Коллоидная химия - Книга

Дисперсионный анализ проводится с целью определения размера, формы и концентрации частиц дисперсной фазы. Большинство систем относятся к полидисперсным, а сами частицы дисперсной фазы характеризуются не только размерами, но и формой, отличной от сферической. после ознакомления со свойствами дисперсных систем появилась возможность приступить к рассмотрению особенностей дисперсионного анализа.Для полидисперсных систем необходимо не только определить в данном интервале размер частиц, но и долю этих частиц, т.е. найти функцию распределения частиц по размерам. Исходными сведениями для их построения являются эксперименты (об их особенностях речь пойдет ниже) по нахождению размера частиц в определенном интервале, именуемым фракцией, и доли этих частиц во фракциях. Если, например, известно, что размер частиц в полидисперсной системе определен как а1, а2, а3 и т.д., а число этих частиц соответственно равно N1, N2, N3 и т.д., то размер частиц во фракциях будет равен ?a1 = a2 - a1, ?a2 = a3 - a2 и т.д. По этим данным строят интегральную кривую распределения частиц по размерам (рис. 13.2) так же откладывают размер частиц , а на оси ординат долю частиц, приходящуюся на диапазон размера частиц во фракции, т.е.Сферическую форму образуют капли эмульсий, т.е. системы Ж/Ж, и пузырьки пены в момент ее образования (системы Г/Ж). Твердые частицы могут иметь форму, близкую к сферической (пшено, сахар, песок). Большинство же твердых частиц, в частности частицы бетона, которые образуют дисперсную фазу, имеют неправильную форму. Обычно размер частиц неправильной формы приводят к одному среднему размеру аср, который и характеризует дисперсность. Поэтому для частиц неправильной формы наряду со средним используют эквивалентный размер аэ; в качестве последнего принимают диаметр или радиус такой сферической частицы, которая эквивалентна частице неправильной формы по какому-либо признаку: поверхности, объему, скорости оседания или др.Дисперсионный анализ можно осуществить путем непосредственного измерения размеров частиц или капель (т.е. в отношении суспензий и эмульсий, а также аэрозолей) и подсчета их числа при помощи оптического микроскопа. На предметное стекло наносят суспензию или эмульсию и помещают ее под объектив микроскопа В поле зрения микроскопа должно находиться 20-30 частиц или капель. По числу делений шкалы микрометрической сетки оценивают размер частиц и подсчитывают число частиц или капель, размер которых соответствует определенной фракции (например, от а1 до а2, ?а = a2 - a1). Для повышения точности дисперсионного анализа частицы дисперсной фазы фотографируют или проектируют в поле зрения микроскопа на экран телевизора, а также применяют ряд других методов автоматического счета числа и размеров частиц. С помощью ультрамикроскопа регистрируются не сами частицы, а рассеянный свет от этих частиц.К числу наиболее распространенных и довольно простых методов определения размеров частиц относятся нефелометрия и турбидиметрия. При прохождении света интенсивностью Jo через дисперсную систему происходит рассеяние света интенсивностью Jp и поглощение света, равное (Jo - Jnp). Нефелометрия основана на изменении интенсивности рассеянного света, а турбидиметрия - оптической плотности. Нефелометрия позволяет определять размер частиц и их концентрацию. В случае нефелометрического определения размеров частиц золей с одинаковой концентрацией, согласно уравнению (8.3), можно записать где rи и rэ - радиусы частиц исследуемой и эталонной систем соответственно.Вернемся к особенностям оседания частиц суспензий, определяющих их седиментационную устойчивость (параграф 10.1, рис. Напомним, что в процессе оседания частиц диаметром от 0,1 до 100 мкм c постоянной скоростью [см. формулы (10.7) и (10.8)] соблюдается равновесие между гравитационной силой Р и силой трения Ftp; оно позволяет определить размер частиц в зависимости от скорости оседания. Эта зависимость фиксируется формулой (10.9), которую воспроизведем еще раз (13.18) где ?, ?, ?о - вязкость среды, плотность частиц дисперсной фазы и дисперсной среды; они являются постоянными величинами. Частицы дисперсной фазы 1 в результате оседания накапливаются в чашке 2, где фиксируется вес осадка частиц Q. Зная высоту Н (путь оседания частиц) и время оседания ?, находят скорость оседания v = H/?.Золи и суспензии, а также их производные - гели и пасты - являются разновидностями одного и того же типа дисперсных систем - Т/Ж, которые различаются размерами и концентрацией частиц дисперсной фазы.Золи относятся к высокодисперсным системам; их называют коллоидными растворами. Кроме того, в зависимости от дисперсионной среды различают гидрозоли (вода) и органозоли (органическая среда); расплавы, содержащие высокодисперсные частицы, относятся к пирозолям. Помимо частиц дисперсная фаза золей может формироваться из мицелл - электрически нейтральных агрегатов ионов дисперсионной среды, размеры которых соответствуют размерам частиц высокодисперсных систем, т.е. Жидкая дисперсионная среда золей позволяет молекулярн

