Коллоидная химия. Шпаргалка

Данное издание создано в помощь студентам вузов, которые хотят быстро подготовиться к экзаменам и сдать сессию без проблем. Пособие составлено с учетом Государственного образовательного стандарта.

Оглавление

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Коллоидная химия. Шпаргалка предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

4. Дисперсность. Удельная поверхность дисперсных систем, методы ее измерения

Основная характеристика дисперсных систем — размеры частиц, или дисперсность. Дисперсные системы делят на грубодисперсные (низкодисперсные) и тонкодисперсные (высокодисперсные), или коллоидные системы (коллоиды). В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10 –4 см и выше, в коллоидных — от 10 –4 до 10 –5 — 10 –7 см. Дисперсность определяется по трем измерениям тела, либо характеризуется величиной, обратной минимальному размеру и названной дисперсностью, либо через удельную площадь поверхности S_уд (отношение межфазной поверхности к объему тела). Количественной характеристикой дисперсности (раздробленности) вещества является степень дисперсности (степень раздробленности D) — величина, обратная размеру дисперсных частиц а: D = 1/a, где а равно диаметру сферических или волокнистых частиц, или длине ребра кубических частиц, или толщине пленок. Все частицы дисперсной фазы имеют одинаковые размеры — монодисперсная система. Частицы дисперсной фазы неодинакового размера — полидисперсная система. Соотношение между поверхностью и объемом характеризует удельная поверхность:

Для частиц сферической формы она равна:

Для частиц кубической формы —

где r — радиус шара; d — его диаметр; l — длина ребра куба.

Дисперсность D связана с удельной поверхностью S_уд:

где V — объем дисперсной фазы, мл.

Для сферических частиц уравнение принимает вид:

Формула для расчета удельной поверхности (S_уд) системы с шарообразными частицами:

где n — число частиц, м 3 ; S₀ — поверхность каждой частицы.

Корреляционная спектроскопия рассеянного света: в определенном оптическом объеме V₀, подсчитывают число частиц n. Зная концентрацию частиц С и n, находят объем частицы : = С / (vd),

где d — плотность дисперсной фазы.

Зная объем, можно вычислить радиус частиц:

Зная радиус частиц, можно вычислить удельную поверхность S_уд.

Источник

Мера дисперсности

Дисперсные системы

ЛЕКЦИЯ №1

Предмет и содержание коллоидной химии.

Фаза считается дисперсной, если вещество в ней раздроблено хотя бы в одном измерении. Если вещество раздроблено только по высоте, то образуются пленки (ткани, пластины и т.д.). Если вещество раздроблено и по высоте и по ширине, то образуются волокна, нити, капилляры. Если вещесство раздроблено по всем трем измерениям, то образуются частицы.

Количественно дисперсность характеризуется 3-мя величинами:

1) поперечный размер частиц (d). [d] = см, м

Для сферической частицы радиуса r

S_1,2 = 4pr 2 ; V = (4/3) pr 3 ;

S_уд = 4pr 2 / (4/3) pr 3 = 3/r = 6/d = 6D

Чем меньше поперечный размер частицы, тем больше удельная поверхность (S_уд).

По мере дисперсности все системы разделяются:

Причем, самую большую удельную поверхность имеют коллоидные растворы. Таким образом, наличие сразу двух особенностей ДС: гетерогенности и дисперсности приводит к наличию большой межфазной поверхности (мы конечно понимаем, что поверхность частицы и межфазная поверхность это одно и то же).

По размеру частиц дисперсной фазы

Принято высокодисперсные делить на

Ультрамикрогетерогенные системы часто называют истинно коллоидными или просто коллоидными, т.к. раньше именно они считались объектом коллоидной химии.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Дисперсность

Полезное

Смотреть что такое «Дисперсность» в других словарях:

Дисперсность — Дисперсность физическая величина, характеризующая размер взвешенных частиц в дисперсных системах. Дисперсность величина, показывающая какое число частиц можно уложить вплотную в одном метре. Чем меньше размер частиц, тем больше дисперсность … Википедия

Дисперсность — [dispersus рассеянный, рассыпанный] удельная поверхность частиц дисперсной фазы в дисперсных системах, т.е. общая поверхность частиц, отнесенная к единице объема. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и… … Геологическая энциклопедия

