Дисперсные системы: получение и свойства. Часть 2

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Дисперсные системы: получение и свойства. Часть 2

Содержание

2. Устойчивость дисперсных систем Под устойчивостью дисперсных систем понимают постоянство во времени степени дисперсности и распределения частиц
3. Седиментационная устойчивость – это способность системы противостоять осаждению частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести. Этот
4. Агрегативная устойчивость – это способность системы противостоять укрупнению частиц дисперсной фазы. Укрупнение частиц в дисперсной системе
5. С точки зрения термодинамики это объясняется тем, что система стремится к минимуму свободной поверхностной энергии. Зависимость
6. Коагуляция Укрупнение частиц дисперсной фазы за счет слипания называется коагуляцией (если частицы твердые) или коалесценцией (если
7. − механическим воздействием (встряхивание, перемешивание раствора, увеличение концентрации); − изменением температуры (повышение температуры приводит к коагуляции
8. Были установлены следующие закономерности коагуляции электролитами: Коагулирующим действием обладают только те ионы, которые несут заряд, противоположный
9. 3. Чем выше заряд иона, тем сильнее его коагулирующее действие (правило Шульце–Гарди). Пороги коагуляции электролитами, содержащими
10. Взаимная коагуляция золей Взаимная коагуляция наблюдается при смешении золей с разноименно заряженными частицами, которые притягиваются друг
13. Строение коллоидной мицеллы Химические конденсационные методы основаны на выполнении различных реакций, в результате которых из пересыщенного
14. Рисунок - Строение мицеллы йодида серебра: а – отрицательно заряженная колодная частица; б – положительно заряженная
15. В центре мицеллы находится кристаллическое тело 1, называемое агрегатом. На агрегате адсорбируются ионы 2, способные достраивать
16. Ядро создает вокруг себя электрическое поле, под действием которого к нему из раствора притягиваются противоионы, образующие
17. Электрический заряд коллоидной частицы равен алгебраической сумме электрических зарядов потенциалопределяющих ионов и противоионов адсорбционного слоя. Таким
18. Противоионы диффузионного слоя мицеллы, относительно свободно перемещаются в объеме дисперсионной среды и сольватированы молекулами вещества этой
19. Формула мицеллы AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3.
21. Электрокинетические свойства дисперсных систем 1. Электрофорез 2. Электроосмос
23. AgNO3(изб.) + NH4Br = AgNO3 + NH4Br (изб.) = CuCl2 + H2S(изб.) = CuCl2(изб.) + H2S
24. Электрокинетические свойства дисперсных систем: электрофорез, электроосмос и их применение (самостоятельно)
25. Оптические свойства коллоидных систем. Дифракционное рассеяние света. Опалесценция. Конус Тиндаля. Оптические методы исследования дисперсных систем
26. Оптические свойства коллоидных растворов Для коллоидных растворов диаметр частиц примерно равен длине волны падающего света. В
27. отражение света поверхностью частиц если а > λ 380- 450 620- 760 нм 450- 480 480-
28. прохождение света через систему если а (менее 10 нм = низкомолекулярные растворы = дисперсионная среда, малая
29. поглощение света Частицы могут абсорбировать (поглощать) или весь падающий свет или его часть. Воспринимается оставшаяся часть
30. рассеяние света - изменение направления световой волны если а ≈ λ . высоко- и среднедисперсные системы
31. В высоко- и среднедисперсной системе падающий свет распределяется на три части: поглощенный, рассеянный и прошедший Падающий
32. Характерные проявления оптических свойств дисперсных систем опалесценция, эффект Тиндаля, окраска окраска определяется рассеянием света (если нет
33. Опалесценция переливчатое свечение, наблюдается при боковом освещении. Связано с рассеянием света
34. Визуально наблюдают опалесценцию, т.е. окраска коллоидных растворов в рассеянном свете (при рассмотрении сбоку) и в проходящем
35. Эффект Тиндаля John Tyndall При освещении коллоидного раствора сбоку пучком света наблюдается яркий светящийся след —
36. Эффект Тиндаля в воздушной среде
37. Измеряя Iрас можно экспериментально определить концентрацию C или их размер d Нефелометрия . Приборы, применяемые для
38. Оптические методы исследования дисперсных систем Оптический микроскоп Разрешающая способность (различимое расстояние между точками) : λ —
39. Ультрамикроскоп Каждая частица отмечается наблюдателем как светящееся пятнышко на темном фоне На высокодисперсную систему сбоку направляют
40. Электронный микроскоп (теоретически) на практике 0,2-0,3 нм Длина волны электрона 5 ∙ 10-11м. Ход лучей в
41. Просвечивающие электронные микроскопы
42. Сканирующий электронный микроскоп Принцип работы : сканирование поверхности образца электронным пучком, анализ отраженных от поверхности частиц
44. Скачать презентацию

