WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 17 |

«В. А. Яргаева Л. В. Сеничева ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ Рекомендовано Дальневосточным региональным учебно-методическим центром в качестве учебного пособия для студентов специальностей ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Хабаровский государственный технический университет»

В. А. Яргаева

Л. В. Сеничева

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

Рекомендовано Дальневосточным региональным

учебно-методическим центром в качестве учебного пособия

для студентов специальностей 260300 «Технология химической переработки древесины», 320700 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», 290800 «Водоснабжение и водоотведение» вузов региона Хабаровск Издательство ХГТУ 2003 УДК 541.183(075) ББК Г Я Р е ц е н з е н т ы:

кафедра общей, физической и коллоидной химии Дальневосточного государственного медицинского университета (завкафедрой канд. хим. наук, доц., чл.-кор. МАНЭБ В. А. Немов);

доцент кафедры химии Хабаровского государственного педагогического университета Л. А. Стаценко Научный редактор канд. хим. наук, доц. Т. Б. Панасюк Яргаева В. А.

Я71 Дисперсные системы: Учеб. пособие / В. А. Яргаева, Л. В. Сеничева. – Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2003. – 135 с.

ISBN 5–7389–0248– В учебном пособии теоретический материал по дисперсным системам представлен в структурированном виде (22 рисунка, 4 таблицы), приведены тестовые задания для самоподготовки, даны методические рекомендации к выполнению 9 лабораторных работ, а также многовариантные задачи и примеры их решения.

Издание предназначено для студентов высших учебных заведений технологических специальностей ХПД, ООС, ВВ и др., изучающих курс коллоидной химии (поверхностные явления и дисперсные системы) или другие химические дисциплины, в которых рассматривается раздел «Дисперсные системы».

УДК 541.183(075) ББК Г Хабаровский государственный технический университет, ISBN 5–7389–0248– Яргаева В. А., Сеничева Л. В.,

ВВЕДЕНИЕ

Реальный окружающий нас мир, как и мы сами, состоит из дисперсных систем. Поэтому изучение таких систем представляет особый интерес и составляет основу изучения дисциплины «Коллоидная химия» или как все чаще ее сейчас называют «Поверхностные явления и дисперсные системы».

Дисперсные системы отличаются от истинных растворов и твердых тел большим многообразием различных признаков, совокупностью замечательных своеобразных физико-химических свойств, невоспроизводимостью и изменчивостью, что затрудняет их изучение.

В данном пособии в основном сохранена структура пособия, написанного теми же авторами [35].

Теоретические основы физико-химии дисперсных систем представлены в структурированном виде: 22 рисунка (конспекта-схемы) и 4 таблицы. После предварительного изучения соответствующих параграфов одного из учебников и учебных пособий по коллоидной химии [1-9], а также конспекта лекций, студенты смогут, используя предлагаемые рисунки, конспекты-схемы и таблицы, глубже понять и лучше усвоить изучаемые материалы по соответствующим темам, подготовиться к выполнению лабораторных работ и лучше осмыслить их результаты.

Выполнение предлагаемых тестовых заданий для самоконтроля позволит студентам убедиться в качестве усвоения изученного теоретического материала. Ответы на 65 тестовых заданий даются в приложении. Там же приводится список обозначений и сокращений, используемых в предлагаемом учебном пособии.

Практическая часть учебного пособия включает методические указания к выполнению 9 лабораторных работ. Все предлагаемые работы выполнялись студентами в лаборатории коллоидной химии ХГТУ на протяжении многих лет.

При выборе лабораторных работ мы руководствовались тем, чтобы в них были представлены исследования различных типов дисперсных систем и проявляемых ими свойств и использованы разные методы химического и физикохимического анализа.

