Поверхностные явления. Коллоидные растворы

Коллоидная химия, являясь самостоятельным разделом физической химии, ставит своей задачей изучение свойств высокодисперсных, простирающихся до молекулярных размеров систем, обращая при этом внимание, с одной стороны, на выяснение роли поверхностных явлений на границе раздела фаз, с другой стороны — на изучение физико-химических свойств высокомолекулярных соединений как в твердом состоянии, так и в растворах. [c.329]

Объяснение этого явления может заключаться в том, что при малых скоростях фильтрации становится существенным силовое взаимодействие между твердым скелетом породы и фильтрующимся флюидом, которое может дать преобладающий вклад в фильтрационное сопротивление. При весьма малых скоростях потока сила вязкого трения пренебрежимо мала, тогда как сила межфазного взаимодействия остается при этом конечной величиной, поскольку она не зависит от скорости и определяется только свойствами контактирующих фаз. В результате такого взаимодействия нефть, содержащая поверхностно-активные компоненты, в присутствии пористого тела с развитой поверхностью образует устойчивые коллоидные растворы ( студнеобразные пленки, частично или полностью перекрывающие поры). Чтобы началось движение, нужно разрушить эту структуру, приложив некоторый перепад давления. 24 [c.24]

В течение последних лет опубликован ряд книг по коллоидной химии и теории поверхностных явлений. В них, однако, удивительно мало внимания уделено эмульсиям, и изложение этого важного предмета ведется элементарно, если не архаично. Например, многие детали процесса приготовления эмульсий в лабораторных масштабах оказываются невоспроизводимыми при производстве эмульсий, стабильных в течение сколько-нибудь длительного времени. Кроме того, обработка данных по вязкости эмульсий дает основания полагать, что после классической работы Эйнштейна о дисперсии сферических частиц в разбавленных растворах достижения в этой области весьма скромные, хотя прошло уже более полувека. [c.7]

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ [c.168]

Дисперсность — важнейший признак объектов коллоидной химии. Она придает новые свойства не только отдельным элементам дисперсной системы, но п всей дисперсной системе. С ростом дисперсности увеличивается роль поверхностных явлений в системе, т. е. более сильно проявляется специфика гетерогенных дисперсных (коллоидных) систем. Одиако ссли гетерогенность является универсальным признаком, так как любая многофазная система в принципе может быть объектом коллоидной хпмии (иаиример, ее межфазная поверхность), то одиа только дисперсность без гетерогенности не может определить принадлежность конкретного объекта к коллоидной химии. Например, истинные растворы представляют дисперсию растворенного вещества в растворителе, но коллоидной системой не являются. Н. П. Песков в том же учебнике пишет ...в понятии дисперсности не заключается ничего, что указывало бы на гомогенность или гетерогенность данной системы... и еще ...одна степень дисперсности не может считаться исчерпывающей характеристикой коллоидного состояния, одним из самых важных признаков коллоидности является многофазность системы, то есть существование в ней физических плоскостей раздела... . Эту плоскость раздела Н. П. Песков называл коллоидной поверхностью . [c.11]

Однако уже к тому времени были известны коллоидные системы, обладающие термодинамической устойчивостью, например, растворы мыл и других коллоидных ПАВ (мицеллярные растворы). Кроме того, ио мере исследования структуры полимеров и их растворов стала проявляться важная роль поверхностных явлений в их свойствах. Это вызвало необходимость обратиться к более четким понятиям гетерогенности и микрофазы. [c.311]

Сборник задач и упражнений по физической и коллоидной химии содержит 800 задач и упражнений, относящихся к следующим разделам данного курса газы и жидкости, первый и второй законы термодинамики, термохимия, фазовые равновесия и растворы, химическое равновесие, химическая кинетика, электрохимия, поверхностные явления, коллоидное состояние вещества, Каждый раздел включает параграфы, в которых кратко излагаются некоторые теоретические вопросы, приводятся формулы, необходимые для решения задач. В разобранных примерах даны методические указания для решения задач и выполнения упражнений. [c.2]