Слайд 2

Устойчивость дисперсных систем
Под устойчивостью дисперсных систем понимают постоянство во времени степени

дисперсности и распределения частиц по размерам, а также равномерное распределение частиц по объему дисперсионной среды. Внешне это проявляется в способности сохранять свой внешний вид, окраску, прозрачность, «однородность». Различают два вида устойчивости дисперсных систем – седиментационную и агрегативную.

Слайд 3

Седиментационная устойчивость – это способность системы противостоять осаждению частиц дисперсной фазы

под действием силы тяжести. Этот вид устойчивости определяется соотношением сил тяжести и диффузии в системе.
Седиментационная устойчивость зависит в первую очередь от размера частиц. Грубодисперсные системы являются седиментационно неустойчивыми, так как в них силы тяжести преобладают над силами диффузии. Для коллоидных систем характерно равномерное распределение частиц по всему объему дисперсионной среды длительное время, так как в них силы диффузии преобладают над силами тяжести.

Слайд 4

Агрегативная устойчивость – это способность системы противостоять укрупнению частиц дисперсной фазы.

Укрупнение частиц в дисперсной системе приводит к нарушению седиментационной устойчивости и к выпадению осадка или расслаиванию системы. Большинство как грубодисперсных, так и коллоидных систем являются агрегативно неустойчивыми.

Слайд 5

С точки зрения термодинамики это объясняется тем, что система стремится к

минимуму свободной поверхностной энергии. Зависимость свободной поверхностной энергии G от площади поверхности частиц s определяется выражением: G = s∙σ
Поэтому для снижения G в дисперсных системах происходят явления, направленные на уменьшение поверхности частиц s, т. е. происходит их слипание.

Слайд 6

Коагуляция
Укрупнение частиц дисперсной фазы за счет слипания называется коагуляцией (если частицы

твердые) или коалесценцией (если частицы жидкие или газообразные).
Внешне этот процесс сопровождается помутнением или изменением окраски системы.

Слайд 7

− механическим воздействием (встряхивание, перемешивание раствора, увеличение концентрации);
− изменением температуры (повышение

температуры приводит к коагуляции лиофильных золей, а понижение – лиофобных золей);
− пропусканием электрического тока (электрофорез или электроосмос);
− добавлением другого коллоидного раствора с другими противоионами (нейтрализация);
− добавление электролита.

Коагуляцию вызывают следующими факторами:

Но наиболее эффективным фактором является действие электролитов.

Слайд 8

Были установлены следующие закономерности коагуляции электролитами:
Коагулирующим действием обладают только те ионы,

которые несут заряд, противоположный по знаку заряду коллоидной частицы.
Любой электролит может вызвать коагуляцию в системе, если его концентрация превысит некоторый минимум, называемый порогом коагуляции.
Порог коагуляции (γ) – это минимальное количество электролита, необходимое для начала явной и быстрой коагуляции.

Слайд 9

3. Чем выше заряд иона, тем сильнее его коагулирующее действие (правило

Шульце–Гарди). Пороги коагуляции электролитами, содержащими одно-, двух- и трехзарядные ионы, связаны соотношением:
γ1 : γ2 : γ3 = 1 : 0,016 : 0,0013
Или: коагулирующая способность изменяется в соответствии 6-ой степени заряда ионов: 16:26:36 = 1:64:729.
4. У ионов одинакового заряда порог коагуляции снижается с увеличением радиуса иона.

Слайд 10

Взаимная коагуляция золей
Взаимная коагуляция наблюдается при смешении золей с разноименно заряженными

частицами, которые притягиваются друг к другу с образованием агрегатов. Наиболее полно она наблюдается тогда, когда заряды частиц приблизительно равны.

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Строение коллоидной мицеллы
Химические конденсационные методы основаны на выполнении различных реакций,

в результате которых из пересыщенного раствора осаждается нерастворенное вещество.

