.RU

Учебное пособие к элективному курсу для студентов 4-го курса химического факультета








И. Е. Стась, А.С. Фомин


ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ В ПРИРОДЕ

И ТЕХНИКЕ


Учебное пособие к элективному курсу для студентов 4-го курса

химического факультета


Барнаул 2005 г.

Содержание


Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

ГЛАВА 1. Классификация дисперсных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Классификация по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперси-онной среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Классификация по межфазному взаимодействию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Классификация по взаимодействию между частицами . . . . . . . . . . . . . . . 16

Классификация по дисперсности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Классификация по топографическому признаку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

Растворы высокомолекулярных соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

^ ГЛАВА 2. Системы с газообразной дисперсионной средой . . . . . . . . . 22

2.1 Аэрозоли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Классификация аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Размер и форма частиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Способы получения аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Оптические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Молекулярно-кинетические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Электрические свойства аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Агрегативная устойчивость аэрозолей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Разрушение аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Практическое значение аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

2.2 Порошки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Классификация порошков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Размеры частиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

Способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Свойства порошков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Применение порошков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Нанопорошки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

ГЛАВА 3. Системы с жидкой дисперсионной средой . . . . . . . . . . . . . . . 61

3.1 Суспензии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Способы получения суспензий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Седиментационная и агрегативная устойчивость суспензий . . . . . . . . . . 63

Коллоидная защита . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Применение суспензий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

3.2 Эмульсии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Классификация и свойства эмульсий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Методы установления типа эмульсии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Агрегативная устойчивость эмульсий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Свойства эмульгаторов. Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) . . . . .78

Обращение фаз эмульсий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Способы получения эмульсий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Разрушение эмульсий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Эмульсионные пленки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Практическое применение эмульсий и эмульгирования . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Биологическое значение эмульсий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97

^ 3.3 Пены и газовые эмульсии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99

Строение пен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Устойчивость пен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Стабилизация пен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Факторы, влияющие на устойчивость пен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Свойства пен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107

Применение пен. Пены в природе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107

Разрушение пен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
ГЛАВА 4. Системы с твердой дисперсионной средой. Композици- онные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Твердые пены . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Твердые эмульсии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Твердые золи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
^ Способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117

Композиционные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

ГЛАВА 5. Лиофильные системы. Мицеллярные коллоиды . . . . . . . . .125

Основные понятия и классификация мицеллярных ПАВ . . . . . . . . . . . . . . . 126

Состояние ПАВ в растворе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

Термодинамика мицеллообразования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

Строение мицелл ПАВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136

Определение ККМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Факторы, влияющие на ККМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

Мицеллообразование в неводных средах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

Солюбилизация в растворах мицеллообразующих ПАВ. Образование

микроэмульсий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

Танниды и красители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Объяснение моющего действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

Микрокапсулирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

ГЛАВА 6. Растворы высокомолекулярных соединений . . . . . . . . . . . . 158

Взаимодействие высокомолекулярных соединений с раствори-

телем. Пластификация полимеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

Набухание и растворение высокомолекулярных соединений . . . . . . . . . . . 160

Теплота набухания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164

Стадии процесса набухания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Факторы, влияющие на набухание и растворение полимера . . . . . . . . . . . 167

^ Давление набухания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

Значение набухания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Некоторые свойства растворов ВМС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

Коацервация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177

Золи высокомолекулярных соединений. Латексы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

Полиэлектролиты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

Микро- и макроструктура белка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

Денатурация белка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

Обратимость денатурации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

Высаливание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

Схема Кройта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186

^ Ряды Гофмейстера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

Биологическое значение коллоидной защиты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187

Методы определения ИЭТ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Электрофорез белков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

Коллоидно-осмотическое давление в растворах белков . . . . . . . . . . . . . . .194

Мембранное равновесие Доннана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

ГЛАВА 7. Гели и студни . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198

Коагуляционные структуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

Конденсационно-кристаллизационные структуры . . . . . . . . . 201

Эластичные гели (студни) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Факторы студне- и гелеобразования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Тиксотропия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

