ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................... |
5 |
1. ПРЕДМЕТ КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ ......................................................... |
5 |
2. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ......... |
8 |
2.1. Общая характеристика поверхностной энергии ...................................... |
8 |
2.1.1. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение ........................... |
8 |
2.1.2. Полная поверхностная энергия............................................................ |
11 |
2.2. Адсорбция и поверхностное натяжение................................................. |
13 |
2.2.1. Адсорбция, основные определения ..................................................... |
13 |
2.2.2. Метод избыточных величин и адсорбционное уравнение Гиббса .... |
15 |
2.3. Адгезия, смачивание и растекание жидкостей ...................................... |
17 |
2.3.1. Работа адгезии и когезии. Уравнение Дюпре ..................................... |
17 |
2.3.2. Краевой угол. Уравнения Юнга и Дюпре-Юнга ................................ |
19 |
2.4. Дисперсность и термодинамические свойства тел ............................... |
24 |
2.4.1. Влияние дисперсности на внутреннее давление................................. |
24 |
2.4.2. Капиллярные явления. Уравнение Жюрена ........................................ |
26 |
2.4.3. Влияние дисперсности на термодинамическую реакционную |
|
способность .................................................................................................... |
29 |
2.5. Энергетика диспергирования и конденсации ........................................ |
32 |
3. АДСОРБЦИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.... |
34 |
3.1. Межмолекулярные взаимодействия при адсорбции ............................. |
34 |
3.2. Адсорбция на однородной поверхности ................................................ |
35 |
3.2.1. Закон Генри. Уравнение Ленгмюра..................................................... |
35 |
3.2.2. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ ........................................ |
38 |
3.3. Адсорбция на пористых материалах ..................................................... |
41 |
3.3.1. Теория капиллярной конденсации....................................................... |
41 |
3.3.2. Теория объёмного заполнения микропор Дубинина ......................... |
45 |
4. АДСОРБЦИЯ ИЗ РАСТВОРОВ ............................................................... |
47 |
4.1. Адсорбция поверхностно-активных веществ (ПАВ)............................. |
47 |
4.2. Адсорбционные плёнки, их характеристики ......................................... |
49 |
4.3. Ионообменная адсорбция ....................................................................... |
51 |
5. КИНЕТИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ |
|
СИСТЕМ........................................................................................................ |
53 |
3
5.1. Седиментация и седиментационный анализ .......................................... |
53 |
5.1.1. Седиментация в гравитационном и центробежном полях ................. |
53 |
5.1.2. Седиментационный анализ .................................................................. |
55 |
5.2. Броуновское движение. Закон Эйнштейна-Смолуховского ................. |
59 |
5.3. Седиментационно-диффузионное равновесие...................................... |
61 |
5.4. Оптические свойства дисперсных систем.............................................. |
64 |
6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЯХ .......................... |
67 |
6.1. Образование и строение двойного электрического слоя (ДЭС)… ....... |
67 |
6.2. Влияние электролитов на ДЭС. Перезарядка поверхности.................. |
71 |
6.3. Формулы ДЭС (строение мицелл)… ...................................................... |
73 |
6.4. Электрокинетические явления................................................................ |
75 |
7. АГРЕГАТИВНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ И КОАГУЛЯЦИЯ |
|
ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ............................................................................. |
79 |
7.1. Седиментационная и агрегативная устойчивость ................................. |
79 |
7.2. Лиофильные дисперсные системы ........................................................ |
82 |
7.2.1. Классификация и общая характеристика ПАВ .................................. |
82 |
7.2.2. Мицеллообразование в растворах ПАВ. Солюбилизация................. |
84 |
7.2.3. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ)… .............. |
87 |
7.3. Лиофобные дисперсные системы .......................................................... |
89 |
7.3.1. Факторы устойчивости лиофобных систем ........................................ |
89 |
7.3.2. Теория устойчивости и коагуляции лиофобных дисперсных |
|
систем (теория ДЛФО)…............................................................................... |
91 |
7.3.3. Быстрая коагуляция. Уравнение Смолуховского ............................... |
99 |
7.3.4. Электролитная коагуляция ................................................................ |
103 |
8. СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
|
ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ........................................................................... |
106 |
8.1. Механизм структурообразования в дисперсных системах ................. |
106 |
8.2. Моделирование реологических свойств ............................................. |
108 |
8.3. Классификация дисперсных систем по реологическим свойствам .... |
113 |
8.4. Реологические свойства агрегативно-устойчивых и |
|
структурированных систем......................................................................... |
116 |
ОТВЕТЫ ....................................................................................................... |
122 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее учебное пособие содержит тестовые вопросы и задачи по всем основным разделам курса коллоидной химии:
-термодинамике поверхностных явлений (адгезия, смачивание, адсорбция),
-энергетике диспергирования и конденсации, -кинетическим и оптическим свойствам дисперсных систем, -электрическим явлениям,
-агрегативной устойчивости и коагуляции дисперсных систем (лиофильные и лиофобные системы),
-структурообразованию и структурно-механическим свойствам дисперсных систем.
Ответы на все тестовые вопросы приведены в отдельной главе в конце пособия.
1.ПРЕДМЕТ КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ
1.Основные признаки объектов коллоидной химии:
А) дисперсность; Б) броуновское движение частиц; В) рассеяние света; Г) гетерогенность; Д) седиментация.
2.К числу поверхностных относятся явления, происходящие: А) внутри отдельной фазы; Б) в объёме истинного раствора; В) в газовой системе; Г) на границе раздела фаз.
3.Из перечисленных явлений не относится к поверхностным явлениям:
А) абсорбция; Б) адсорбция; В) адгезия; Г) смачивание.
4. Характерным признаком дисперсионной среды как составной части дисперсной системы является:
А) раздробленность; |
Б) неоднородность; |
|
|
|
|
В) |
сплошность; |
Г) агрегатное состояние. |
5
5.При увеличении размера частиц дисперсной фазы дисперсность: А) увеличивается; Б) уменьшается; В) не изменяется;
Г) изменяется различным образом в зависимости от природы частиц.
6.При увеличении удельной поверхности дисперсной фазы дисперсность: А) увеличивается; Б) уменьшается; В) не изменяется;
Г) изменяется различным образом в зависимости от природы частиц.
7.Дисперсная фаза состоит из сферических частиц с радиусом r . Дисперс-
ность D таких частиц равна: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
А) 1 ; |
Б) 2 ; |
|
1 ; |
Г) 4 . |
||||||||
В) |
||||||||||||
|
r |
|
|
r |
|
|
|
2r |
|
|
r |
|
8. Вид зависимости удельной поверхности sуд от дисперсности D:
А) sуд |
Б) |
sуд |
В) sуд |
Г) sуд |
D D D D
9. Вид зависимости удельной поверхности sуд от размера частиц а:
А) sуд |
Б) sуд |
В) |
sуд |
Г) sуд |
а |
а |
а |
а |
10. Эмульсия представляет собой дисперсную систему типа: А) Т/Ж; Б) Ж/Т; В) Ж/Ж; Г) Ж/Г.
(Т – твёрдая фаза; Ж – жидкая фаза; Г – газовая фаза).
6
11. Суспензия представляет собой дисперсную систему типа:
А) Т/Ж; Б) Ж/Т; В) Ж/Ж; Г) Ж/Г. (Т – твёрдая фаза; Ж – жидкая фаза; Г – газовая фаза).
12. Размер частиц золей (ультрамикрогетерогенных систем) лежит в пределах:
|
А) от 10–11 |
до 10–12 |
м; |
Б) от 10–8 |
до 10–10 |
м; |
|
В) от 10–7 |
до 10–5 м; |
|||
|
|
до 10–7 м; |
Д) от 10–5 |
до 10–3 |
|
|
Е) от 10–2 |
до 10–1 м. |
||||
|
Г) от |
10–9 |
м; |
|
||||||||
|
|
|
||||||||||
13. Размер частиц в микрогетерогенных системах лежит |
|
в пределах: |
||||||||||
|
А) от 10–11 |
до 10–12 |
|
Б) от 10–8 |
до 10–10 |
|
|
|
до 10–5 м; |
|||
|
м; |
м; |
|
В) |
от 10–7 |
|||||||
|
Г) от 10–9 |
до 10–7 м; |
Д) от 10–5 |
до 10–3 |
м; |
|
Е) от 10–2 |
до 10–1 м. |
||||
14.Лиозоли, согласно классификации дисперсных систем по размерам частиц дисперсной фазы, относят к:
А) микрогетерогенным системам; Б) ультрамикрогетерогенным системам; В) грубодисперсным системам.
15.Суспензии, согласно классификации дисперсных систем по размерам частиц дисперсной фазы, относят к:
А) грубодисперсным системам; Б) микрогетерогенным системам;
В) ультрамикрогетерогенным системам.
16.Для суспензий характерно:
А) участие частиц в броуновском движении; Б) седиментация частиц; В) низкое поверхностное натяжение; Г) высокая вязкость.
17. Из перечисленных явлений относятся к поверхностным явлениям: А) седиментация; Б) смачивание;
В) мицеллообразование; Г) абсорбция; Д) электрофорез; Е) адсорбция; Ж) адгезия;
7