Коллоидная химия за последние годы приобретает все большее и большее значение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, в биологии и медицине, в быту многие ее разделы получили новое содержание, превратившись в значительной мере в науку о молекулярно-поверхностных явлениях в дисперсных системах, а также в физико-химию высокомолекулярных веществ и их растворов. [c.3]

В системах с очень развитой поверхностью раздела фаз большое значение имеют так называемые поверхностные явления, которые, как показали исследования, зависят от природы и величины поверхности. В свою очередь величина поверхности данного количества вещества находится в прямой зависимости от его степени раздробленности, т. е. степени дисперсности. Коллоидные растворы ОТНОСЯТСЯ к классу высокодисперсных систем и потому они обладают громадной суммарной поверхностью частиц дисперсной фазы. [c.197]

Коллоидная химия изучает физико-химические свойства гетерогенных высокодисперсных систем и высокомолекулярных соединений в твердом состоянии и в растворах. Коллоидная химия — важный самостоятельный раздел физической химии. Коллоидная химия уделяет особое внимание роли поверхностных явлений на границе раздела фаз, [c.275]

КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ [c.73]

В развитии указанных основных проблем современной науки и техники фундаментальное значение приобретают коллоидная химия и реология в тех основных формах, которые сложились под влиянием физико-химической механики и соответствующих областей практики. Большое значение коллоидной химии, т. е. учения о дисперсных системах и поверхностных явлениях, и реологии в развитии физикохимической механики связано с тем, что реальные твердые тела и отдельные кристаллы обладают своеобразной коллоидной структурой кроме того, образование твердых тел с характерными для них механическими свойствами зависит от процессов, изучаемых современной коллоидной химией и реологией в виде проблемы структурообразования в дисперсных системах (суспензиях) и в растворах высокомолекулярных соединений. Поэтому прежде чем рассматривать основные принципы и содержание физико-химической механики, необходимо вначале изложить те разделы коллоидной химии и реологии, с которыми непосредственно связана эта наука. [c.4]

В работах Каргина обращено внимание на роль сложных поверхностных адсорбционно-химических соединений в явлениях коагуляции. Положения теории, обоснованные на примере с коллоидным раствором АзгЗз, не оправдываются во многих других случаях. Более общий характер имеет новая теория коагуляции Дерягина. [c.117]

Физическая химия дисперсных систем и поверхностных явлений, называемая в силу традиции и краткости коллоидной химией, — одна из важнейших и самостоятельных физико-химических дисциплин. Представление о коллоидах как об особой группе веществ вошло в науку в середине XIX в. растворы этих веществ отличались от обычных рядом признаков, в частности тем, что растворенное вещество не проходило через мембраны с очень тонкими порами (пергамент, животный пузырь) и не обнаруживало заметной диффузии. Вначале считали, что эти признаки присущи соединениям, не способным кристаллизоваться из раствора (например, крахмал, клей, желатина), однако круг их постепенно расширялся, включая все новые и новые, в том числе многие кристаллические вещества. [c.5]

Рассмотрев содержание и форму понятия коллоидная химия, мы можем дать ее определение. Существует целый ряд различных формулировок однако наиболее удачным является определение Жукова, которое можно кратко выразить следующим образом коллоидная химия, будучи одной из важнейших физико-химических дисциплин, изучает свойства высокодисперсных гетерогенных систем на основе поверхностных явлений, а также физико-химические свойства высокомолекулярных соединений и их растворов [1. с. 12]. [c.16]

Пособие соответствует программе по физической и коллоидной химии для фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов медицинских институтов. Изложены основы химической термодинамики, теория растворов, фазовые равновесия, электрохимия, химическая кинетика, гомогенный и гетерогенный катализ, молекулярная спектроскопия, физикохимия поверхностных явлений, свойства коллоидных систем. аэ юзоли и порошки, суспензии и эмульсии, поверхностно-активные и высокомолекулярные вещества. Показано значение физической и коллоидной хнмии для фармации. [c.2]