Многовариантные задачи 1, 2, 3, 7 с общим алгоритмом действия разработаны авторами, задачи 4, 5, 6, 8 подобраны из учебной литературы [10, 22-24] и переработаны. Задачи сгруппированы по отдельным характеристикам, закономерностям и свойствам дисперсных систем. Они предназначены для более глубокого усвоения теоретического материала. Предлагаемые примеры решения типовых задач помогут справиться с решением многих задач.

Авторы благодарны завкафедрой общей, физической и коллоидной химии ДВГМУ чл.-кор. МАНЭБ В. А. Немову и доценту кафедры химии ХГПУ Л. А. Стаценко за внимательное прочтение рукописи и ценные замечания.

Авторы признательны сотрудникам кафедры химии ХГТУ, особенно завкафедрой доценту Т. Б. Панасюк, студенту гр. ХПД-01 М. Ломову за помощь в создании и оформлении пособия и дружеское участие.

I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЗИКО-ХИМИИ

ДИСПЕРНЫХ СИСТЕМ В СХЕМАХ, РИСУНКАХ, ТАБЛИЦАХ

Дисперсными называют многофазные микрогетерогенные системы, состоящие из множества мелких частиц (дисперсной фазы), равномерно распределенных в сплошной жидкой, газообразной или твердой дисперсионных средах, и характеризуют определенными параметрами и признаками (рис. 1).

Дисперсные системы классифицируют по размеру частиц дисперсной фазы, по агрегатному состоянию и взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды, взаимодействию частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды (рис. 2). Методы получения дисперсных систем весьма разнообразны (рис. 3), многие из них являются естественными природными процессами и протекают только при определенных условиях.



Особое место в ряду дисперсных систем занимают коллоидные системы.

Кроме лиофобных коллоидных растворов к ним относят растворы высокомолекулярных веществ (ВМВ) и растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ), так как их объединяет общность многих физико-химических свойств. Частицы дисперсной фазы различных типов и строения в коллоидных системах называют мицеллами (рис. 4).

Дисперсные системы характеризуются разнообразными молекулярнокинетическими, оптическими и электрокинетическими свойствами (рис. 5, 6, табл. 1), зависящими от размера, формы и строения (рис. 7) частиц дисперсной фазы. Многие из этих свойств лежат в основе методов исследования дисперсных систем и имеют большое практическое значение (рис. 8, 9).

Несмотря на то что практически все лиофобные дисперсные системы обладают избыточной свободной энергией и являются термодинамически неравновесными и неустойчивыми, многие из них существуют весьма длительное время. Это подтверждает их агрегативную, кинетическую и фазовую устойчивости, которые обусловлены самыми разнообразными факторами (рис. 10).

Нарушение факторов устойчивости приводит к разрушению (чаще всего к коагуляции) дисперсных систем (рис. 11). В соответствии с теорией ДЛФО устойчивость и коагуляция дисперсных систем обусловлены балансом сил притяжения и отталкивания частиц дисперсной фазы при их сближении (рис. 12). Важнейшим и наиболее изученным фактором, вызывающим коагуляцию дисперсных систем, является действие электролитов (рис. 13). Ряд факторов в зависимости от условий неоднозначно действует на устойчивость дисперсных систем (рис. 14).

Многие методы разрушения дисперсных систем под действием физикохимических факторов, а также методы очистки коллоидных растворов от примесей низкомолекулярных веществ, имеют большое практическое значение (табл. 2, 3).

К весьма своеобразным процессам, протекающим в дисперсных системах, относят процессы структурообразования (рис. 15), которые обусловливают их структурно-механические (реологические) свойства (рис. 16). Важное практическое значение имеют также процессы, протекающие в коагуляционных структурах: гелях и студнях (рис. 17).

Как уже упоминалось, растворы ВМВ, несмотря на то что они представляют собой истинные растворы, термодинамически устойчивые и обратимые, не нуждающиеся в стабилизаторе, рассматривают в ряду дисперсных систем и часто называют лиофильными коллоидными растворами. Для ВМВ, их растворов и студней характерны такие особые свойства, как набухание, контракция, синерезис, структурная и пластическая вязкости, мембранное равновесие Доннана и др., которые в свою очередь зависят от особенностей строения молекул ВМВ (рис. 18, 19, 20).

