химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ком Союзе П. А. Ребиндером и его школой и в настоящее время привлекают пристальное внимание физико-химиков, работающих в области коллоидной химии. Сюда следует отнести критические эмульсии, возникающие спонтанно при температурах, близких к критической, эмульсии, представляющие собой углеводороды с большим содержанием эмульгатора, некоторые неорганические дисперсные системы и т. д.

К рассмотрению спонтанного образования коллоидных систем и природы растворов полимеров, имеющих явно выраженный коллоидный характер, мы еще возвратимся в гл. VIII и XIV.

2. МЕРА ДИСПЕРСНОСТИ

Мерой раздробленности всякой дисперсной системы может служить либо поперечный размер частиц а (для сферических частиц — диаметр d, а частиц, имеющих форму куба, — ребро куба /), либо обратная ему величина D — называемая обычно просто дисперсностью, либо, удельная поверхность s7n> т, е. межфазная поверхность, приходящаяся на единицу объема дисперсной фазы. Все эти величины взаимосвязаны. Чем меньше размеры частиц, тем больше дисперсность или удельная поверхность, и наоборот.

К коллоидным системам относятся системы, у которых значение а лежит в пределах 1—100 нм (10~7—Ю-5 см), а дисперсность— в пределах 1—100 нм-1 (107—105 см-1). Верхний предел дисперсности коллоидных систем обусловлен тем, что при дальнейшем дроблении вещества в растворе уже будут находиться не агрегаты молекул, а отдельные молекулы, имеющие размер порядка 0,1 нм. Нижний предел дисперсности коллоидных систем определяется резким снижением интенсивности теплового движения частиц поперечным размером больше 100 нм. Несмотря на установленный предел в 100 нм в курсе коллоидной химии рассматриваются обычно и более грубодисперсные системы, размер частиц которых может достигать несколько микрометров, а иногда и значительно больше. Это целесообразно потому, что свойства подобных систем, называемых микрогетерогенными, частицы которых хорошо видимы в микроскоп, во многом совпадают со свойствами коллоидных, или, иначе, ультрамикрогетерогенных систем, частицы которых уже не видны в микроскоп. К микрогетерогенным системам относятся порошки, суспензии, эмульсии, пены и ряд других систем, имеющих огромное практическое значение.

На рис. 1,1 представлено соотношение размеров частиц золотого золя и некоторых молекул. Как видно из рисунка, мелкие коллоидные частицы могут быть меньше молекул высокомолекулярного вещества (например, гемоглобина) и лишь немногим

больше молекул низкомолекулярных веществ (например, хлороформа).

до

Рис. 1.1. Соотношение размеров коллоидных частиц и молекул:

л—молекула водорода, d—0,1 нм; б—молекула хлороформа, d=0,&HM; в— молекула гемоглобина, d=2,5 нм; г, д, е, ж, з—частицы золотого золя, соответственно d=l им, 3 нм, 10 км, 15 им и оседающие частицы.

Именно сравнительно малым размером коллоидных частиц определяется сходство некоторых свойств коллоидных систем и истинных растворов. С другой стороны, относительно большие размеры частиц коллоидных систем объясняют их неспособность проникать через полупроницаемую мембрану, малую диффузионную способность, способность оседать в достаточно мощном поле ультрацентрифуги. Более подробно особенности коллоидных систем, связанные с размерами частиц, будут рассмотрены в гл. III, посвященной молекулярно-кинетическим свойствам коллоидных систем.

Говоря о размере частиц коллоидных систем, следует иметь в виду два обстоятельства.

Во-первых, понятие «поперечный размер» имеет смысл для сферических частиц и, пожалуй, еще для частиц, имеющих форму куба. Если же частицы по форме сильно отличаются от шара, то размер частицы зависит от направления, в котором проводят измерение. Однако очень часто в коллоидной химии частицы приравнивают к сферическим, принимая, что эти сферические частицы ведут себя в определенном отношении точно так- же, как действительная частица. Диаметр такой условной шарообразной частицы называют эквивалентным диаметром.

Во-вторых, в коллоидных системах частицы редко бывают одного размера. Системы с частицами одинакового размера, называемые монодисперсными системами, можно приготовить только искусственно, пользуясь специальными приемами. Большинство же коллоидных систем полидисперсно, т. е. содержит частицы разных размеров.

Удельная поверхность sya дисперсной системы выражается уравнением

Sya^s^z/V (1,1)

где 51,2 — поверхность между фазами 1 а 2 (межфазная поверхность); V—суммарный объем дисперсной фазы.

Удельную поверхность дисперсной системы нетрудно вычислить, если известны размер и форма частиц. Учитывая, что удельная поверхность численно равна отношению поверхности частицы 5],2 к ее объему vlt для системы, содержащей кубические частицы с ребром /, имеем:

5уд = Sl, 2/У| = 6/=//3 = 6// (1,2)

Для системы, содержащей сферические частицы радиусом г, получим:

5УД = su = 4яг7(*/3яг3) - 3/г = б/rf (1,3)

В общем случае:

Яуд = я1,2/vi=*k- \fa = kD (1,4)

где k — коэффициент, зависящий от формы частиц.

Согласно уравнению (1,4) удельная поверхность прямо пропорциональна дисперсности D и обратно пропорциональна размеру частиц а.

С повышением дисперсности коллоидной системы ее удельная поверхность резко возрастает. Это видно из табл. 1,1, в которой показано изменение удельной поверхности 1 см3 вещества при дроблении его на кубики меньших размеров.

Таблица 1,1. Изменение s при дроблении 1 см3 вещества

/, см Число кубиков Объем кубнка Uj,

см3 Поверхность кубика

По удельной поверхности коллоидные системы занимают особое положение среди дисперсных систем. В самом деле, удельная поверхность в молекулярных системах, например в истинных растворах, отсутствует, так как молекулы не обладают поверхностью в обычном смысле слова. Вместе с тем удельная поверхность гру-бодисперсных систем очень невелика. И лишь гетерогенные высокодисперсные коллоидные системы имеют сильно развитую удельную поверхность. Это наглядно показано на диаграмме (рис. 1,2), изображающей изменение удельной поверхности с размером частиц от грубодисперсных систем до систем молекулярной степени

дисперсности. Кривая sya = /(a)=Ј/a имеет вид равносторонней гиперболы. Справа, в области грубодисперсных систем, кривая асимптотически приближается к оси абсцисс. Слева она обрывается, когда коллоидные частицы достигают размеров молекул и поверхность раздела между обеими фазами исчезает. Конечна,

границу между коллоидной и молекулярной степенью дисперсности нельзя

установить точно — для отдельных систем она может быть сдвинута в ту

или иную сторону в зависимости от

4 IVT "системы химической природы дисперсной фазы

Микрогетерогенные системы

Грубодисперсные системы

* ' * 1 и дисперсионной среды.

ведение грубодисперсных в основном объемными свойствами

Переход от грубодисперсных к молекулярно-дисперсным системам непрерывен, однако занимающие промежуточное положение коллоидные и микрогетерогенные системы качественно вполне специфичны. Благодаря большой удельной поверхности этих систем для них имеют огромное значение адсорбция и вообще поверхностные явл

страница 5
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Рекомендуем в КНС Нева блок питания купить - в кредит не выходя из дома в Санкт-Петербруге, Пскове, Мурманске и других городах северо-запада России!
термос кёниг
чистка кондиционеров в сао
кса 24

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(16.01.2017)