 7)по агрегатному сост. (табл.)
3.Межмолек.взаимод.Хим.связи и силы Ван-дер-Ваальса. межмолек.взаимод.модет иметь различный хар-р.1)хим.связи обр-ся путем перекрыв.электронных орбиталей; 2)силы Ван-дер-Ваальса действ.между всеми молек. Различия между хим.и молек.связями: энергия связи: Емол.=5-50кДж/моль, Ехим=80-800 кДж/моль; расстояние: rхим.=10 в -10м, rмол.=10 в -9м; молекюсвязи неспецифичны; мол.силы аддитивны, хим.силы насыщаемы.
5.Поверхностное натяжение: причины возникнов. Пов.натяж.численно= работе обратимого изотермич.образования единицы поверхн.; мера нескомпенсированности межмолек.сил в поверхностном слое жид.или тв.тела. Причина возникнов.поверхн.натяж. рис. Сила межмолек.взаимод.(Р) действ.на молек.внутри фазы взаимно компенсир-ся,их равнодейств.=0. На молек.2 на границе раздела фаз действ.равнод.сила, стремящаяся втянуть молек.внутрь фазы,эту силу наз.внутр.давлением.Она обусл.тем,что молекул в газ.фазе<,между ними >расстояние=> возник.нескомпенсир.сил, которое ведет к тому,что молек.на пов-ти энергетич.не эквивалентны молекулам внутри фазы.
6 и 7. Поверхностное натяжение.Факторы,влияющ. На величину пов.натяж. Пов.натяж.численно= работе обратимого изотермич.образования единицы поверхн.; мера нескомпенсированности межмолек.сил в поверхностном слое жид.или тв.тела. Факторы: 1)температура: пов.Т =>пов.нат. уменьш. Потому что это связано с усилением теплового движ. молек.,кот.ведет к ослаб.межмолек.взаимод.=>уменьш. внутр.Р=> уменьш.поверхн.натяж. (рис+формулы) 2) природа фазы: чем >межмолек.взамод.внутри фазы,тем > пов.натяж.на границе раздела фаз.(табл.) 3)природа пограничных фаз: чем >межмолек.взамод.между контактирующими фазами, тем< пов.натяж.на границе этих фаз.(формулы). Если жидкости р-мы друг в друге,то пов. натяж. на границе ж1,ж2=разности пов.натяж.,взаимно насыщ.жид.на границе их с воздухом(правило Антонова)(формула). 4 ) влияние добавок: ПИВ-р-ры электролитов,кот.дисс.с образов.ионов, ионы гидротируют в воде=>ионы интенсивно втягиваются в глубь р-ра и dσ/dC>0. ПАВ-органич.молек.с нессимитрич.дефильным строением,сост.из неполярн.углеводор.радикала и полярной группы.
8.Адсорбция. Виды.Хар-ки. Адсорбция – процесс самопроизв.перераспред.(измен.С)компонентов системы между пов.слоем и объемной фазой. Процесс,идущий на раздела фаз – сорбция, внутри фазы – абсорбция, на грнице раздела – адсорбция, противопол. – десорбция.Вещ-во, кот. адсорбируется наз. адсорбат. Виды: 1)жидкий р-р – газ; 2)твердое тело – газ; 3)твердое тело – жид.р-р. Для кол.описания исп.2 величины: 1)абсолютная адсорбция А – число моль или 2 адсорбата, приходящиеся на единицу повер-ти или массой адсорбента; 2) Г – избыточная (гиббсовая) адсорбция – избыток адсорбата в поверхностном слое по сравн. с его колич.в таком же объеме фазы, также приход.на единицу S или массы адсорбента.[моль/мг], [моль/г], [г/г].
9. Адсор-я паров и газов на однор. поверх-ти.Изотерма адсор-и Лэнгмюра.Часто зависимость адсорбции (А и Г) от парциального давления или концентрации С выражают уравнением (изотермой) Ленгмюра: 
Здесь b – адсорбционный коэф. (константа адсорбционного равновесия, равная отнош-ю констант скоростей адсорбции и десорбции); 
и 
- емкость монослоя,т.е. предельное количество адсорбата, способное адсорбироваться на повер-ти адсорбента при ее полном монослойном покрытии. Ур-е Ленгмюра применимо для энергитически однородной повер-ти. Осн. Положения теории: 1. Адсорбция мономолекулярна 2. Адс. локализована 3.Энер-кая однородность пов-ти:а) центры адс. обладают одинаковой энергией б) адс. молекулы не взаимодействуют.