Кроме общих свойств, характерных для всех дисперсных систем, рядом особых свойств обладают также микрогетерогенные (грубодисперсные) системы с жидкой и газообразной дисперсионными средами (рис. 21).

Дисперсные системы и процессы, протекающие в них, имеют огромное практическое значение (табл. 4). Все объекты окружающей среды: атмосфера, природные воды, почвы, горные породы и др. – являются дисперсными системами. Нарушение равновесия в окружающей среде связано как с естественными природными процессами, так и с деятельностью человека (рис. 22). Глубокое знание природы дисперсных систем и сущности процессов, протекающих в них, позволит будущим специалистам – инженерам-технологам, экологам и др.

– успешно решать проблему защиты окружающей нас среды (см. рис. 22, табл. 2) и другие технологические задачи.

Рис. 1. Общая характеристика дисперсных систем Дисперсность Классификационные признаки дисперсных Агрегатное состояние дисперсной фазы и дисперсионной среды Обозначение (фаза/среда) Т/Г Аэрозоли (пыли, дымы) Табачный дым, угольная, Малая растворимость дисперсной фазы в дисперсионной среде Измельчение частиц ленного осадка в объем диспергирование диспергирование - распыление в электрической дуге - самопроизвольное грунтов, горных диспергирование ВМВ пород в приобразование туманов, Протекает только при определенном воздейсамопроизвольно самопроизвольно ствии на систему Агрегат из молекул нерастворимого вещества Например, мицелла золя иодида серебра, полученного методом химической элементы или изоморфные по строению (могут достраивать кристаллическую решётку агрегата) {m[AgI] nI-(n-x) K+}x- xK+ Числа m, n, x изменяются в широких пределах в зависимости от условий получения и очистки золя; m n, n x Рис. 4. Строение коллоидной мицеллы различных типов Приводит к неравномерному распределению частиц дисперсной фазы по высоте h Информация о системе:,D, сед,, размер частиц r, кинетическая устойчивость системы h, распределение частиц по размерам Рис. 5. Характеристика молекулярно-кинетических свойств дисперсных систем свечение Уравнение Рэлея Общая характеристика электрокинетических свойств дисперсных систем Характеристика Относительное перемещение фаз дисперсной системы Причина Образование ДЭС; возникновение электрокинетического потенциала ;

Воздействие на U – разность потенциалов; I – сила тока вызывающее течение вызывающая оседание Сущность дисперсной фазы со дисперсионной среды потенциала течения потенциала явления процесса Автор открытия, год Механизм образования ДЭС на границе твердая фаза – раствор Изменение потенциала в ДЭС от толщины слоя Х Полный термодинамический потенциал 0 Электрокинетический потенциал (поверхностный потенциал) Толщина адсорбционного слоя Толщина диффузного слоя Рис. 7. Общая характеристика двойного электрического слоя Грубодисперсная Коллоидный раствор Коллоидный раствор Раствор ВМВ Грубодисперсная система Определение электрокинетического потенциала Нанесение неметал- Обезвоживание и Исследование «естелических покрытий на осушка многих мате- ственного поля»



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 17 |
 

Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет естественных наук Кафедра общей химии А. П. Чупахин Общая химия. Химическая связь и строение вещества Учебное пособие Новосибирск 2003 УДК 54 ББК Г51/я73 Ч 920 Чупахин А. П. Общая химия. Химическая связь и строение вещества: Учеб. пособие / Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2003. 168 с. Пособие по общей химии содержит материал, традиционно включаемый в первую часть курса: атомное ядро и...»

«О.В. Шухто, Д.Б. Березин Строение и свойства углеводородов Методические указания (руководство) по выполнению контрольных работ по органической химии студентами заочного отделения Иваново – 2008 УДК 547.542.95 Строение и свойства углеводородов: Метод. указания. /Д.Б. Березин, О.В. Шухто; ГОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2008. 76 с. Методические указания разработаны как курс лекций по дисциплине Органическая химия и основы биохимии (часть I, углеводороды) для студентов заочного...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Уральский государственный экономический университет ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Методические указания к лабораторным работам для студентов товароведных и технологических специальностей УТВЕРЖДАЮ Первый проректор университета А.Т. Тертышный Екатеринбург 2004 СОДЕРЖАНИЕ 1. Ведение......................3 2. Лабораторная работа №1. Термохимия............4 1.1. Определение интегральной теплоты растворения соли........»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановская государственная текстильная академия Кафедра химии ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ КРАСИЛЬНО-ОТДЕЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА Методические указания для студентов специальности 170703 Иваново 2004 Методические указания содержат сведения о технологическом оборудовании красильно-отделочного производства, облегчающие самостоятельную работу студентов. Изложены основы...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра химии И.В. БОДНАРЬ, А.А. ПОЗНЯК, В.А. ПОЛУБОК ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ РЭС и ЭВС П Р О Г Р А М М А, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ и КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ для студентов специальности Производство и проектирование РЭС и Моделирование и компьютерное проектирование РЭС заочной формы обучения Минск В пособие включены: программа курса,...»

«Малыгин Е.Н., Краснянский М.Н., Карпушкин С.В., Мокрозуб В.Г., Борисенко А.Б. НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОТКРЫТОМ ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО МАШИНОСТРОЕНИЕ-1 2003 Малыгин Е.Н., Краснянский М.Н., Карпушкин С.В., Мокрозуб В.Г., Борисенко А.Б. НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОТКРЫТОМ ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ Учебное пособие МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО МАШИНОСТРОЕНИЕ-1 ББК Ч481. Н Рецензенты: Доктор технических наук, профессор ТГУ им. Г.Р. Державина А.А. Арзамасцев Кандидат...»

«Министерство образования Российской Федерации Алтайский государственный технический университет Бийский технологический институт Ю.Г. Афанасьев, А.Г. Овчаренко, Л.И. Трутнева ПРИБОРЫ РАДИАЦИОННОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Методические рекомендации к практическим работам по курсу Безопасность жизнедеятельности для студентов специальностей 251100, 251200, 070100, 270500, 171200, 351100, 190900, 071900, 060800, 351400 очной, вечерней и заочной форм обучения Бийск 2003 УДК Афанасьев Ю.Г., Овчаренко...»

«УДК 543 Е 741 Методические указания к лабораторным работам по аналитической химии Качественный анализ / Сост. Т.Н. Ермолаева. Липецк: ЛГТУ, 2004. 37 с. Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой дисциплины Аналитическая химия и учебным планом занятий студентов II курса по специальности 011000 Химия. Также могут быть использованы при изучении дисциплины Аналитическая химия на III курсе студентами специальности 250400 Химическая технология природных энергоносителей и...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет А.С. КЛИНКОВ, П.С. БЕЛЯЕВ, В.К. СКУРАТОВ, М.В. СОКОЛОВ, В.Г. ОДНОЛЬКО УТИЛИЗАЦИЯ И ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ТАРЫ И УПАКОВКИ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Допущено УМО по образованию в области полиграфии и книжного дела для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 261201.65 Технология и дизайн упаковочного производства Тамбов Издательство ТГТУ 2010 УДК 678.002.8(075)...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Проректор-директор ИПР А.К. Мазуров 2010 г. А.В. Таловская, Е.Г. Язиков Вещественный состав почвы Методические указания к выполнению лабораторной работы № 2 по курсу Минералогия техногенных образований для студентов, обучающихся по специальности 020804 Геоэкология Издательство Томского...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.