По дисциплине

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

«Коллоидная химия»

для студентов химико-технологических специальностей

Херсон 2003

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ.. 2

Лекция 1. Основные определения коллоидной химии и ее предмета. Основные признаки и классификация дисперсных систем. 3

Значение коллоидной химии. 4

Основные признаки дисперсных систем.. 5

Изменение удельной поверхности при дроблении 1см³ вещества. 5

Классификация дисперсных систем.. 6

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию.. 7

Лекция 2. Получение коллоидных систем (КС) и их очистка. 8

Методы конденсации. 9

Методы диспергирования. 12

Метод пептизации. 12

Очистка коллоидных растворов. 13

Лекция 3.Молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем. 14

Броуновское движение. 15

Диффузия. 16

Осмотическое давление коллоидных растворов. 16

Седиментация в дисперсных системах. 17

Оптические свойства дисперсных систем.. 18

Явление рассеяния света. 18

Поглощение (адсорбция) света. 20

Лекция 4. Электрокинетические свойства дисперсных систем. 21

Теории образования и строения ДЭС. 22

Электрокинетический потенциал. 24

Влияние электролитов на электрокинетический потенциал. 24

Строение мицеллы. 25

Электрокинетические явления. 26

Лекция 5. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем.. 28

Коагуляция. 28

Действие электролитов на коагуляцию.. 29

Совместное действие электролитов при коагуляции. 30

Теория устойчивости гидрофобных дисперсных систем ДЛФО.. 31

Скорость коагуляции. 34

Ход коагуляции в зависимости от концентрации коагулирующего электролита можно подразделить на две стадии: медленную и быструю. 34

Старение золей. 35

Защитное действие молекулярных адсорбирующих слоев. 36

Лекция 6. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение. 36

Оценка ПН жидкостей из родственных характеристик. 38

Межфазное натяжение на поверхности раздела твердое тело-жидкость. Смачивание. 38

Адсорбция. Изотерма адсорбции. Уравнение Гиббса. 40

Построение изотермы адсорбции и нахождение величин . 42

Лекция 7.Поверхностные явления. Адсорбция. 44

Теории адсорбции. 47

Полимолекулярная сорбция. 50

Частные случаи адсорбции. 52

Адсорбция на границе жидкость-газ. 52

Адсорбция на границе раствор-газ. 52

Применение ПАВ.. 54

Адсорбция на границе твердое тело-раствор. 54

Молекулярная адсорбция из растворов. 55

Влияние природы среды.. 55

Ионная адсорбция. 56

Обменная адсорбция. 56

Адсорбция на границе твердое тело-газ. 56

Лекция 8. Растворы полимеров как коллоидные системы (молекулярные коллоиды) 56

Общая характеристика растворов полимеров. 57

Набухание полимеров. 57

Осмотическое давление и вязкость растворов полимеров. 60

Лекция 9. Застудневание растворов и студни полимеров. 62

Классификация студней. 62

Условия образования студней. 64

Механизм процессов гелеобразованияи структура полимерных гелей. 65

Реология гелей. 66

Реологические теории. 69

Теория Эйринга. 69

Структурные теории. 70

Гидродинамические теории. 70

Теория Грессли. 70

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемый конспект лекций соответствует рабочей программе курса коллоидной химии для студентов химико-технологических специальностей, а именно, обучающихся по направлению «Химическая технология и инженерия» и специализирующихся по следующим специальностям:

- химическая технология и оборудование

отделочного производства;

- технология бродильных производств и виноделия;

- технология хранения и переработки овощей.

В настоящем конспекте лекций большое внимание уделено отличительным особенностям дисперсных систем, которые являются предметом изучения коллоидной химии, получению дисперсных систем, поверхностным явлениям в дисперсных системах, адсорбции, электрическим явлениям на поверхности, адгезии, смачиванию, а также устойчивости дисперсных систем.

В конспект включены также лекции, посвященные растворам высокомолекулярных соединений, широко используемых в технологиях как пищевой так и легкой промышленности и их структурообразованию

Материал в конспекте лекций представлен, главным образом, по свойствам дисперсных систем, в том числе, такие важнейшие системы как гели, рассмотрены в рамках структурообразования, а сведения о поверхностно-активных веществах приведены при рассмотрении темы, посвященной поверхностному натяжению.

Обусловлена такая последовательность необходимостью компактного изложения материала и крайне ограниченным объемом лекционной нагрузки, предусматриваемым учебным планом.

Дополнением к настоящему конспекту лекций служит методическое пособие к выполнению лабораторных работ по курсу «Коллоидная химия», в котором заданиям предшествует объемный теоретический материал, посвященный, главным образом, отдельным конкретным дисперсным системам и методам оценки их основных свойств. Таковыми являются лабораторные работы, посвященные получению дисперсий полимеров и оценке размеров их частиц, получению эмульсий и пен, оценке электрокинетических потенциалов волокон, построению изотерм адсорбции полимеров твердыми поверхностями, оценке поверхностного натяжения растворов с помощью различных методов и т.д.

Таким образом обеспечивается оптимальное использование аудиторных часов, отводимых учебным планом на изучение курса «Коллоидная химия», а лекционный материал в значительной мере дополняется теоретическими разделами лабораторного практикума, изучаемыми студентами в рамках самостоятельной работы.