Рассмотрим образование золя и строение мицеллы на примере йодида серебра. Реакция протекает в соответствии со схемой:

AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3.

Мицелла – это частица, состоящая из микрокристалла дисперсной фазы, окруженного ионами (молекулами), сольватированными из дисперсионной среды.

Слайд 14

Рисунок - Строение мицеллы йодида серебра:
а – отрицательно заряженная колодная

частица;
б – положительно заряженная коллоидная частица

AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3.

Слайд 15

В центре мицеллы находится кристаллическое тело 1, называемое агрегатом.
На агрегате

адсорбируются ионы 2, способные достраивать его кристаллическую решетку (согласно правилу Пескова-Фаянса). Эти ионы сообщают агрегату электрический заряд и называются потенциалопределяющими.

AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3.

Агрегат + потенциалопределяющие ионы = ядро мицеллы.
Заряд ядра мицеллы равен сумме электрических зарядов потенциалопределяющих ионов.

Слайд 16

Ядро создает вокруг себя электрическое поле, под действием которого к нему

из раствора притягиваются противоионы, образующие вокруг ядра диффузионный слой 4 и частично входящие в состав адсорбционного слоя 3.

Ядро совместно с адсорбционным слоем противоионов называется коллоидной частицей.

Слайд 17

Электрический заряд коллоидной частицы равен алгебраической сумме электрических зарядов потенциалопределяющих ионов

и противоионов адсорбционного слоя.
Таким образом, знак заряда коллоидной частицы соответствует знаку электрических зарядов потенциалопределяющих ионов.

Слайд 18

Противоионы диффузионного слоя мицеллы, относительно свободно перемещаются в объеме дисперсионной среды

и сольватированы молекулами вещества этой среды.
Частица совместно с диффузионным слоем противоионов составляет мицеллу.
Суммарный заря мицеллы равен нулю.

Слайд 19

Формула мицеллы
AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3.

Слайд 20

Слайд 21

Электрокинетические свойства дисперсных систем
1. Электрофорез
2. Электроосмос

Слайд 22

Слайд 23

AgNO3(изб.) + NH4Br =
AgNO3 + NH4Br (изб.) =
CuCl2 + H2S(изб.) =
CuCl2(изб.)

+ H2S =

Коллоидная частица, обладающая положительным зарядом, образуется в реакциях, схемы которых имеют вид:

Слайд 24

Электрокинетические свойства дисперсных систем: электрофорез, электроосмос и их применение (самостоятельно)

Слайд 25

Оптические свойства коллоидных систем. Дифракционное рассеяние света. Опалесценция. Конус Тиндаля. Оптические

методы исследования дисперсных систем

Слайд 26

Оптические свойства коллоидных растворов
Для коллоидных растворов диаметр частиц примерно равен

длине волны падающего света.

В этом случае преобладает дифракционное рассеяние света, так как каждая коллоидная частица становится вторичным источником света.

Слайд 27

отражение света поверхностью частиц
если а > λ
380-
450
620-
760 нм
450-
480
480-
500
500-
560
560-
590
590-
620
λ
т.е. если

а > 760 нм
грубодисперсные системы

Слайд 28

прохождение света через систему
если а << λ
(менее 10 нм = низкомолекулярные растворы

= дисперсионная среда,
малая концентрация частиц дисперсной фазы)

Слайд 29

поглощение света
Частицы могут абсорбировать (поглощать) или весь падающий свет или его

часть. Воспринимается оставшаяся часть спектра.

• Объект кажется красным, когда поглощено зеленые и синее излучение.

Слайд 30

рассеяние света - изменение направления световой волны если а ≈ λ . высоко-

и среднедисперсные системы

Оптические свойства коллоидных систем отличаются
как от свойств грубодисперсных систем,
таки от свойств истинных растворов низкомолекулярных веществ.
Отличия связаны с рассеянием света

Слайд 31

В высоко- и среднедисперсной системе падающий свет распределяется на три части:

поглощенный, рассеянный и прошедший

Падающий
I0

Поглощенный Iпогл

Прошедший
Iпр

Рассеянный
Iрас
(I – интенсивность светового потока )

золь

Слайд 32

Характерные проявления оптических свойств дисперсных систем
опалесценция,
эффект Тиндаля,
окраска
окраска определяется

рассеянием света (если нет поглощения света )
поглощением (адсорбцией) света.

