Лиофильные и лиофобные дисперсные системы

Содержание

Слайд 2

Лиофильные Лиофобные дисперсные системы

Лиофильные Лиофобные
дисперсные системы

Слайд 3

Лиофильные Лиофобные дисперсные системы

Лиофильные Лиофобные
дисперсные системы

Слайд 4

dFобр R

dFобр

R

Слайд 5

КРИТЕРИЙ РЕБИНДЕРА - ЩУКИНА (1) (2) (3) (4)

КРИТЕРИЙ РЕБИНДЕРА - ЩУКИНА

(1)

(2)

(3)

(4)

Слайд 6

(1) (5) (4) (3) (2)

(1)

(5)

(4)

(3)

(2)

Слайд 7

молекулярный раствор ПАВ в воде ассоциаты молекул ПАВ в воде надмолекулярная

молекулярный раствор
ПАВ в воде

ассоциаты молекул ПАВ
в воде

надмолекулярная форма
ПАВ в воде

– прямая мицелла ПАВ

Схема возникновения гидрофобных взаимодействий в водных растворах ПАВ

Причина гидрофобного взаимодействия – потеря энтропии молекул воды при образовании
кластерных структур (замороженной) воды, контактирующей с гидрофобными молекулами
(группами), которая не происходит при изоляции гидрофобных молекул (групп) на границе
раздела фаз, надмолекулярных структурах (мицеллах ПАВ) или отдельной масляной фазе.

«замороженная»
вода

«свободная»
вода

Слайд 8

Возможные пути, приводящие к изоляции гидрофобных молекул (групп) от воды (на

Возможные пути, приводящие к изоляции гидрофобных
молекул (групп) от воды (на

примере солей высших жирных
кислот – мыла)
Слайд 9

Схема разрушения эмульсии углеводорода в воде Изменение свободной энергии равно сумме

Схема разрушения эмульсии углеводорода в воде

Изменение свободной энергии равно сумме изменений

поверхностной энергии – σΔs
и ΔS «размороженной» воды.
Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Термодинамика мицеллобразования

Термодинамика мицеллобразования

Слайд 16

Слайд 17

СОЛЮБИЛИЗАЦИЯ Солюбилизация – способность мицелл аккумулировать внутри себя значительное количество веществ,

СОЛЮБИЛИЗАЦИЯ

Солюбилизация – способность мицелл аккумулировать внутри себя значительное количество веществ, которые

не растворяются в жидкой дисперсионной среде (коллоидное растворение).
Прямые мицеллы солюбилизируют неполярные вещества, а обратные мицеллы полярные вещества.
Солюбилизат – поглощенное мицеллами вещество
Слайд 18

МИКРОЭМУЛЬСИИ Микроэмульсиями называют самопроизвольно образующиеся (термодинамически устойчивые) многокомпонентные, ультрадисперсные (наноразмерные) системы,

МИКРОЭМУЛЬСИИ

Микроэмульсиями называют самопроизвольно образующиеся (термодинамически устойчивые) многокомпонентные, ультрадисперсные (наноразмерные) системы, в

которых дисперсная фаза и дисперсионная среда-взаимно несмешивающиеся жидкости (масло и вода). термодинамическая устойчивость обеспечивается ультранизким межфазным натяжением 10-3-10-5 мДж/м2.
Классификация микроэмульсий по Винзору:
W I – прямая микроэмульсия, находящаяся в равновесии с избытком масляной фазы.
W II – обратная микоэмульсия, находящаяся в равновесии с избытком водной фазы
W III – биконтинуальная микроэмульсия, находящаяся в равновесии с избытком масляной и водной фазы.
W IV – макроскопически однофазная микроэмульсия, которая в зависимости от условий получения может быть прямой, биконтинуальной или обратной

ж/к
фаза

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Для получения дисперсных систем необходимо решить задачи: Получить дисперсные частицы Распределить

Для получения дисперсных систем необходимо решить задачи:

Получить дисперсные частицы
Распределить дисперсные частицы

в дисперсионной среде до необходимой концентрации
Стабилизировать дисперсную систему, чтобы сохранить её структуру и свойства в течении длительного времени
Провести очистку дисперсных систем от различных примесей

Способы получения дисперсных частиц

Диспергационные
Конденсационные

Слайд 23

Диспергационные методы получения дисперсных систем Эти методы основаны на механических способах

Диспергационные методы получения дисперсных систем

Эти методы основаны на механических способах преодоления

межмолекулярных сил. Накопление свободной энергии в процессе диспергирования происходит за счет внешней механической работы, переходящей в свободную поверхностную энергию.
Диспергированием называют измельчение твердых или жидких тел. При этом очень сильно увеличивается дисперсность и образуется дисперсная система, обладающая развитой удельной поверхностью.
Диспергирование может происходить в результате процесса раздавливания, истирания, дробления. К диспергирующим устройствам относятся шаровые мельницы, стержневые мельницы, вальцы, краскотерки, коллоидные мельницы. При сухом помоле обычно получают частицы размером приблизительно 60 мкм. При мокром помоле получают частицы, по размеру близкие к коллоидным. Наибольшую степень диспергирования можно получить в коллоидных мельницах.
Слайд 24

Работу диспергирования можно разделить на две части: одна часть расходуется на объемное деформирование тела: Wдеф= KV

Работу диспергирования можно разделить на две части: одна часть расходуется на

объемное деформирование тела:
Wдеф= KV
Слайд 25

Макрогетерогенная система Дисперсная система Гомогенная система Принципиальные пути создания лиофобных дисперсных систем

Макрогетерогенная
система

Дисперсная
система

Гомогенная
система

Принципиальные пути создания лиофобных
дисперсных систем

Слайд 26

Макрогетерогенная система Дисперсная система Гомогенная система Принципиальные пути создания лиофобных дисперсных

Макрогетерогенная
система

Дисперсная
система

Гомогенная
система

Принципиальные пути создания лиофобных
дисперсных систем

«Полезная энергия» (σΔS)

получения лиофобных дисперсных систем путем измельчения макрогетерогенных составляет
5-15%
от общих энергетических затрат технологического процесса
Слайд 27

Макрогетерогенная система Дисперсная система Гомогенная система Гомогенная система Метастабильная гомогенная система

Макрогетерогенная
система

Дисперсная
система

Гомогенная
система

Гомогенная
система

Метастабильная
гомогенная
система

Образование
кластеров
новой фазы

Рост частиц


новой фазы

Образование
пространственной
стрктуры

Слайд 28

(1) (5) (4) (3) (2) Теория гомогенного механизма образования зародышей новой фазы

(1)

(5)

(4)

(3)

(2)

Теория гомогенного механизма образования
зародышей новой фазы

Слайд 29

Слайд 30

(1) (2) (3) Гетерогенный механизма образования зародышей новой фазы

(1)

(2)

(3)

Гетерогенный механизма образования зародышей новой фазы

Слайд 31

Определение геометрических параметров дисперсных частиц

Определение геометрических параметров дисперсных частиц

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Слайд 38

Слайд 39

Слайд 40

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Динамическое рассеивание света

Динамическое рассеивание света

Слайд 49