Старение гелей. Синерезис . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

^ Диффузия в гелях и студнях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

Периодические реакции в гелях и студнях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214

Значение и практическое применение студней. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217


ПРЕДИСЛОВИЕ

В общем курсе коллоидной химии основное внимание уделяется изучению свойств гидрозолей. Знакомство же с другими представителями дисперсных систем проходит достаточно поверхностно, в то время как именно эти системы - аэрозоли, эмульсии, пены, суспензии, порошки, твердые золи и т.д. – наиболее распространены в природе и используются в промышленном производстве. Знание свойств данных систем весьма важно для понимания процессов, протекающих в растительных и животных организмах, в различных промышленных производствах, при разработке методов очистки воздушной и водной сред.

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов химических, химико-технологических, фармацевтических и биологических факультетов, углубленно изучающих коллоидную химию. Определенный интерес оно может представлять для студентов-экологов и географов. Данное пособие не является учебником по коллоидной химии, знакомство с ним предполагает предварительное изучение студентами основного курса коллоидной химии. Оно включает в себя сведения об отдельных представителях дисперсных систем, их свойствах, устойчивости, способах получения и разрушения. Особое внимание уделено практической значимости систем и их применению.

Пособие составлено на основе обобщения данных основных учебников по коллоидной химии, вышедших, начиная с 70-х годов до настоящего времени, и дополненное сведениями из научных и научно-популярных журналов о конкретных дисперсных системах, нашедших применение в промышленности, медицине, быту. Представленный материал лежит в основе элективного курса «Дисперсные системы в природе и технике», читаемого студентам 4-го курса химического факультета Алтайского госуниверситета.