Неодинаковость, неоднозначность молекул одного химического состава, связанная с существованием поверхностей раздела, предопределяет замечательное своеобразие свойств дисперсных систем, отличающихся как от молекулярных растворов, так и от крупных тел, где этой неодинаковости не обнаруживается. Увеличение удельной поверхности с ростом дисперсности и, следовательно, возрастание роли поверхностных явлений (происходящих в поверхностных слоях) — основа единства рассмотрения дисперсных систем и поверхностных явлений. Это единство и составляет содержание современной коллоидной химии, определяемой часто как физико-химия дисперсных систем и поверхностных явлений (П. А. Ребиндер). [c.10]

В гл. I, 24 мы познакомились с сорбцией и, в частности, с адсорбцией, с их ролью в гетерогенном катализе. Поверхностные явления, в частности адсорбция, играют большую роль в самых различных областях техники. Для нас важно знать, что адсорбция изменяет не только поверхностные, но и объемные свойства полупроводниковых материалов, влияет на работу выхода электронов с поверхности твердых тел. С адсорбцией и десорбцией приходится сталкиваться в процессах химического и электрохимического травления и полирования полупроводников и металлов, при очистке поверхности твердых тел от загрязнений и т. д. Адсорбция и связанные с ней изменения поверхностного натяжения и разности потенциалов на границе раздела фаз играют громадную роль в коллоидной химии и электрохимии. Адсорбция используется для очистки газов и жидкостей, для удаления остатка газов из вакуумных приборов, для поглощения ОВ (в противогазах), для извлечения ценных веществ из растворов и газов и из отходов различных производств с целью рекуперации, для разделения и анализа смесей (хроматография) и т. д. [c.168]

В первом разделе учебника изложены основы физической химии учение об агрегатном состоянии вещества, химическая термодинамика, учение о растворах, электрохимия и др. Во втором разделе описаны свойства различных дисперсных систем и поверхностные явления. С современных научных позиций изложены классификация дисперсных систем, свойства растворов коллоидных ПАВ и высокомолекулярных соединений. [c.2]

Курс физической и коллоидной химии изучается после курсов физики, математики, неорганической, аналитической и органической химии, поэтому в учебник не вошли или изложены весьма кратко некото-< рые разделы этих дисциплин. Так, конспективно написаны Агрегатные состояния вещества , Основы химической термодинамики , Фазовые равновесия и растворы . В то же время подробно изложен материал по химической кинетике, адсорбции и поверхностным явлениям, структурообразованию в дисперсных системах, микрогетерогенным системам, высокомолекулярным соединениям и их растворам, коллоидным поверхностно-активным веществам. Это обусловлено важностью указанных тем для понимания физико-химических и коллоидно-химических основ технологических процессов пищевой промышленности. Многие законы и положения физической и коллоидной химии иллюстрируются примерами из различных пищевых производств. [c.7]

Во втором издании учтены замечания и пожелания преподавателей физической и коллоидной химии техникумов пищевой промышленности, сделанные на читательской конференции в марте 1986 г. Введен дополнительный параграф Молекулярно-кинетическая теория газов , изменена последовательность изложения материала главы Поверхностные явления . С более современных позиций изложены классификация дисперсных систем, свойства растворов коллоидных поверхностно-активных веществ, растворов и студней высокомолекулярных соединений. Внесены некоторые изменения и уточнения и в другие главы учебника. Приведен ряд новых примеров из технологий пищевых производств и решений типовых задач. [c.8]

Условно книгу можно разделить на две части. В первой из них (гл. 1 —17, а также 24 и 29) изложены общие основы и законы химии и теоретические представления, на которых эта наука базируется. Подробно освещены вопросы строения вещества, свойства различных его агрегатных состояний и растворов, читатель знакомится с важнейшими типами химических реакций и классами веществ, излагаются основные представления химической термодинамики и кинетики, законы химического равновесия, начала электрохимии, ядерной химии, химии поверхностных явлений и коллоидных систем. [c.5]