Содержание

Глава 1. Основы дисперсионного анализа

1.1 Распределение частиц полидисперсных систем по размерам

1.2 Размер частиц неправильной формы

1.3 Оптические методы дисперсионного анализа

1.4 Нефелометрия и турбидиметрия

1.5 Дисперсионный анализ суспензий

Глава 2. Золи и суспензии

2.1 Особенности золей и суспензий

2.2 Пасты, гели и осадки как структурированные системы

Глава 3. Эмульсии

3.1 Свойства эмульсий

3.2 Устойчивость эмульсий

3.3 Получение и разрушение эмульсий

3.4 Применение эмульсий

Глава 4. Пены

4.1 Свойства и особенности пен

4.2 Устойчивость пен

4.3 Получение и применение пен

Глава 5. Аэрозоли

5.1 Классификация аэрозолей

5.2 Образование и свойства аэрозолей

5.3 Механика аэрозолей

5.4 Сыпучие материалы (порошки)

Глава 6. Системы с твердой дисперсионной средой

6.1 Характеристика систем с твердой дисперсионной средой

6.2 Твердые пены

6.3 Капиллярно-пористые тела

Глава 7. Высокомолекулярные соединения (ВМС)

7.1 Коллоидная химия ВМС

7.2 Структура макромолекул ВМС

7.3 Свойства растворов ВМС

7.4 Набухание

7.5 Студни и студнеобразование

7.6 Свойства гелей и студней

Глава 8. Белки (полиэлектролиты)

8.1 Белки как полиэлектролиты

8.2 Белки как коллоидные растворы

Глава 9. Коллоидные поверхностно-активные вещества

9.1 Особенности и классификация коллоидных ПАВ

9.2 Критическая концентрация мицеллообразования

9.3 Гидрофобные взаимодействия и моющее действие

Тесты для самостоятельной проработки

Ответы на тестовые задания

Вопросы для самоконтроля

Список литературы

Глава 1. Основы дисперсионного анализа

1. Зимон А.Д. Коллоидная химия. Изд. 3-е, доп. и испр. - М.: Агар, 2003. - 320с., илл.

2. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. - М.: Химия,1988. - 464с., илл.

3. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии - Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Химия, 1975. - 512с., илл.

4. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии - Изд. 3-е, перераб. и доп. С.-П.: Химия,1995. - 368 с.

5. Баранова В.И., Бибик Е.Е., Кожевникова Н.М. Расчеты и задачи по коллоидной химии: Учеб. Пособие для хим.-технолог. Спец. Вузов. /Под ред. В.И. Барановой - М.: Высш. шк., 1989. - 288с., илл.

6. Адамсон А. Физическая химия поверхности. - Пер. с англ. /Под ред. З.М.Зорина и В.М. Муллера.- М.: Мир, 1979. - 568 с.

7. Зимон А.Д. Занимательная коллоидная химия. М.: РАДЭКОН,. 1997, 1998. - 193 с.

Размещено на .ru