Слайд 33

Опалесценция
переливчатое свечение,
наблюдается при боковом освещении.
Связано с рассеянием света

Слайд 34

Визуально наблюдают опалесценцию, т.е. окраска коллоидных растворов в рассеянном свете

(при рассмотрении сбоку) и в проходящем свете неодинакова.
Конус Тиндаля при рассмотрении сбоку имеет голубой оттенок, на просвет – красный.

Слайд 35

Эффект Тиндаля
John Tyndall
При освещении коллоидного раствора сбоку пучком света

наблюдается яркий светящийся след — конус Тиндаля, или эффект Тиндаля).

в случае низкомолекулярного раствора жидкость кажется оптически пустой

Эффект связан с рассеянием света

Слайд 36

Эффект Тиндаля в воздушной среде

Слайд 37

Измеряя Iрас можно экспериментально определить концентрацию C
или их размер d

Нефелометрия .
Приборы, применяемые для измерения интенсивности рассеянного света Iрас — нефелометры.

Нефелометрия
– метод, используемый для изучения дисперсных систем по интенсивности рассеянного света, которая прямо пропорциональна частичной концентрации коллоидных частиц.

Слайд 38

Оптические методы исследования дисперсных систем Оптический микроскоп
Разрешающая способность (различимое расстояние между

точками) :
λ — длина волны;
n — показатель преломления среды;
α — угол между крайними лучами, попадающими в объектив.
А = n sin(α/2) - числовая апертура объектива. А≈1-1.5
S> 100 нм - среднедисперсные системы

Слайд 39

Ультрамикроскоп
Каждая частица отмечается наблюдателем как светящееся пятнышко на темном фоне
На высокодисперсную

систему сбоку направляют с луч света и с помощью обычного микроскопа наблюдают рассеянный отдельными частицами свет

Слайд 40

Электронный микроскоп
(теоретически)
на практике 0,2-0,3 нм
Длина волны электрона 5 ∙ 10-11м.
Ход лучей в

целом такой же, как в обычном микроскопе,
а роль оптических стеклянных или кварцевых линз в нем выполняют электромагниты. Получаемое изображение фиксируется на экране.

Слайд 41

Просвечивающие электронные микроскопы

Слайд 42

Сканирующий электронный микроскоп
Принцип работы :
сканирование поверхности образца электронным пучком,
анализ отраженных

от поверхности частиц и возникающего излучения

трехмерный эффект воспроизведения рельефа образца

Дисперсные системы: получение и свойства. Часть 2

Содержание

Устойчивость дисперсных систем Под устойчивостью дисперсных систем понимают постоянство во времени степени

Седиментационная устойчивость – это способность системы противостоять осаждению частиц дисперсной фазы

Агрегативная устойчивость – это способность системы противостоять укрупнению частиц дисперсной фазы.

С точки зрения термодинамики это объясняется тем, что система стремится к

Коагуляция Укрупнение частиц дисперсной фазы за счет слипания называется коагуляцией (если частицы

− механическим воздействием (встряхивание, перемешивание раствора, увеличение концентрации);− изменением температуры (повышение

Были установлены следующие закономерности коагуляции электролитами:Коагулирующим действием обладают только те ионы,

3. Чем выше заряд иона, тем сильнее его коагулирующее действие (правило

Взаимная коагуляция золейВзаимная коагуляция наблюдается при смешении золей с разноименно заряженными

Строение коллоидной мицеллы Химические конденсационные методы основаны на выполнении различных реакций,

Рисунок - Строение мицеллы йодида серебра: а – отрицательно заряженная колодная

В центре мицеллы находится кристаллическое тело 1, называемое агрегатом. На агрегате

Ядро создает вокруг себя электрическое поле, под действием которого к нему

Электрический заряд коллоидной частицы равен алгебраической сумме электрических зарядов потенциалопределяющих ионов

Противоионы диффузионного слоя мицеллы, относительно свободно перемещаются в объеме дисперсионной среды

Формула мицеллыAgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3.

Электрокинетические свойства дисперсных систем 1. Электрофорез 2. Электроосмос

AgNO3(изб.) + NH4Br =AgNO3 + NH4Br (изб.) =CuCl2 + H2S(изб.) =CuCl2(изб.)