К концу XIX в. в области физики и классической физической химии был выполнен ряд фундаментальных исследований, сыгравших позднее большую роль в развитии коллоидной химии. В их числе необходимо назвать труды Лапласа (1806, теория капиллярности), Гиббса (1878, правило фаз, теория поверхностных явлений), Рэлея (1871, теория рассеяния света), Эйнштейна (1905, теория броуновского движения, теория вязкости суспензий), Смолуховского (1906, теория броуновского движения) и др. Работы Перрена (1908) и Сведберга (1912) экспериментально обосновали молекулярное строение вещества и теорию Эйнштейна—Смолуховского, а при помощи ультрамикроскопа Зигмонди (1903) удалось непосредственно наблюдать мельчайшие частицы в коллоидных растворах. [c.9]

В более концентрированных растворах мыл все молекулы не могут разместиться в поверхностном слое и частично распределяются также и в объеме. В этом случае гидрофобность радикалов заставляет их складываться в пачки по многу единиц в каждой образуется коллоидный раствор, рассеивающий проходящий через него луч света (явление Тиндаля). Из таких коллоидных растворов поваренная соль высаливает твердое мыло. Поэтому для мытья в морской воде обычные мыла не пригодны и приходится употреблять иные поверхностно-активные вещества например, соли сульфокислот). [c.171]

Главная технологическая трудность в преодолении обоих недостатков состоит в принципиальной невозможности получить высокую степень гомогенности и дисперсности при раздельном изготовлении высокодисперсного порошка наполнителя с последующим механическим смешением с порошком фритты. Это связано с большой поверхностной энергией коллоидных частиц наполнителя, приводящей к агрегатированию, образованию рыхлых скоплений. Подобное явление наблюдается при изготовлении порошка сплава путем химического восстановления в объеме раствора. Агрегаты достигают размеров частиц фритты (2 мкм). [c.93]

Физико-химия полимеров в значительной степени под влиянием успехов современной коллоидной химии как физико-химии поверхностных явлений в дисперсных системах и физико-химической механики дисперсных структур сталкивается с необходимостью рассмотрения процессов, приводящих к возникновению межфазных границ, т. е. возникновению гетерогенности (двух- или много-фазности) в первоначально истинном растворе полимера при повышении его концентрации или при изменении температуры, например, при гелеобразовании, или в блочных полимерах при частичном образовании кристаллической дисперсной фазы, сосуществующей с аморфной средой. Возникновение так называемых надмолекулярных структур зачастую сводится к образованию частиц новых фаз, так что система, в которой эти процессы происходят, становится двухфазной, с явно выраженной поверхностью раздела. [c.262]

В 1950 г. состоялась Всесоюзная конференция по коллоидной химии, на которой большая часть докладов была посвящена проблеме структурно-механических свойств дисперсных систем. А. С. Колбанов-ская и П. А. Ребиндер определили мгновенный модуль упругости, модуль эластичности, истинную вязкость и вязкость эластичной деформации различных структур. Вместе с О. И. Лукьяновой они исследовали влияние добавок наполнителей и поверхностно-активных веществ на деформационные свойства растворов каучуков. Б, А, Догад-кин, М. И. Резниковский изучили роль межмолекулярных сил в механизме высокоэластичной деформации. Несколько работ по этому вопросу опубликовал Г. М. Бартенев. В 1950 г. Институт физической химии АН СССР выпустил сборник Новые методы физико-химических исследований поверхностных явлений , содержащий статью Б. В. Дерягина, П. А. Ребиндера Новые методы характеристики упруго-пластично-вязких свойств структурированных дисперсных систем и растворов высокополимеров . М. П. Воларович и М. Ф. Никитина исследовали вязкость дорожных битумов. Большое значение для развития физико-химической механики имел выход в свет статьи Н. В. Михайлова и П. А. Ребиндера Методы изучения структурно-механических свойств дисперсных систем . (Колл, ж., 1955, 17, 2, 105). [c.9]

