Физическая химия дисперсных систем презентация

Физико-химия дисперсных систем

План лекции Оптические свойства коллоидных растворов Строение коллоидной частицы Условия получения коллоидных растворов Электрокинетические явления

Оптические свойства коллоидных растворов Конус Фарадея-Тиндаля Опалесценция – некоторая мутность раствора при рассмотрении его в отраженном свете; явление рассеяния света мельчайшими частицами

Дихроизм Дихроизм Зависит: От природы вещества (поглощение света) От степени дисперсности Окраска драгоценных камней (рубинов, изумрудов, сапфиров) Грубодисперсные золи золота – синяя окраска Большей степени дисперсности – фиолетовая Высокодисперсные золи – ярко красная

Интенсивность рассеянного света I Закон Релея С · V2 I = I0 · K--------- 4 I0 – интенсивность падающего света K – константа, зависящая от природы вещества С – частичная концентрация V – объем частицы  – длина волн видимого света

Значение волны видимого света Значение волны видимого света Цвет сигнальных огней Цвет моря Цвет неба К О Ж З Г С Ф : 0,76 > > > > > > 0,38

Ультрамикроскопия Определение массы и объема коллоидной частицы Исследование сыворотки и плазмы крови Исследование инъекционных растворов Определение чистоты воды и других сред Форма частиц

Строение коллоидной частицы Внутренняя нейтральная часть, содержащая большую часть массы частицы Внешний ионный слой (оболочка), в которой выделяют два слоя: адсорбционный и диффузный Строение коллоидной частицы зависит от способа получения

Получение коллоидного раствора реакцией осаждения KJ + AgNO3 = AgJ + KNO3 избыток Молекулы AgJ объединяются в более крупные частицы – агрегаты J- - потенциалопределяющие ионы. Совокупность их зарядов формирует электродинамический потенциал Агрегат + адсорбированные потенциалопределяющие ионы – ядро частицы

Противоионы – ионы противоположного знака (К+). Их адсорбируется меньше, чем потенциалопределяющих Противоионы – ионы противоположного знака (К+). Их адсорбируется меньше, чем потенциалопределяющих Потенциалопределяющие ионы + большая часть противоионов – адсорбционный слой Остальная часть противоионов находится вблизи частицы в окружающей среде – диффузный слой

Агрегат + адсорбционный слой – гранула (имеет заряд) Агрегат + адсорбционный слой – гранула (имеет заряд) Гранула + диффузный слой – мицелла (электронейтральна) Электрокинетический потенциал () – заряд гранулы – важнейшая характеристика коллоидных растворов, влияющая на их устойчивость

Строение коллоидной частицы Можно изображать мицеллярными формулами

Динамика заряда частицы  - величина дзета-потенциала

На величину -потенциала влияют Добавление к коллоидному раствору электролитов (сжимают диффузный слой, часть ионов из него переходит в адсорбционный и -потенциал уменьшается) Концентрация коллоидного раствора (ее увеличение будет влиять подобно добавлению электролитов) рН среды (и Н+ и ОН- хорошо адсорбируются на коллоидных частицах) Температура (часть ионов из адсорбционного слоя выйдет в диффузный в результате теплового движения - -потенциал увеличивается) Чем больше полярность растворителя, тем больше -потенциал

Электрокинетические явления Опыт Рейсса (1807 г) Электрофорез – движение коллоидных частиц в электрическом поле к противоположно заряженному электроду Электроосмос – перемещение дисперсионной среды к электроду под влиянием внешней разности потенциалов

Применение электрофореза и электроосмоса В технике и различных производствах: Фарфоровое дело Очистка воздуха Покрытие изделий защитными пленками В клинической практике: Местное введение лекарственных форм Электрофоретическое разделение белков по отдельным фракциям Исследование нормальных и патологических сывороток, нуклеопротеидов, чистых белков и их смесей

Уравнение Гельмгольца-Смолуховского Расчет скорости движения коллоидных частиц в электрическом поле (U): Нe U = ---------- 4 U – скорость движения частицы Н – напряженность электрического поля

Обратные электрокинетические явления Смещение заряженной частицы по отношения к дисперсионной среде вызывает потенциал оседания (эффект Дорна)

При течении жидкости происходит смещение жидкой фазы по отношению к твердой и на концах капилляра возникает потенциал (эффект Квинке) При течении жидкости происходит смещение жидкой фазы по отношению к твердой и на концах капилляра возникает потенциал (эффект Квинке)