Главная страница
Финансы
Экономика
Математика
Биология
Информатика
Начальные классы
Медицина
Сельское хозяйство
Ветеринария
Вычислительная техника
Религия
Философия
Логика
Этика
История
Дошкольное образование
Воспитательная работа
Социология
Политология
Физика
Языки
Языкознание
Право
Юриспруденция
Русский язык и литература
Строительство
Энергетика
Промышленность
Связь
Автоматика
Электротехника
Другое
образование
Доп
Физкультура
Технология
Классному руководителю
Химия
Геология
Искусство
Культура
Иностранные языки
Экология
Логопедия
География
ИЗО, МХК
Казахский язык и лит
Директору, завучу
Школьному психологу
Социальному педагогу
Обществознание
Языки народов РФ
ОБЖ
Музыка
Механика
Украинский язык
Астрономия
Психология

кратко коллоидная. Закон Стокса основная формула седиментационого анализа


Скачать 347.5 Kb.
НазваниеЗакон Стокса основная формула седиментационого анализа
Анкоркратко коллоидная.doc
Дата30.04.2017
Размер347.5 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлакратко коллоидная.doc
ТипЗакон
#717


Дисперсность – величина, обратная линейному размеру частицы (м-1):

Поверхностная энергия GS

- полная поверхностная энергия системы.



Седиментация – это движение частиц под действием силы тяжести.

Закон Стокса:

- основная формула седиментационого анализа

Диффузия – это процесс, направленный на выравнивание концентраций в первоначально неоднородной среде.

- 1-й закон Фика;


- уравнение Эйнштейна (коэффициент диффузии)

проекция среднеквадратичного сдвига:




- уравнение для среднеквадратичного сдвига

D

10-11 – 10-14 м2/с, [D]=[м2/с]

Коэффициент диффузии – это поток вещества, переносимый через цилиндр с единичной площадью поперечного сечения в единицу времени.

уравнению Гиббса-Дюгема

- гипсометрический закон, барометрическая формула.

Осмосом называется движение растворителя (Дисперсионной среды) к коллоидному раствору через полупроницаемую мембрану.

уравнению Вант-Гоффа:

Анизотропия световых волн:

Закон Релея: .

- Закон Бугера-Ламберта-Бера

- мутность системы [м-1]

Мутность – это величина, обратная расстоянию, на котором интенсивность падающего света ослабляется в е раз.

Поверхностное натяжение – это работа образования единицы поверхности в обратимых изотермических условиях.

Опыт Дюпре:

Поверхностное натяжение – это сила, действующая к тангенциальной поверхности и отнесенная к единице длины периметра, ограничивающего эту поверхность.

Обобщенное уравнение I и II законов термодинамики:



- Уравнение Гиббса-Гельмгольца

- уравнение Лапласа.

- формула Жюрена.

- принцип Кюри-Гиббса

- уравнение Томсана-Кельвина (капиллярной конденсации).

Метод Гиббса:

Метод поверхностного слоя:

За толщину слоя принимают расстояние по обе стороны от границы раздела фаз, за пределами которого поверхностные свойства перестают отличаться от объемных.

Смачивание – это явление взаимодействия жидкости с твердым или жидким телом при наличии границы раздела трех фаз.

- Уравнение Юнга.

Работа растекания – это энергия, которая выделяется при покрытии поверхности тонким слоем жидкости или это сила, действующая к поверхности вдоль всей поверхности контакта.

- работа Кагезии

- работа Адгезии

Кагезия – это взаимодействие между частицами одной фазы. Это работа, которую необходимо затратить на разрыв фазы, отнесенная к единице поверхности разрыва.

Работа адгезии затрачивается на образование двух новых поверхностей и и выигрывается за счет исчезновения поверхности твердое тело-жидкость.



Теплота смачивания (НСМ) – это количество энергии, которое выделяется при смачивании единицы поверхности.

Коэффициент шероховатости – отношение поверхности истинной к поверхности геометрической. ,

Методы измерения поверхностного натяжения.

Статическое

Методы, основанные на изучении статического равновесия

  1. Метод капиллярного поднятия



  1. Метод Вильгельми




Полустатические

  1. Сталогмометрический

n0 – число капель для стандартной жидкости

nX – для измеряемой

2. Метод Дю-Нуи



3. Метод избыточных давлений.