uprazhnenie-7-shlifovochnie-poleti-po-krugu-kurs-uchebno-letnoj-podgotovki-planernih-aviacionno-sportivnih-organizacij.html
uprazhnenie-9-otkrojte-dlya-sebya-svoyu-budushuyu-samost-perevod-s-anglijskogo-aleksandra-kiseleva-pod-redakciej-k.html
uprazhnenie-emocii-v-mimike-programma-treningovih-zanyatij-po-socialnoj-adaptacii-podrostkov-tvoj-mir.html
uprazhnenie-iz-geshtalt-terapiii-zdes-i-sejchas-pervie-raboti-po-probleme-sindroma-emocionalnogo-vigoraniya-poyavilis.html
uprazhnenie-metaforicheskaya-verbalizaciya-semyonova-e-m-avtor-sostavitel-s-30-trening-emocionalnoj-ustojchivosti.html
uprazhnenie-navodka-semyonova-e-m-avtor-sostavitel-s-30-trening-emocionalnoj-ustojchivosti-pedagoga-uchebnoe.html
  • education.bystrickaya.ru/24-primernaya-struktura-provedeniya-seminara-s-elementami-treninga-uchebnoe-posobie-pod-redakciej-lm-shipicinoj.html
  • znanie.bystrickaya.ru/513-vostrebovannost-vipusknikov-otzivi-potrebitelej-specialistov-nalichie-reklamacij-na-podgotovku-specialistov.html
  • control.bystrickaya.ru/dejstvie-vtoroe-anton-pavlovich-chehov.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/programma-speckursa.html
  • desk.bystrickaya.ru/osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-nachalnogo-obshego-obrazovaniya-mou-sosh-27.html
  • composition.bystrickaya.ru/ordinov-reshilsya-nakonec-peremenit-kvartiru-hozyajka-ego-ochen-bednaya-pozhilaya-vdova-i-chinovnica-u-kotoroj-on-nanimal-pomeshenie-po-nepredvidennim-obstoyatelst-stranica-3.html
  • lecture.bystrickaya.ru/63-selskoe-hozyajstvo-lesnoe-hozyajstvo-ohota-ribnoe-hozyajstvo-1-956-0-obshij-otdel-00-obshie-voprosi-nauki-i-kulturi.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/semya-i-semya-svyatitel-nikolaj-serbskij-velimirovich-feodul-ili-rab-bozhij-2005.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/programma-disciplini-mezhdunarodnij-grazhdanskij-process-dlya-specialnosti-030501-yurisprudenciya-podgotovki-specialista-030501-65-stranica-2.html
  • znanie.bystrickaya.ru/azastan-respublikasi-blm-zhne-ilim-ministrlg-ekonomika-zhne-i-instituti-ekonomika-kafedrasi-kursti-zhmis.html
  • reading.bystrickaya.ru/masudi-sadi-salman-rodnik-zhemchuzhin-persidskotadzhikskaya-klassicheskaya-poeziya.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zadali-kamerton-sensornij-sad-budet-postroen-na-territorii-odnogo-iz-vladivostokskih-uchrezhdenij-dlya-detej-s.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/rekomendacii-mezhdunarodnoj-komissii-po-radiologicheskoj-zashite-mkrz-izdannie-v-1989-1996-gg-stranica-5.html
  • shkola.bystrickaya.ru/nauchnoe-izdanie-izdatelstvo-ol-ega-abishko-sankt-peterburg-2006-stranica-16.html
  • credit.bystrickaya.ru/otcheten-doklad-stranica-3.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/pryamie-nastavleniya-putevoditel-po-zhizni-i-smerti.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/a-v-makarov-tekst-vistupleniya.html
  • education.bystrickaya.ru/2-lot-2-postavka-analizatora-okisi-ugleroda-vidihaemogo-vozduha-s-opredeleniem-karboksigemoglobina-micro-co-ili-ekvivalent.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zadachami-funkciyami-grazhdanskoe-pravo-kak-otrasl-prava-ponyatie-predmet-metod-principi-funkcii-otgranichenie.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/zashita-poverhnosti-p-n-perehodov-silanirovaniem-referat-po-discipline-tehnologicheskie-processi-mikroelektroniki.html
  • teacher.bystrickaya.ru/formirovanie-proizvodstvennoj-programmi-na-predpriyatiyah-slokalnimi-vertikalno-integrirovannimi-proizvodstvami-mineralnih-kalijnih-udobrenij-stranica-2.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/polozhenie-rajona-v-strukture-poseleniya-9.html
  • znanie.bystrickaya.ru/a-stylistic-device-uchebno-metodicheskij-kompleks-kazan-2009-udk-bbk-k-rekomendovano-k-izdaniyu-uchebno-metodicheskim.html
  • pisat.bystrickaya.ru/tema-3-analiz-resheniya-tekstovih-zadach-40-ch-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-municipalnogo-byudzhetnogo-obsheobrazovatelnogo.html
  • pisat.bystrickaya.ru/tretya-kniga-stranica-12.html
  • desk.bystrickaya.ru/osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-mou-sosh-6-g-serdobska-osnovnogo-obshego-obrazovaniya-poyasnitelnaya-zapiska.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/argument-for-keeping-repeat-offenders-in-jail.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/zadachi-generalnogo-plana-generalnij-plan-parfenevskogo-selskogo-poseleniya-parfenevskogo-municipalnogo-rajona.html
  • znanie.bystrickaya.ru/42-soderzhanie-razdelov-disciplini-programma-disciplini-filosofiya-gse-f-10-specialnost-fizika-032200-05023-65.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/skazka-pervaya.html
  • lecture.bystrickaya.ru/7-strategiya-ubezhdeniya-kanal-vospriyatiya-predislovie.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tema-sila-arhimeda-7-klass.html
  • institute.bystrickaya.ru/glava-8-efirnie-masla-v-sanatorno-klimaticheskom-lechenii-v-v-nikolaevskij-glava-fizicheskaya-harakteristika-efirnih-masel.html
  • student.bystrickaya.ru/2obshie-svedeniya-o-sisteme-menedzhmenta-kachestva-razrabotka-sistemi-menedzhmenta-kachestva.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/ob-obrazovanii-lic-s-ogranichennimi-vozmozhnostyami-zdorovya.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.