Дисперсность — [лат. dispersus рассеянный, рассыпанный] – степень раздробленности вещества, материала на частицы; характеристика размеров частицы, выраженная показателем удельной поверхности в г/см2, кг/м2 или величиной обратно пропорциональной среднему… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ДИСПЕРСНОСТЬ — характеристика размера частиц в дисперсных системах. Мера дисперсности отношение общей поверхности всех частиц к их суммарному объему или массе. Полидисперсность определяется функцией распределения частиц по размерам или массам … Большой Энциклопедический словарь

дисперсность — Характеристика размера и количества частиц в дисперсных системах. [ГОСТ Р 51109 97] Тематики промышленная чистота … Справочник технического переводчика

ДИСПЕРСНОСТЬ — характеристика размера частиц, мера раздробленности вещества на частицы (чем мельче частицы, тем выше Д.); одно из основных понятий коллоидной химии … Большая политехническая энциклопедия

Дисперсность — [dispersivity] характеристика размеров частиц и дисперсных системах. Дисперсность обратно пропорциональна среднему диаметру частиц и определяется удельной поверхностью, т.е. отношением общей поверхности частиц к единице объема или массы… … Энциклопедический словарь по металлургии

дисперсность — Термин дисперсность Термин на английском dispersity Синонимы dispersion Аббревиатуры Связанные термины активная каталитическая фаза, коллоидная химия, нанопорошок, наночернила Определение 1) характеристика размеров частиц, распределенных в объеме … Энциклопедический словарь нанотехнологий

дисперсность — характеристика размера частиц в дисперсных системах. Мера дисперсности отношение общей поверхности всех частиц к их суммарному объёму или массе. Полидисперсность определяется функцией распределения частиц по размерам или массам. * * *… … Энциклопедический словарь

Источник

Дисперсность

Дисп е рсность (от лат. dispersus — рассеянный, рассыпанный), характеристика размеров частиц в дисперсных системах. Дисперсность обратно пропорциональна среднему диаметру частиц и определяется удельной поверхностью, т. е. отношением общей поверхности частиц к единице объёма (или иногда массы) дисперсной фазы. Удельная поверхность — усреднённый показатель дисперсности. Более полное представление о дисперсности даёт кривая распределения объёма или массы дисперсной фазы по размерам частиц (рис.). С ростом полидисперсности системы, т. е. с увеличением разницы в размерах частиц, максимум на кривой распределения снижается и становится более широким, но площадь, ограниченная кривой и осью абсцисс, сохраняется постоянной. В редком случае монодисперсной системы, когда частицы имеют почти одинаковый размер, кривая имеет вид острого пика с узким основанием. Встречаются системы, дающие на кривой распределения два и большее число максимумов. Для тонкопористых тел, например адсорбентов и катализаторов, понятие дисперсности заменяется равнозначным понятием пористости, т. е. характеристикой размеров каналов-пор, пронизывающих эти тела.

В химии высокомолекулярных соединений дисперсностью часто называют характеристику размеров линейных или разветвлённых (цепочечных) полимерных молекул, определяемую молярной массой. Полидисперсность полимеров может быть выражена функцией распределения молекул по их молярным массам (так называемое молекулярно-массовое распределение). Графически эта функция изображается кривой типа приведённых на рис.; по оси абсцисс откладывают молярные массы, а по оси ординат — доли полимерных фракций с соответствующими молярными массами.

Дисперсность как технологический показатель имеет важное значение в производстве и применении пигментов, различных наполнителей для пластмасс, минеральных вяжущих веществ, удобрений, пестицидов, фармацевтических препаратов и многих других порошкообразных и мелкозернистых продуктов. Определяется дисперсность методами дисперсионного анализа.

Кривые распределения объёма (массы) частиц по размерам: 1 — монодисперсная система; 2 — полидисперсная система. d _min, d _max, d ₀ — соответственно минимальный, максимальный и вероятнейший размер частиц; f( d ) — функция распределения, доля объёма (или массы) дисперсной фазы, которая приходится на частицы с данным интервалом размеров, делённая на величину интервала.

Источник

Количественные характеристики дисперсных систем

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ в коллоидной химии

Коллоидная химия – это наука о физико-химических свойствах дисперсных систем и поверхностных явлениях. Вследствие исклю­чительно большой роли коллоидных систем и коллоидно-химичес­ких процессов в различных областях техники и человеческой дея­тельности и благодаря накоплению теоретического и практического материала, она выделилась в самостоятельную научную дисципли­ну. Объектами ее изучения являются гетерофазные системы, в ко­торых одна из фаз находится в высокодисперсном (раздробленном) состоянии.

