Главная
 
Новости
 
О кафедре
 
Учебные
материалы
 
Учебные
курсы
 
Научная
работа
 
Коллектив
кафедры
 
Навигация
по сайту
 
Ссылки

Кафедра физической и коллоидной химии
Южного федерального университета

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

 
ВВЕДЕНИЕ

Классификация дисперсных систем. Пути образования дисперсных систем. Коллоидные дисперсии полимеров. Лиофильные дисперсные системы, растворы полимеров, растворы мыл. Очистка золей, диализ. Ультрафильтрация.

1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ОСОБЫЕ СВОЙСТВА
ПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗДЕЛА ФАЗ

Основы термодинамики поверхностных явлений. Сгущение термодинамических функций в поверхностном слое. Свободная поверхностная энергия твердых тел. Методы оценки свободной поверхностной энергии твердых тел. Явление капиллярности. Капиллярное давление, закон Лапласа. Смачиваемость. Понятие об адгезии и когезии. Флотационные процессы. Зависимость давления насыщенного пара от кривизны поверхности раздела сосуществующих фаз, закон Томпсона. Роль заряда поверхности частицы. Процессы, протекающие при созревании осадков под маточным раствором. Методы измерения поверхностного натяжения на легкоподвижных границах фаз.

2. АДСОРБЦИОННЫЕ СЛОИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА
ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Адсорбция как самопроизвольное сгущение веществ на границе раздела фаз. Адсорбционное уравнение Гиббса. Поверхностно-активные (ПАВ) и поверхностно-инактивные вещества на межфазных границах. Правило уравнения полярностей Ребиндера. Изотерма мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Поверхностная активность. Правило Дюкло – Траубе. Двухмерное состояние вещества в адсорбционном слое. Весы Ленгмюра. Уравнение состояния двухмерного газа. Фазовые переходы в пленке. Особенности молекулярной адсорбции из растворов на поверхности твердого тела. Лиофобизация и лиофилизация поверхности. Физико-химическая сущность регулирования флотационных процессов. Адсорбция газов на поверхности твердых тел. Физическая и химическая адсорбция. Теплота адсорбции. Адсорбционное уравнение Фрейндлиха. Теория молекулярной адсорбции Ленгмюра. Потенциальная теория полимолекулярной адсорбции Поляни. Теория Брунауэра – Эммета – Теллера (БЭТ). Адсорбционные методы определения удельной поверхности адсорбентов.

3. ОБРАЗОВАНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Лиофильные и лиофобные дисперсные системы. Основы термодинамической и кинетической теории образования дисперсных фаз по Гиббсу – Фольмеру. Мыла и высокомолекулярные соединения (ВМС), способные образовывать лиофильные коллоидные системы. Критическая концентрация мицеллообразования, методы ее определения. Растворение углеводородов (солюбилизация) в мицеллах мыл. Физикохимия моющего действия. Природные ПАВ. Методы диспергирования и дезагрегации (пептизации). Критерий самопроизвольного диспергирования объемных фаз по Ребиндеру.

4. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Универсальность молекулярно-кинетических свойств растворов и дисперсных систем. Осмотические явления в коллоидных системах, их роль в биологических процессах. Седиментационный анализ суспензий и эмульсий. Седиментационно-диффузное равновесие Перрена – Больцмана. Ультрацентрифуга.

5. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Рассеяние света в коллоидных системах. Закон Рэлея и условия его применимости. Поглощение света в дисперсных системах. Применение закона Бугера – Ламберта – Бера к мутным средам. Нефелометрия и турбидиметрия. Ультрамикроскопия.

6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Строение двойного электрического слоя (ДЭС) на границе фаз. Диффузная часть двойного слоя слабо- и сильнозаряженной поверхности. Электрокинетический потенциал. Влияние индифферентных и неиндифферентных электролитов и специфической адсорбции ионов на электрокинетический потенциал. Перезарядка поверхности. Изоэлектрическое состояние. Особенности адсорбции ионов из растворов на твердой поверхности. Ионный обмен. Роль обменной адсорбции в почвоведении, при химических способах очистки воды. Строение коллоидных мицелл. Электрокапиллярные явления. Уравнение Липпмана. Электрокапиллярные кривые. Электрокинетические явления и методы их изучения. Уравнение Гельмгольца – Смолуховского. Эффекты, осложняющие электрофорез. Особенности электроповерхностных свойств тонкопористых систем. Практическое приложение электрокинетических явлений. Использование электрохимически активных мембран.

7. УСТОЙЧИВОСТЬ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Коагуляция. Агрегативная и седиментационная устойчивость дисперсных систем. Нарушение агрегативной устойчивости. Факторы агрегативной устойчивости лиофобных дисперсных систем. Коагуляция гидрофобных золей электролитами. Основы теории Дерягина – Ландау – Фервея – Овербека (ДЛФО). Критерий Эйлерса – Корфа. Обоснование правила Шульце – Гарди с позиции ДЛФО. Кинетика коагуляции. Взаимная коагуляция золей: применение эффекта. Антагонизм, синергизм при коагуляции. Пены, эмульсии. Аэрозоли. Порошки как стабилизаторы эмульсий и пен. Управление выпадением осадков. Очистка промышленных газов.

8. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
И ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Способы описания механических свойств дисперсных систем. Реологические модели. Упругость, вязкость. Пластичность. Понятие о релаксации напряжений и упругом последействии. Вязкопластическое поведение, уравнение Бингама. Типы контактов между элементами структуры в дисперсных системах. Реологические свойства агрегативно-устойчивых дисперсных систем. Уравнение Эйнштейна. Аномалии вязкости дисперсных систем. Полная реологическая кривая с коагуляционной структурой. Природа эластичности таких систем. Ползучесть. Предел текучести. Уравнение Шведова. Тела жидко- и твердообразные. Тиксотпропные свойства коагуляционных структур.

В начало страницы