Решение задачи: Ответы на четные вопросы по Коллоидной химии

Ниже представлены краткие и структурированные ответы на четные вопросы из списка по дисциплине Коллоидная химия, подготовленные для записи в тетрадь. 2. Количественные характеристики дисперсных систем. Основными характеристиками являются: 1. Линейный размер частиц \( a \) (м) или радиус \( r \). 2. Дисперсность \( D \) — величина, обратная размеру частиц: \[ D = \frac{1}{a} \] 3. Удельная поверхность \( S_{уд} \) — отношение площади поверхности раздела фаз к объему или массе дисперсной фазы: \[ S_{уд} = \frac{S}{V} = \frac{k}{\rho \cdot a} \] где \( k \) — коэффициент формы (для шара \( k=6 \)). 4. Характеристики дисперсной фазы. Дисперсная фаза характеризуется: 1. Концентрацией (массовая, объемная или численная — количество частиц в единице объема). 2. Формой частиц (сферическая, цилиндрическая, пластинчатая). 3. Агрегатным состоянием (твердое, жидкое, газообразное). 4. Степенью однородности (монодисперсные системы — частицы одного размера, полидисперсные — разного). 6. Экспериментальные методы определения поверхностного натяжения. Методы делятся на: 1. Статические: метод поднятия жидкости в капилляре, метод лежачей капли. 2. Полустатические: метод отрыва кольца (Дю-Нуи), метод максимального давления пузырька (Ребиндера), метод взвешивания капли (сталагмометрический). Формула для метода капиллярного поднятия: \[ \sigma = \frac{1}{2} r \cdot h \cdot \rho \cdot g \] 8. ПАВ, ПИАВ и ПНАВ. Вещества по их влиянию на поверхностное натяжение воды \( \sigma \) делятся на: 1. Поверхностно-активные вещества (ПАВ): снижают \( \sigma \) (спирты, мыла). Имеют дифильное строение. 2. Поверхностно-инактивные вещества (ПИАВ): немного повышают \( \sigma \) (соли, щелочи, кислоты). Сильно гидратируются. 3. Поверхностно-неактивные вещества (ПНАВ): не изменяют \( \sigma \) (сахар). 10. Поверхностная активность. Правило Траубе-Дюкло. Поверхностная активность \( g \) — это способность вещества снижать поверхностное натяжение: \[ g = - \lim_{c \to 0} \frac{d\sigma}{dc} \] Правило Траубе-Дюкло: при удлинении углеводородной цепи ПАВ на одну группу \( CH_2 \) в гомологическом ряду, его поверхностная активность возрастает в 3–3,5 раза (при одинаковой температуре). 12. Количественные характеристики адсорбции. 1. Величина адсорбции \( \Gamma \) (Гамма) — избыток вещества в поверхностном слое на единицу площади (моль/м²). 2. Величина \( A \) — количество адсорбированного вещества на единицу массы адсорбента (моль/г): \[ A = \frac{(C_0 - C) \cdot V}{m} \] где \( C_0 \) и \( C \) — начальная и равновесная концентрации. 14. Уравнение адсорбции Фрейндлиха. Применяется для описания адсорбции на неоднородных поверхностях в области средних концентраций: \[ A = k \cdot C^n \] где \( k \) и \( n \) — эмпирические константы, зависящие от природы системы (\( n < 1 \)). 16. Молекулярная адсорбция. Особенности. Это адсорбция целых молекул из растворов неэлектролитов. Особенности: 1. Обусловлена силами Ван-дер-Ваальса (физическая адсорбция). 2. Зависит от природы растворителя: чем хуже растворитель смачивает адсорбент, тем лучше идет адсорбция. 3. Правило выравнивания полярностей (Ребиндера): адсорбция идет в сторону выравнивания полярностей фаз. 18. Ионно-обменная адсорбция. Особенности. Это процесс, при котором адсорбент и раствор обмениваются эквивалентными количествами одноименно заряженных ионов. Особенности: 1. Специфичность и избирательность. 2. Обратимость. 3. Протекает медленнее, чем молекулярная адсорбция. 4. Зависит от pH среды и заряда ионов (ионы с большим зарядом и меньшим радиусом гидратации обмениваются лучше).