Тема 5.6. Коллоидные растворы
Понятие о дисперсных системах. Степень дисперсности и удельная поверхность. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности и агрегатному состоянию. Общая характеристика грубодисперсных, коллоидно-дисперсных систем, истинных растворов, высокомолекулярных соединений. Строение коллоидных частиц: ядро, гранула, мицелла. Стабилизация коллоидов. Понятие о кинетической и агрегатной устойчивости коллоидных систем. Коагуляция. Факторы, вызывающие коагуляцию. Изоэлектрическое состояние. Порог коагуляции. Взаимная коагуляция золей. Коллоидная защита. Пептизация. Электрокинетическое явление. Электроосмос и электрофорез, их использование. Молекулярно- кинетические свойства: броуновское движение, диффузия, осмотическое давление. Седиментация. Оптические свойства коллоидов: опалесценция, эффект Фарадея-Тиндаля, окраска золей. Оптические свойства чая, вин, молока, бульонов. Методы исследования: ультрамикроскопия, нефелометрия. Методы получения коллоидных растворов: диспергирование, конденсация. Очистка золей: диализ, ультрафильтрация. Практическое применение данных процессов. Составление схем мицелл.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ В коллоидной химии широко используются понятия из курса физической химии, в т. ч. система, фаза, гомогенная и гетерогенная системы. Необходимо уяснить понятия: дисперсность, дисперсионная среда и дисперсная фаза. Без знания этих терминов невозможно понять классификацию дисперсных систем. Дисперсность (раздробленность) частиц дисперсной фазы положена в основу классификации дисперсных систем. Классификацию дисперсных систем проводят также по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. При изучении этой темы следует узнать, что в настоящее время общепринятой теорией строения коллоидных частиц является мицеллярная теория, разработанная П. П. Веймарном, Ф. Д. Думанским, Н. П. Песковым, С. М. Липатовым и другими учеными. Согласно этой теории всякий гидрофобный золь состоит из двух частей: мицелл - электрически нейтральных структурных коллоидных частиц и дисперсионной среды. Строение коллоидных частиц удобнее рассматривать, если проследить процессы образования частиц. Изучая получение коллоидов, важно уяснить два метода: 1. Диспергирование — дробление более крупных по размеру частиц до коллоидной степени дисперсности. 2. Конденсация — укрупнение частиц в результате объединения атомов и молекул в агрегаты коллоидной степени, дисперсности. Чтобы измельчить твердые и жидкие вещества, нужно совершить определенную работу. Для этой цели необходимо применить механическое дробление тел до заданной величины дисперсности, диспергирование ультразвуковыми колебаниями, электрическое диспергирование под влиянием постоянного и переменного электрического поля. Методы диспергирования применяются при получении крахмала, пряностей, кофе, какао и др. Тонко измельченное вещество приобретает много новых ценных свойств: краски - лучшую кроющую способность, яркость, большую устойчивость; вяжущие строительные материалы - прочность, быстрое схватывание и отвердение; катализаторы - повышенную активность в химических реакциях; продовольственные материалы — лучшие вкусовые качества. В основе конденсационных методов лежит процесс образования частиц дисперсной фазы из вещества, находящегося в молекулярном или ионном состоянии. Необходимое требование — создание пересыщенного раствора, из которого должна быть получена коллоидная система. Чтобы получить коллоиды методом пептизации, свежий осадок обрабатывают небольшим количеством электролита, в результате вещество осадка переходит в коллоидный раствор. Получение коллоидов осуществляется в присутствии стабилизаторов. Затем следует рассмотреть методы очистки коллоидных растворов от примесей электролитов с помощью диализа, электродиализа, ультрафильтрации. Обратите внимание на практическое применение методов получения и очистки коллоидно-дисперсных систем. Ознакомившись со строением коллоидных частиц, методами получения и очистки коллоидов, перейдите к изучению свойств коллоидных растворов. Изучая устойчивость коллоидов, запомните, что важнейшими факторами, обеспечивающими стабилизацию золей, являются: а) высокая степень дисперсности,· б) наличие одноименного заряда гранул, определяющих электрокинетический потенциал; в) наличие сольватных (гидратных) оболочек ионов диффузионного слоя, которые не позволяют противоионам данного слоя внедряться в адсорбционный слой. Различают два вида устойчивости: агрегативную - способность препятствовать слипанию и кинетическую — способность противостоять оседанию частиц. При уменьшении влияния факторов, вызывающих стабилизацию коллоидов, происходит потеря устойчивости за счет слияния ядер мицелл. Это приводит к образованию крупных агрегатов - коагуляции. В этом случае нарушается агрегативная устойчивость систем, и вещество выпадает в осадок — седиментация (нарушение кинетической устойчивости). Особое внимание обратите на коагуляцию электролитов согласно правилу Шульце-Гарди, связывающего величину порога коагуляции с валентностью иона—коагулятора, и на взаимную коагуляцию коллоидов. Стабилизация коллоидных систем против коагуляции при помощи высокомолекулярных, поверхностно-активных и других веществ имеет большое значение в технологии производства пищевых продуктов. Изучив явление стабилизации и коагуляции, следует привести ряд примеров использования на практике этих явлений.
ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ ОБУЧАЮЩИЙСЯ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ И УМЕТЬ: - Характеристику дисперсных систем, их классификацию. - Строение коллоидных частиц. - Объяснить понятия: ядро, гранула, мицелла, потенциал определяющие ионы, адсорбционный и диффузный слой. - Объяснить суть состояния коллоидов: агрегативная и кинетическая устойчивость, коагуляция, седиментация. - Описать явление электрофореза и электроосмоса. - Описать молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидов. - Описать методы получения коллоидов: конденсация и диспергирование.
ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ: 1. Что называется коллоидной системой? 2. Изобразите схему строения мицеллы иодида серебра, если стабилизатором является KJ. 3. Каковы основные методы получения коллоидных систем? 4. Что такое пептизация? 5. Каковы назначение и сравнительная эффективность диализа, электродиализа и ультрафильтрации? 6. Какими оптическими методами можно определить размеры и форму коллоидных частиц? 7. В чем заключаются основные различия в поглощений света истинными и коллоидными растворами? 8. Какими методами изучается внутренняя структура коллоидных частиц? 9. Какие свойства коллоидных систем относятся к молекулярно-кинетическим? Почему они так называются? 10. Дайте характеристику кинетической устойчивости коллоидных систем.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1274)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |