Лекция 12 Мицеллярные системы Коагуляционные структуры Коагуляционные

Лекция 12 Мицеллярные системы Коагуляционные структуры

Коагуляционные структуры структурированные жидкости (ПКС) → структуры с фазовыми контактами → монолитные тела Синерезис Золь Si. O 2 → силикагель → опал → халцедон → кварц коагуляционные и конденсационные структуры (с фазовыми контактами) Число адгезии (оседания) γ 90 и γ 180

Синерезис Золь Si. O 2 → → халцедон силикагель → → кварц опал →

Вопросы для самостоятельного изучения: Эмульсии. Прямые и обращенные, разбавленные и концентрированные. Способы обращения эмульсий. Пены. Типы пен (концентрированные, высококонцентрированные). Устойчивость пен Аэрозоли. Конденсационные и диспергационные методы получения. Целочисленный заряд дисперсных частиц К разделу «Электрокинетические явления» : поверхностная сверхпроводимость

Образование и разрушение структурированных систем Эффект Ребиндера: облегчение деформации и разрушения вследствие снижения σ ПАВ: положительное расклинивающее давление, адсорбционная пластификация Жидкие металлы: понижение прочности металлов Электролиты: понижение прочности ионных кристаллов

Структурно-механические свойства (реология) дисперсных систем Упруго-пластические свойства Физико-химическая механика Растяжение (сжатие) и сдвиг: нормальное и тангенциальное напряжение Деформация сдвига и напряжение сдвига τ [н/м 2 или дин/см 2] Растяжение ε = l/x f x l Сдвиг f γ = z/x τ = Gγ Закон Гука x z G - модуль сдвига

Упруго-пластические свойства Скорость сдвига Упругие, пластичные и вязкие тела Закон Ньютона Формула Пуазейля Закон Эйнштейна для сферических частиц Ньютоновы и неньютоновы жидкости Структурированные коллоидн. системы

Упруго-пластические свойства dγ/dt ηmax ПКС η η* Нь Уравнение Шведова. Бингама ют он ов аж ид ко сть Ползучесть τs τd Пластическая вязкость η* Предельное динамическое напряжение сдвига τd (статическое Суспензии бентонитовых глин: Дилатансия при φ > 0. 30 ηmax= 107 пуаз η* = 10 -1 пуаз Тиксотропия τ τ s)

Образование и разрушение структурированных систем Периодические коллоидные структуры: 1) с равновесием между областями упорядоченной и неупорядоченной структуры - тиксотропные свойства 2) Со структурированием только за счет ограниченного объема – дилатантные свойства Тиксотропия для систем с ~10% дисп. фазы – суспензия бентонитовой глины, тиксотропный период θ Электрореология и магнитореология

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ конус Тиндаля

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Истинный раствор: нет рассеивания света Коллоидный раствор: рассеивание света

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Рассеяние Отражение Дифракция Падающий свет Поглощение Рефракция

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Эффект Тиндаля, конус Тиндаля Поляризация рассеянного света Уравнение Рэлея 1 – дисперсная фаза ν – число частиц в единице объема 0 – дисперсная среда v – объем частицы Условие применимости: 2 π r /λ < 0. 3. Нефелометрия

ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Турбидиметр Нефелометр Ультрамикроскопия >3 нм

Динамическое светорассеяние (фотонно-корреляционная спектроскопия) Неподвижные частицы Интенсивность I Эффект Доплера 0. 5 I Δw 1/2 w 0 Движущиеся частицы Частота θ – угол рассеяния w 0 – частота падающего света с – скорость света D – коэффициент диффузии

www. nbi. dk/~pmhansen/gold_trap. htm Поверхностный плазмонный резонанс Размеры частиц: от 30 до 250 нм

Поверхностный плазмонный резонанс http: //www. discovernano. northwestern. edu/whatis/index_html/sizematters_html

Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем

Броуновское движение Среднее смещение частицы Δx уравнение Эйнштейна – Смолуховского абсолютная хаотичность движения частиц Статистический характер II закона термодинамики

Осмос π = Cd R T Cd = ν/NA Определение молекулярной массы ВМС Полупроницаемая мембрана Давление

Диффузия Первый закон Фика Большая концентрация Меньшая концентрация s Ci Закон Эйнштейна x D – коэффициент диффузии - количество вещества, переносимое через 1 см 2 за 1 с при единичном градиенте концентрации

Седиментационно-диффузионное равновесие Меньшая концентрация частиц Седиментация Диффузия препятствует полному осаждению Большая концентрация частиц

Седиментационно-диффузионное равновесие Условие седиментационно-диффузионного равновесия: