ТЕМА КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ План лекции 1 Дисперсные системы

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ План лекции 1. Дисперсные системы и их классификация 2. Свойства грубодисперсных систем 3. Коллоидные растворы 4. Строение коллоидных частиц 5. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов 1. Растворы высокомолекулярных соединений 1

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Коллоидная химия изучает физико-химические свойства гетерогенных высокодисперсных систем и высокомолекулярных соединений. 2

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Дисперсная система – система, в которой одно вещество в раздробленном (дисперсном) состоянии равномерно распределено в массе другого вещества Дисперсная система включает: дисперсную фазу – раздробленное вещество и дисперсионную среду, в которой это вещество распределено. 3

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Гетерогенная система Система, отдельные части которой отличны по своему составу и отделены друг от друга поверхностью раздела Гомогенная система Система в которой отсутствует поверхность раздела между составляющими их компонентами 4

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Классификация дисперсных систем Грубодисперсные системы Коллоидные растворы Молекулярноионные системы >10 -7 м 10 -7 -10 -9 м < 10 -9 м 5

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Свойства грубодисперсных систем • Отсутствие в них диффузии и осмотического давления. • Частицы оседают в жидкой среде под действием силы тяжести на дно сосуда. • Системы являются кинетически неустойчивыми • Системы являются гетерогенными 6

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Классификация грубодисперсных систем Дисперсионная среда Дисперсная фаза Газ Жидкость Твердое тело Газ Не существует Аэрозоли (туман, облака) Аэрозоли (дым, пыль) Жидкость Пена Эмульсия (молоко, маргарин, сливочное масло) Суспензии (глина в воде), коллоиды Твердое тело Твёрдые пены (хлеб, пемза, пенопласт) Жемчуг, вода в парафине Рубин, сплавы, цветные стекла 7

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Свойства коллоидных систем • Обладают осмотическим давлением и способностью к диффузии • Являются кинетически устойчивыми, т. е. в них не наблюдается оседания частиц под действием силы тяжести • Коллоидные растворы в проходящем свете всегда прозрачны • высокая адсорбционная способность • легкая изменчивость • сильно выраженное каталитическое действие и др. 8

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Условия получения коллоидных систем а) размеры диспергируемого вещества должны иметь размер коллоидных частиц 10 -7 – 10 -9 м б) необходимы стабилизаторы (ионы электролитов), которые образует ионный слой и гидратную оболочку, сохраняющие частицу во взвешенном состоянии в) дисперсная фаза должна обладать плохой растворимостью 9

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Методы получения коллоидных рвстворов Химический Конденсационный (укрупнение) Физический Пептизации Ультразвуковой Механический Дисперсионный (раздробление) 10

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ 1 Схема строения коллоидной частицы Fe. Cl 3 + 3 H 2 O ↔ Fe(OH)3↓ +3 HСl Fe(OH)3 + HCl = Fe. OCl +2 H 2 O Fe. OCl ↔ Fe. O+ + Cl- Гранула Мицелла {m[Fe(OH)3] n Fe. O+ (n-x) Cl- }2+ x Cl- Противоионы Мицелла Ядро (электронейтрально) Диффузный слой Адсорбционный слой (противоионы) (потенциалобразующие ионы) 11

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ – – – – – – – – – + – – – – + + – – – 3 Fe(OH)– – + + – + – – + + – – – – – + – – – 12

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Студень это такие системы, в которой частицы дисперсной фазы связаны между собой в сетчатый каркас, а дисперсионная среда заключена в промежутках между ними. 13

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Поверхностная энергия коллоидной частицы 14

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Адсорбция – явление накопления одного вещества на поверхности другого. Обратный процесс – переход молекул адсорбтива из поверхностного слоя в объем – десорбция Адсорбент – адсорбирующее тело Адсорбтив – адсорбируемое Абсорбция – явление накопления одного вещества внутри другого. 15

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Сорбция Физическая адсорбция Молекулы сохраняют свою индивидуальность. Обратима. Уменьшается с ростом температуры. Количество теплоты 8 -25 к. Дж/моль. Химическая адсорбция (Хемосорбция) Молекулы теряют свою индивидуальность. Необратима. Увеличивается с ростом температуры. Количество теплоты больше 80 к. Дж/моль. 16

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Молекулярно-кинетических свойства • Броуновское движение • Диффузия • Осмотическое давление • Седиментация • Ультрацентрифугирование • Рассеяние света и эффект Тиндаля. Электрофорез • • Коагуляция • Пептизация • Хроматография 17

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Осаждение высокомолекулярных соединений Денатурация – необратимое осаждение белков Вызывают – крепкие кислоты и щелочи; ацетон, этиловый и метиловый спирты; нагревание выше 50– 60°С; . многократное замораживания и оттаивания; высокое давление в 1000 кг/см 3; ультразвуковые волны; ультрафиолетовые лучи и ионизирующая радиация. Высаливание – обратимое осаждение белков Вызывают – растворы нейтральных солей щелочных металлов 18

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Заряд белковой молекулы R – CH – COOI NH 3+ – в нейтральной среде R – CH – COO- + H+ I NH 3+ R – CH – COOI NH 3+ R – CH – COOH I NH 3+ – в кислой среде + OH- R – CH – COO-– I NH 2 в щелочной среде 19

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Изоэлектрическое состояние белковой молекулы – состояние, когда молекулы белка в растворах имеют суммарный нулевой заряд (электронейтральны) Изоэлектрическая точка (ИЭТ) – значение р. Н, при котором белки находится в изоэлектрическом состоянии 20

ТЕМА: КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Онкотическое давление – часть осмотического давления крови, обусловленная белками 21