Динамические методы: метод колеблющихся струй.

АДСОРБЦИЯ.

- принцип Кюри

Адсорбцией называется процесс перераспределения компонента между объемной фазой и поверхностным слоем.

  1. А – полная адсорбция – это количество адсорбата в поверхностном слое, отнесенное к единице массы или площади адсорбента. Может измеряться в моль/м2, моль/кг, г/кг и т.д.

  2. Г – «гамма» - избыточная адсорбция (гипсовская) – это избыток адсорбата в поверхностном слое по сравнению с таким же объемом фазы, отнесенной к единице поверхности или массы адсорбента.

- уравнение Леннарда-Джонса





- адсорбционное уравнение Гиббса.



- интегральное изменение энергии Гиббса.

- дифференциальное изменение энтропии

- дифференциальная энтальпия адсорбции

- изостерическая теплота адсорбции

- теплота конденсации

- чистая теплота адсорбции

Qa – интегральная теплота адсорбции,

Qra – интегральная чистая теплота адсорбции,

- уравнение Генри

- уравнение Лангмюра.

Адсорбция смеси газов на однородной поверхности

Адсорбция смеси газов на неоднородной поверхности



Теория БЭТ

Основные положения:

  1. При попадании молекулы адсорбата на занятое место образуется кратный комплект.

  2. По мере приближения p к ps уменьшается число свободных адсорбционных мест. Первоначально увеличивается, а затем уменьшается число мест, занятых единичными, двойными и т.д. комплектами.

  3. При p =psадсорбция переходит в конденсацию.

  4. Горизонтальные взаимодействия отсутствуют.

  5. Для первого слоя выполняется изотерма Лангмюра.





Основной недостаток теории – пренебрежение горизонтальными взаимодействиями в пользу вертикальных.

Учет взаимодействий адсорбат-адсорбат.

Адсорбент не полярен.

Графику 1 соответствуют слабые взаимодействия адсорбат-адсорбат, сильное адсорбат-адсорбент.

Графику 2 соответствуют сильное взаимодействие адсорбат-адсорбат, сильное адсорбат-адсорбент.

Графику 3 соответствуют сильное взаимодействие адсорбат-адсорбат, слабое адсорбат-адсорбент.

- уравнение Фрункина, Фаулера, Гугенгейма.

k – аттракционная постоянная.

Потенциальная теория Поляни

Адсорбция – это результат притяжения адсорбата к поверхности адсорбента за счет действия адсорбционного потенциала, который не зависит от присутствия других молекул и зависит от расстояния между поверхностью и молекулой адсорбата.

, - адсорбционный потенциал.

Поскольку поверхность неоднородная, расстояние заменяют на адсорбционный объём . Адсорбционный объём – это объём, заключенный между поверхностью и точкой, соответствующей данному значению.

Адсорбционный потенциал – это работа перенесения 1 моль адсорбата вне данного адсорбционного объёма в данную точку адсорбционного объёма (или работа переноса 1 моль насыщенного пара адсорбата, находящегося в равновесии с жидким адсорбатом в отсутствии адсорбента в равновесную с адсорбентом паровую фазу).



уравнением Томпсона – Кельвина.

Адсорбция на границе твердое тело – жидкость
Уравнение изотермы адсорбции с константой обмена

Поверхностной активностью g называется способность веществ снижать поверхностное натяжение в системе.



- правило Траубо Дюкло

- уравнение Шишковского.

Мицелла – называется агрегат молекул дифильных ПАВ, углеводородные радикалы которых образуют ядро, а полярные группы обращены в водную фазу.

Масса мицеллы – мицелляльная масса.

Число молекул – число агрегации.

Для гомологического ряда существует эмпирическое уравнение:


a – энергия растворения функциональной группы.

b – инкремент адсорбционного потенциала, работа адсорбции на одно метиленовое звено.

Наличие в мицеллах углеводородного ядра создает возможность для растворения в водных растворах ПАВ соединений, которые не растворимы в воде, это явление называется солюбилизацией (то, что растворяется – солюбилизат, ПАВ – солюбилизатор).



- двухмерное давление.

Пленка с обеих сторон ограниченная одинаковыми фазами называется двусторонней. В таких пленках наблюдается постоянное движение маточного раствора.

Пленки толщиной меньше 5 нм называются черными пленками.

