Лекция 3. Гетерогенные дисперсные системы. Общие свойства пограничных слоев. Сорбция и её виды.

В дисперсных системах, обладающих развитой поверхностью раздела фаз, большое значение имеют поверхностные явления - процессы, протекающие в пограничных слоях раздела компонентов систе-мы. Наличие развитой поверхности в системах объясняет многие физико- химические особенности этих систем. Если принять, что все частицы шарообразны, то удельная поверхность частиц выражается по фор-муле: Sуд=r/3 , где Sуд- удельная поверхность частиц (см-1); r- радиус частиц; Общая поверхность системы равна согласно формуле произведению удельной поверхности частиц на объем всей системы (раствора): Sобщ=Sуд.V. Молекулы поверхностного слоя имеют часть ненасыщенных неиспользованных сил сцепления, ко-торые представляют собой избыточную энергию, она называется свободной поверхностной энерги-ей. Эта энергия определяется поверхностным натяжением и суммарной поверхностью раздела фаз. В системах, обладающих свободной энергией, могут самопроизвольно протекать процессы, пони-жающие запас этой энергии за счет уменьшения поверхностного натяжения или уменьшения по-верхности. Стремление к уменьшению суммарной поверхности для коллоидных систем проявляется в самоук-рупнении частиц (коагуляции), у чистых жидкостей- в шарообразной форме капель. Поверхностное натяжение может быть уменьшено за счет притяжения к поверхности частиц атомов или ионов из окружающей среды. Сорбция. Сорбция- процесс самопроизвольного поглощения веществ другими веществами на границе раздела фаз. Вещество, частиц которого поглощаются другим веществом, называют сорбти-вом. Вещество, которое поглощает другие вещества, называют сорбентом.

Различают три вида сорбции:

а) адсорбция- поглощение частиц растворенного вещества или газа на поверхности твердого тела или жидкости; это обусловлено наличием у сорбента свободных сил притяжения на поверхности; из наиболее известных адсорбентов части используют активированный уголь( мед.- карболен), силикагель, крахмал идругие.

б) абсорбция- процесс поглощения, начавшийся на поверхности, продолжается внутри поглотителя; процесс абсорбции встречается при замачивании зерен гороха, фасоли, риса и т.д.

в) хемосорбция- процесс поглощения сопровождается химическим взаимодействием поглощаемого вещества с поглотителем. Процесс проникновение горячей воды внутрь клубня картофеля сопровождается частичных разложение крахмала до декстринов и глюкозы.

Процессы адсорбции и абсорбции обратимы, поэтому может происходить обратный процесс десорб-ции, т.е. отрыв молекул или ионов сорбтивов от поверхности сорбента и уход их в окружающее пространство. Со временем система приходит в состояние СОРБЦИЯ- ДЕСОРБЦИЯ. Сорбция носит избирательный характер и зависит от природы веществ.

Вопросы и задания для самоподготовки:

1. Что такое поверхностные явления? Привести примеры таких явлений.

2. Сформулировать понятие удельной и общей площади соприкосновения частиц в системе. От чего они зависят?

3. Понятие сорбции. Сорбент. Сорбтив. Привести пример.

4. Виды сорбции. Их отличие друг от друга..

5. Вычислить удельную и общую поверхность 10г маринада, содержащего 20% растительного мас-ла. Диаметр каждого шарика масла 2.10-4см, плотность масла 0,90г/см3.

6. Поверхность 1г силикагеля равна 465м2. Сколько молекул брома поглощается 1см2 поверхности адсорбента, если на 10г силикагеля адсорбировалось 5мг брома?