10.ПАВ и ПИВ.Поверх- ая активность.Правило Дюкло-Траубе.Ур-е Гиббса. ПАВ (поверхностно активные вещ-ва)-вещ-ва, кот. понижают поверхностное натяжение. ПИВ -р-ры электролитов,кот.дисс.с образов.ионов, ионы гидротируют в воде=>ионы интенсивно втягиваются в глубь р-ра и dσ/dC>0. ПАВ -органич.молек.с нессимитрич.дефильным строением,сост.из неполярн.углеводор.радикала и полярной группы. С увеличением длины углевородного радикала на одну группу СH2 поверх.активность в гомологическом ряду возрастает в 3-3,5 раза.Правило Дюкло-Траубе (см.графики).Ур-е Гиббса изучает адсорбцию молекул ПАВ из водных растворов на границе жидк-газ.Г=-(с/RT)* dσ/dC (см.графики).
11. Уравнение Шишковского. В тех случаях, когда понижение поверхностной энергии может быть непосредственно измерено, поверхностная активность оценивается, во-первых, графически –по начальному линейному участку изотермы σ=f(C) для очень малых концетраций С –или, во-вторых, более строго –по уравнению Шишковского:
σо-σ=Аln(1+ bc), в кот. σо и σ –поверхностное натяжение растворителя и раствора ПАВ соответственно, А и В –константы
12 Определение геометрических параметров молекул ПАВ Площадь, кот. занимает одна молекула полярной группы S01 = 1/Г∞ * Na Объем одной молекулы V1 = σ* S01 молярная масса монослоя М= ρσ* S01* Na длина углев.радикала S01* Na=1/Г∞ толщина адсобционного слоя σ= М* Г∞/ρ
13 Смачивание твердых поверхностей и краевой угол смачивания. Когезия и Адгезия. Уравнение Юнга. Явление, возникающее при контакте тв. тел с жид. в рез-те молекулярного взаимодействия между ними наз СМАЧИВАНИЕМ. Это взаимодействие количественно характеризуется величиной краевого угла смачивания Ө, образующегося на тв.пов-ти вдоль линейной границы раздела тв-жд-газ. Величина зависит от поверхностного натяжения трех соприкосающихся по периметру смачивания поверхностей раздела тв-жд σтж, тв-газ σтг и жд-газ σжг и определяется соотношением: cos Ө=(σтг - σтж)/ σжг (Уравнение Юнга). Если 00<0<900 и 1 >cos 0>0, то поверхность лиофильна и будет смочена жидкостью. В противном случае, т.е. если 900<0<1800 и 0 >cos 0>1 смачивание не будет иметь места и жидкость стечет с пов-ти, пов-ть лиофобна. Адгезия – межфазное взаимодействие конденсированных тел разной природы. Харак-ся работой адгезии Wa численно равна работе обратимого изотермического разрыва адгезионного соединения единичной площади Wa= σтг +σжг –σжт. Когезия – внутрифазное взаимодействие, обусловленное силами межмолекулярного притяжения различной природы. Хар-ся работой когезии WК, кот. опр-ся величиной обратимой изотермической работы разрыва тела по сечению единичной площади.
14 Краевой угол смачивания и работа адгезии. Уравнение Дюпре-Юнга СМАЧИВАНИЕ количественно характеризуется величиной краевого угла смачивания Ө, образующегося на тв.пов-ти вдоль линейной границы раздела тв-жд-газ. Величина зависит от поверхностного натяжения трех соприкосающихся по периметру смачивания поверхностей раздела тв-жд σтж, тв-газ σтг и жд-газ σжг и определяется соотношением: cos Ө=(σтг - σтж)/ σжг Работа адгезии Wa численно равна работе обратимого изотермического разрыва адгезионного соединения единичной площади Wa= σтг +σжг –σжт. Уравнение Дюпре
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 30 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| 1. Этапы развития психологии и ее предмет. | | | · Что такое жанр? (определение) |