Далее началось исследование ряда полимерных систем, являющихся типично коллоидными (дисперсии, латексы, наполненные полимеры, смеси полимеров и пр.). Все это дало возможность рассматривать полимеры как гетерогенные системы, характеризующиеся различными уровнями гетерогенности как в растворе, так и в блоке. Таким образом, начался и продолжается процесс сближения физической химии полимеров и коллоидной химии, если последнюю, следуя Ребиндеру [29], определить как раздел физической химии, в котором рассматриваются процессы образования и разрушения дисперсных систем, а также их характерные свойства, связанные в основном с поверхностными явлениями на границах раздела фаз в этих системах . [c.9]

С начала развития коллоидной химии связь молекул дисперсионной среды с частицами дисперсной фазы — сольватация или, в частности, гидратация — рассматривается как один из основных факторов агрегативной устойчивости. После того как выяснилось, что равновесные разбавленные растворы высокомолекулярных соединений представляют собой молекулярно-дисперсные системы, казалось, что классические гидрофильные коллоиды перестали быть предметом коллоидной химии и интерес к сольватации уменьшился. Однако в последние годы опять выявилось значение рассматриваемого фактора. На новом уровне развилась коллоидная химия высокомолекулярных соединений, занимающаяся поверхностными явлениями в полимерах. Доказано значение [c.147]

В последнее десятилетие, благодаря ряду принципиально новых достижений по изучению дисперсных систем, физико-химическая механика окончательно сформировалась как новая наука, объединяющая пути и методы молекулярной физики (физики твердого тела), механики материалов и физической химии, особенно современной коллоидной химии — физико-химии поверхностных явлений и дисперсных систем. Так, П. А. Ребиндером, Н. Н. Серб-Сербиной, В. А. Федотовой впервые получены полные реологические кривые стационарного течения в широком диапазоне скорости деформации для водных суспензий глин с учетом управляемости данного процесса. 3. И. Маркина исследовала механические свойства полуколлоидных растворов, влияние [c.9]

На первый взгляд кажется, что для дисперсных систем правило смесей должно хорошо оправдываться. Коллоидная частичка состоит из большего количества молекул или атомов, причем взаимодействие между ними не меняется при образовании дисперсной фазы, если не считать частичек, находящихся в поверхностном слое. Поэтому можно предположить, что вещество в дисперсном состоянии имеет ту же диэлектрическую постоянную, что и в недиспергированном, а дисперсионная среда — неизменную диэлектрическую постоянную, и в большинстве случаев концентрация дисперсной фазы невелика. И тем не менее правило смешения с применением уравнения Клаузиуса — Мо-сотти для дисперсных систем оправдывается почти всегда гораздо хуже, чем для истинных растворов. Это свидетельствует о том, что в коллоидных системах есть вторичные явления, влияющие на диэлектрическую постоянную, т. е. поверхностные явления. Вполне естественно предположить, что диэлектрические свойства коллоидного раствора, как и другие его свойства, зависят от взаимодействия поверхности дисперсной фазы с дисперсионной средой, а также от адсорбционных процессов в поверхности раздела. [c.106]

Дисперсное состояние вещества и поверхностные явления в дисперсных системах изучаются в разделе физической химии, выделившимся в самостоятельную область науки — коллоидную химию. Название коллоидная химия произошло от слова коИа "(греч.) — клей. Первыми объектами изучения колло- идной химии были растворы высокомолекулярных соединений — желатины, крахмала и др. Впоследствии название коллоидная химия было распрострач нено на гетерогенные дисперсные системы. Однако свойства растворов высокомолекулярных соединений, как систем переходных между гетерогенными дисперсными системами и истинными молекулярны- ми растворами, также изучаются в коллоидной хи-( мин. [c.153]