Трудно назвать какую-либо сферу человеческой деятельнос­ти, в которой бы не использовались коллоидные системы или кол­лоидные процессы. Поверхностные явления (смачивание, адгезия, адсорбция, коагуляция, седиментация и др.) лежат в основе таких процессов химической технологии, как измельчение, гранулирова­ние, сушка, фильтрация, флотация, спекание, склеивание, краше­ние. К наиболее распространенным дисперсным системам относят дымы и туманы, эмульсии, пены, суспензии, порошки, ныли, гели. Дисперсными системами являются продукты питания, лекарства, биологоческие ткани. В мире каждый год производится сотни мил­лионов тонн дисперсных веществ и материалов. Знание закономер­ностей, присущих дисперсным системам, необходимо не только для оптимизации технологических процессов, но и при получении материалов с заданными свойствами, а также при решении задач охраны окружающей среды.

Определение размера частиц и удельной поверхности

Дисперсные системы всегда гетерогенные (гетерофазные). Они состоят из дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Объектам изучения коллоидной химии присущи два основных признака:

Основные характеристики, используемые для описания дисперс­ных систем:

3. Удельная поверхность Sуд. – это межфазная поверхность (S1,2,), приходящаяся на единицу объема дисперсной фазы (V) или ее мас­сы (т).

Рассмотрим, как определяется удельная поверхность: если система состоит из п частиц, то

Коэффициенты формы для сферических, кубических частиц к = 6, для пленок к = 2, для волокон к = 4.

С увеличением дисперсности или уменьшением размера час­тиц возрастает удельная поверхность.

Методы получения дисперсных систем

Для получения дисперсных систем используют две группы ме­тодов: диспергационные и конденсационные (табл. 1.1).

Диспергирование – метод получения дисперсных систем пу­тем измельчения или дробления конденсированного тела.

Конденсация – метод получения дисперсных систем за счет объединения или агрегатирования молекул, или ионов вещества.

Дробление веществ до частиц малых размеров требует боль­шой затраты работы, так как поверхность раздела между фазами в таких системах весьма велика. Однако с помощью механических методов диспергирования даже в присутствии стабилизаторов прак­тически невозможно получение частиц с размерами менее 100 нм. В случае диспергирования одной жидкости в другой (несмешивающейся с первой) процесс называется эмульгирование.м. И в этом случае требуется почти обязательное присутствие в системе ве­ществ – эмульгаторов, стабилизирующих ее дисперсный состав (поверхностно-активных веществ, полимеров, порошков). Таким образом, обычно получают частицы радиусом не меньше 500 нм.

Более высокая дисперсность системы может быть достигнута при использовании мегодов, основанных на агрегации атомов и мо­лекул, т. е. методов конденсации. Именно эти методы чаще всего используются для получения истинно-коллоидных растворов.

Образование дисперсных систем при использовании конден­сационных методов происходит в результате либо гетерогенного зарождения, когда возникновение новой фазы осуществляется на уже имеющихся поверхностях (стенках сосуда, частицах посто­ронних веществ – ядрах конденсации), либо на поверхностях заро­дышей, возникающих самопроизвольно в гомогенной среде.

Зародыши в этом случае могут возникать лишь при определен­ном критическом пересыщении раствора.

Степень пересыщения

Самопроизвольное возникновение ядер конденсации зави­сит от многих причин: химических свойств реагирующих веществ, от характера ассоциации атомов и молекул, вязкости среды, темпе­ратуры и др.

Процесс образования дисперсной фазы при конденсации име­ет две основные стадии:

Дисперсность получаемых коллоидных систем зависит от соот­ношения скорости образования зародышей (υ1) и скорости их рос­та (υ2). При малой скорости образования зародышей (υ1 υ2) в системе, наоборот, возникает большое число мел­ких частиц. В этом случае образуются высокодисперсные золи, размер частиц в которых позволяет отнести их к коллоидным растворам.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Определяем дисперсность системы D и удельную поверх­ность S уд

Рассчитываем общую поверхность частиц S и число частиц N в дисперсной системе.

Пример 1.2.

Пример 1.3.

Источник