Электрокинетические свойства дисперсных систем: электрофорез, электроосмос и их применение (самостоятельно)

Оптические свойства коллоидных систем. Дифракционное рассеяние света. Опалесценция. Конус Тиндаля. Оптические

Оптические свойства коллоидных растворов Для коллоидных растворов диаметр частиц примерно равен

отражение света поверхностью частиц если а > λ 380-450620-760 нм450-480480-500500-560560-590590-620 λ т.е. если

прохождение света через системуесли а << λ (менее 10 нм = низкомолекулярные растворы

поглощение света Частицы могут абсорбировать (поглощать) или весь падающий свет или его

рассеяние света - изменение направления световой волны если а ≈ λ . высоко-

В высоко- и среднедисперсной системе падающий свет распределяется на три части:

Характерные проявления оптических свойств дисперсных системопалесценция, эффект Тиндаля, окраска окраска определяется

Опалесценцияпереливчатое свечение, наблюдается при боковом освещении.Связано с рассеянием света

Визуально наблюдают опалесценцию, т.е. окраска коллоидных растворов в рассеянном свете

Эффект Тиндаля John TyndallПри освещении коллоидного раствора сбоку пучком света

Эффект Тиндаля в воздушной среде

Измеряя Iрас можно экспериментально определить концентрацию C или их размер d

Оптические методы исследования дисперсных систем Оптический микроскоп Разрешающая способность (различимое расстояние между

УльтрамикроскопКаждая частица отмечается наблюдателем как светящееся пятнышко на темном фонеНа высокодисперсную

Электронный микроскоп(теоретически)на практике 0,2-0,3 нмДлина волны электрона 5 ∙ 10-11м. Ход лучей в

Просвечивающие электронные микроскопы

Сканирующий электронный микроскопПринцип работы : сканирование поверхности образца электронным пучком,анализ отраженных

Похожие презентации

Устойчивость дисперсных систем
Под устойчивостью дисперсных систем понимают постоянство во времени степени

Коагуляция
Укрупнение частиц дисперсной фазы за счет слипания называется коагуляцией (если частицы

− механическим воздействием (встряхивание, перемешивание раствора, увеличение концентрации);
− изменением температуры (повышение

Были установлены следующие закономерности коагуляции электролитами:
Коагулирующим действием обладают только те ионы,

Взаимная коагуляция золей
Взаимная коагуляция наблюдается при смешении золей с разноименно заряженными

Строение коллоидной мицеллы
Химические конденсационные методы основаны на выполнении различных реакций,

Рисунок - Строение мицеллы йодида серебра:
а – отрицательно заряженная колодная

В центре мицеллы находится кристаллическое тело 1, называемое агрегатом.
На агрегате

Формула мицеллы
AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3.

Электрокинетические свойства дисперсных систем
1. Электрофорез
2. Электроосмос

AgNO3(изб.) + NH4Br =
AgNO3 + NH4Br (изб.) =
CuCl2 + H2S(изб.) =
CuCl2(изб.)

Оптические свойства коллоидных растворов
Для коллоидных растворов диаметр частиц примерно равен

отражение света поверхностью частиц
если а > λ
380-
450
620-
760 нм
450-
480
480-
500
500-
560
560-
590
590-
620
λ
т.е. если

прохождение света через систему
если а << λ
(менее 10 нм = низкомолекулярные растворы

поглощение света
Частицы могут абсорбировать (поглощать) или весь падающий свет или его

Характерные проявления оптических свойств дисперсных систем
опалесценция,
эффект Тиндаля,
окраска
окраска определяется

Опалесценция
переливчатое свечение,
наблюдается при боковом освещении.
Связано с рассеянием света

Эффект Тиндаля
John Tyndall
При освещении коллоидного раствора сбоку пучком света

Измеряя Iрас можно экспериментально определить концентрацию C
или их размер d

Оптические методы исследования дисперсных систем Оптический микроскоп
Разрешающая способность (различимое расстояние между

Ультрамикроскоп
Каждая частица отмечается наблюдателем как светящееся пятнышко на темном фоне
На высокодисперсную

Электронный микроскоп
(теоретически)
на практике 0,2-0,3 нм
Длина волны электрона 5 ∙ 10-11м.
Ход лучей в

Сканирующий электронный микроскоп
Принцип работы :
сканирование поверхности образца электронным пучком,
анализ отраженных