- аналог уравнения Шишковского

Электрокинетические явления. Двойной электрический слой (ДЭС).

Электроосмосом называется движение дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы под действием электрического тока.

Электрофорез – это движение частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды под действием электрического тока.

модуль сдвига

модуль вязкого трения

- уравнение Гелемгольца-Смалуковского

уравнение Больцмана

Объемная плотность заряда

\

Уравнение Пуассона

- толщина ДЭС – это расстояние, на котором потенциал ДЭС уменьшается в e раз.

- потенциал экспоненциально уменьшается.



Ёмкость двойного слоя

Теория Штерна. Строение коллоидной мицеллы.

Двойной электрический слой состоит из двух частей: плотной и диффузной. Плотный слой образуется в результате взаимодействия потенциалобразующих ионов со специфически адсорбирующимися. Эти ионы, как правило, частично или полностью дегидратированы и могут иметь как одинаковый, так и противоположный к потенциалопределяющим ионам заряд. Это зависит от соотношения энергии электростатического взаимодействия и потенциала специфической адсорбции . Ионы плотного слоя закреплены. Другая часть ионов расположена в диффузном слое, эти ионы свободны и могут перемещаться вглубь раствора, т.е. из области большей концентрации в область меньшей. Общая плотность заряда складывается из двух частей.



- заряд слоя Гельмгольца

- Заряд диффузного слоя



, где - мольная доля противоионов в растворе

Линия разрыва называется границей скольжения.

Потенциал, возникающий на границе скольжения в результате отрыва части диффузного слоя, называется электрокинетическим потенциалом (Дзэта потенциал ).

Частица дисперсной фазы, с окружающим её слоем противоионов и двойным электрическим слоем называется мицеллой.

Уравнение Гелемгольца-Смолуховского



(для электроосмоса).

Для потенциала течения:

- 1-е уравнение Липпмана.

- 2-е уравнение Липпмана.

- уравнение Нернста

- уравнение электрокапиллярной кривой (ЭКК).

Коагуляция – это процесс слипания частиц, приводящий к потере агрегативной устойчивости.

– правило Шульце-Гарди

Плёнка – это часть системы, находящаяся между двумя межфазными поверхностями.

Расклинивающее давление возникает при резком уменьшении толщины плёнки в результате взаимодействия сближающихся поверхностных слоев.



Теория устойчивости. ДЛФО (Дерягин, Ландау, Фервей, Овербек).

Согласно теории ДЛФО в расклинивающем давлении выделяют две составляющие:

  1. Электростатическая ПЭ (положительная, она обусловлена силами электростатического отталкивания). Соответствует уменьшению энергии Гиббса при возрастании толщины пленки.

  2. Молекулярная ПМ (отрицательная, обусловлена действием сил притяжения). Обусловлена сжатием пленки за счет химических поверхностных сил, радиус действия сил десятые доли нм с энергией порядка 400 кДж/моль.

Полная энергия взаимодействия:

- уравнение Лапласа

- для слабо заряженных поверхностей

Для сильно заряженных поверхностей:





Молекулярная составляющая – взаимодействие двух атомов:



Взаимодействие атома с поверхностью:





Поверхности слабозаряженные: ,Для сильнозаряженных поверхностей

Теория быстрой коагуляции Смолуховского.




Зависимость скорости коагуляции от концентрации электролита.
I – скорость коагуляции мала,

II – скорость коагуляции практически пропорциональна концентрации электролита.

III – область быстрой коагуляции, скорость практически не зависит от концентрации.
Основные положения:

  1. Исходный золь монодисперсный, сходные частицы имеют сферическую форму.

  2. Все столкновения частиц результативны.

  3. При столкновении двух первичных частиц образуется вторичная. Вторичная + первичная = третичная. Первичное, вторичное, третичное – кратность.

, , ,





Системы, которые образуются самопроизвольно называются лиофильными, характеризуются низкими значениями и стабильные.

Системы лиофобные не образуются самопроизвольно, т/д неустойчивы и требуют дополнительной стабилизации чаще всего за счет введения в систему ПАВ.



Стадия образования зародышей ()=Образование центров кристаллизации (I) + Стадия доставки вещества к этим центрам(U).

Стадия роста зародыша = образование центров двухмерной конденсации (I’) + доставка вещества к этим центрам (U)
написать администратору сайта