По мнению Б. Тиссо и Д. Вельте, первичная миграция углеводородов в виде мицеллярных растворов наиболее вероятна на глубинах 1,5-2 км. К такому заключению они приходят, исходя из того, что на этих глубинах раскрытость каналов еще позволяет мицеллам перемещаться по ним в водах отложений на этих глубинах еще достаточно много поверхностно-активных компонентов. При снижении количества поровых вод при погружении пород возможность образования мицеллярных растворов уменьшается. Мицеллярные коллоидные растворы подвержены соответствующим физико-химическим законам, в частности явлению коагуляции, которая происходит при смене характера среды, температуры, концентрации раствора и т.д. В какой-то степени коагуляция, возникновение хлопьев может, конечно, и затруднять первичную миграцию, но, вероятнее всего, образование хлопьев происходит на основной геохимической границе материнская порода-коллектор. Здесь чаще всего изменяется характер среды и возможно вьщеление углеводородов при смешении мицеллярных растворов с водами коллектора. При разрушении мицелл и вьще-лении углеводородов в воде образуется эмульсия. Т.П. Жузе отмечает, что мицеллярные растворы могли играть заметную роль для протекания первичной миграции в Западной Сибири, так как здесь подземные воды богаты поверхностно-активными веществами, в том числе карбоновыми кислотами. [c.208]

В сборнике обобщены достижения основных направлений коллоидной химии за последние годы. Книга составлена из оригинальных обзорных работ ведущих ученых, представляющих коллоидную химию в СССР, а также отдельные крупные зарубежные лаборатории. Наиболее полно освещены вопросы поверхностных явлений в дисперсных системах, строение и состав двойного слоя адсорбированных ионов и электрокинетические явления, физико-химия контактных взаимодействий и устойчивость дисперсных систем, структурообразование и физикохимическая механика, растворы поверхностно-активных веществ, свойства эмульсий и коллоидная химия полимеров. Наряду с фундаментальными вопросами коллоидной хивши представлены отдельные приложения. [c.2]

Возникли новые разделы коллоидной химии. Исследование элементарных актов взаимоде11Ствия коллоидных и микроскопических частиц, как основы процессов коагуляции и структурообразования дисперсных систем, привело к созданию физико-химии контактных (межфазных) взаимодействий, представляющей также интерес для исследования контакта макроскопических твердых тел. Учение о полуколлоидах превратилось в большой раздел коллоидной химии, посвященный свойствам растворов поверхностно-активных веществ и механизма их действия. Растворы высокомолекулярных веществ, которые еще недавно, казалось, полностью выходят за рамки коллоидной химии, составили в определенной своей части основу коллоидной химии полимеров. Разработка механизма эффекта Ребиндера и другие исследования влияния поверхностных явлений на прочность и механические свойства твердых тел и дисперсных структур развились в физико-химическую ме- [c.3]

В то же время эта теория, непрерывно развиваясь, и сейчас еще не достигла стадии завершения. Имеются факторы и явления, рассмотрение которых необходимо включить в рамки теории и в ее физико-химические основы. К ним в первую очередь относится теоретический расчет адсорбции ионов и ее влияние на строение двойного слоя, прежде всего на поверхностный потенциал. В последнее время этим вопросом занимались Мартынов и Муллер [4], предложившие новые методы его рассмотрения. Наряду с количественными подтверждениями следствий теории как на модельных опытах, так и на коллоидных растворах и суспензиях (например, закона 2 действия противоионов, выведенного Дерягиным и Ландау в 1941 г., изменения устойчивости золей вблизи потенциала нулевого заряда, связь коагулирующей концентрации с постоянной межмолекулярного взаимодействия Гамакера) были обнаружены и несоответствия ей. Наиболее важное из них обнаружилось при измерении скорости медленной коагуляции [5]. Мартынов и Муллер наметили пути предоления этой трудности. В их работе показано, что при достаточно высоких зарядах поверхности и низкой валентности противоионов коагуляция может пойти за счет вторичного минимума на потенциальной кривой взаимодействия, в резз льтате чего изменяются теоретические закономерности коагуляции. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология