Ответы на экзаменационные вопросы по химии. Версия №2

Вопрос 84

Дисперсные частицы,в том числе и коллоидные, могут быть образованы двумя способами:

путем дробления (диспергирования) более крупных частиц;

путем агрегации (конденсации) молекул и ионов истинных растворов.

Методы конденсации Вещество, находящееся в молекулярно-дисперсном состоянии, можно перевести в коллоидное состояние при замене одного растворителя другим – т.н. методом замены растворителя. В качестве примера можно привести получение золя канифоли, которая не растворяется в воде, но хорошо растворима в этаноле. При постепенном добавлении спиртового раствора канифоли к воде происходит резкое понижение растворимости канифоли, в результате чего образуется коллоидный раствор канифоли в воде. Аналогичным образом может быть получен гидрозоль серы.

Методы диспергирования.Для измельчения жидкостей и твердых тел необходимо совершить работу. Эта работа тем больше, чем меньше размер частиц дисперсной фазы. Энергия, расходуемая при диспергировании, идет на преодоление молекулярных сил притяжения и на увеличение межфазной поверхности

Для достижения требуемой степени дисперсности применяют механическое дробление, ультразвуковое, электрическое и химическое диспергирование.

Мицелла – сложное структурное образование, состоящее из агрегата, потенциалопределяющих ионов и противоионов.

Внутреннюю часть мицеллы составляет агрегат основного вещества. Как правило, агрегат состоит из большого числа молекул или атомов кристаллического или аморфного строения. Агрегат электронейтрален, но обладает большой адсорбционной способностью и способен адсорбировать на своей поверхности ионы из раствора

– потенциалопределяющие ионы (ПОИ).

При выборе потенциалопределяющих ионов пользуются эмпирическим правилом Фаянса – Панета – Пескова: «На твердой поверхности агрегата в первую очередь адсорбируются ионы, которые:

-входят в состав агрегата;

-способны достраивать кристаллическую решетку агрегата;

-образуют малорастворимое соединение с ионами агрегата;

-изоморфны с ионами агрегата».

Агрегат вместе с потенциалопределяющими ионами составляет ядро мицеллы. Ядро мицеллы, обладающее большим зарядом, притягивает ионы противоположного заряда

– противоионы (ПИ) из раствора.

Часть противоионов находится в непосредственной близости от ядра, прочно связана с ним за счет адсорбционных и электростатических сил, и образует плотную часть двойного электрического слоя (адсорбционный слой).

Ядро с противоионами плотной части двойного электрического слоя образуют гранулу или коллоидную частицу. Знак заряда коллоидной частицы определяется знаком заряда потенциалопределяющих ионов.

Коллоидную частицу (гранулу) окружают противоионы диффузного слоя – остальная часть противоионов, подвергающихся броуновскому движению и менее прочно связанная с ядром. В целом образуется мицелла. Мицелла в отличие от коллоидной частицы электронейтральн

85.Методы очищения коллоидных растворов.

Диализ-Основан на способности Молекул или Ионов малых размеров проходить через полупроницаемые плёнки или мембраны ,тогда как крупные частицы дисперсной фазы такой способностью не обладают. Полупроницаемые являются различные растительные животные искусственные мембраны. Их можно приготовить из пергамента ,бычьего, свиного, рыбьего пузыря , коллодия ,целлофана.Приборы в которых осуществляется Диализ называют диализаторами , состоит из вставленных друг друга стеклянных сосудов, дно или боковая стенка которого затянута мембраной.В этот сосуд помещают очищаемый гидрозоль,а в другой дистиллированную воду.

Электродиализ-Если в качестве низкомолекулярных примесей выступает электролиты скорость очистки можно существенно увеличить использование этого постоянный электрический ток,но с помощью него нельзя очистить золь от примесей неэлектролитов.

Ультрафильтрация-Является более универсальным методом очистки золей, когда удаления примесей осуществляется через фильтры или мембраны ,непроницаемыедля коллоидных частиц ,используют также для образования раствора концентрированных растворов из разбавленных.Для ускорения процесс проводят при перепаде давления по обе стороны фильтра.

Физико-химические принципы функционирования искусственной почки.

В основе работы аппарата «искусственная почка» лежит принцип диализа, удаление низкомолекулярных веществ из коллоидных растворов и различий в осмотическом давлении с обеих сторон полупроницаемой целлофановой мембраны. Ионы калия, натрий, кальций, хлора, молекула Мочевины, креатинина, аммиака и др. свободно проникают через поры целлофана. В то же время более крупные белки белка, форменные элементы крови и бактерии не могут преодолеть целогофанового барьера. Кровь от больного поступает по катетеру при помощи насоса в диализатор. Проходя между целлофановыми пластинами диализатора, кровь больного через целлофановую мембрану соприкасается с протекающим навстречу диализирующим раствором. После кровь по катетеру возвращается в венозную систему больного. Протекающая диализирующая жидкость содержит все основные ионы крови (К, Na * и др.), Глюкозу в концентрациях, которые обнаруживают в крови здорового человека.

86.Моллекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидно-дисперсных систем.

Броуновское движение–тепловое движение частиц дисперсной фазы. Столкнувшись с частицами дисперсной среды, частицы дисперсной фазы получают постоянно меняющийся импульс движения и движутся. Скорость броуновского движения коллоидных частиц зависит от их радиуса и вязкости дисперсионной среды. Более того, природа самой частицы не влияет на ее движение.

Диффузия - это самопроизвольный процесс выравнивания концентрации молекул растворенных веществ или частиц дисперсной фазы во всем объеме системы. Диффузия частиц в золях в сотни раз медленнее, чем в растворах из-за большего размера частиц и она

идет в направлении уменьшения концентрации, скорость прямо пропорциональна площади поверхности.

Осмос- диффузия дисперсионной чреды через полупроницаемую мембрану из раствора или золя с меньшей конц.в большую ,приводит к выравниванию концентрации. Опалесценция- рассеяние света частицами дисперсной фазы.При прохождении луча света

через коллоидный раствор наблюдается светящийся конус рассеянного света(эффект Тиндаля),а в истинных растворах луч света невидим.(В проходящем свете коллоидный раствор красноватый,а в боковом голубоватую)

87.Строение коллоидных частиц и мех-м образования ДЭС.Электрофорез ,электроосмос.

Мицелла-коллоидные частицы которые составляют дисперсную фазу раствора.Различают две составные части:внутреннюю-электронейтральна,агрегат,и внешняя-ионогенная из 2 слоев.

Агрегат-нерастворимое соединение

ДЭС-состоит из адсорбционного и диффузного слоя

Ионы адсорбционного– граничат со слоем жидкости и удерживаются на поверхности слоя (чаще ДЭС формируется этим путём)

Ионы диффузного слоя-связаны с ядром за счёт электростатических сил

Механизм образования ДЭС.

Электроосмос-движение жидкости относительно стенок твёрдых тел при наложении электрического поля

Электрофорез-движение твёрдых частиц под воздействием электрического поля (диагностика заболеваний).Метод введения лекарственных препаратов в организм человека.Так же определяет величину Е-потенциала ,а значит заряд эритроцитов и т.д.

Оба процесса происходят при прохождении тока через ткани организмов.

88.Устойчивость коллоидных растворов.Факторы влияющие на устойчивость лиозолей.