Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Молекулярно-кинетические явления

    Современная коллоидная химия включает следующие основные разде.ты 1) молекулярно-кинетические явления (броуновское движение, диффузия) в дисперсных системах гидродинамика дисперсных систем дисперсионный анализ 2) поверхностные явления адсорбция (термодинамика и кинетика), смачивание, адгезия, поверхностно-химические процессы в дисперсных системах строение и свойства поверхностных (адсорбционных) слоев 3) теория возникновения новой (дисперсной) фазы в метастабильной (пересыщенной) среде конденсационные методы образования дисперсных систем 4) теория устойчивости, коагуляции и стабилизации коллоидно-дисперсных систем строение частиц дисперсной фазы (мицелл) 5) физико-химическая механика дисперсных систем, включающая теорию механического диспергирования, явления адсорбционного понижения прочности твердых тел, реологию дисперсных систем образование и механические свойства пространственных структур в дисперсных системах 6) электрические и электрокинетические явления в дисперсных системах 7) оптические явления в дисперсных системах (коллоидная оптика)—светорассеяние, светопоглощение коллоидная химия фотографических процессов. [c.281]


    В свободнодисперсных системах частицы дисперсной фазы могут свободно перемещаться по всему объему дисперсионной среды. Это общее свойство позволяет оценивать некоторые происходящие в таких системах явления с общих позиций. В данном разделе рассматриваются в основном разбавленные системы, в которых движение частиц не осложнено их агрегацией. При этом условии для всех свободнодисперсных систем характерны общие закономерности седиментации, электрокинетических и молекулярно-кинетических свойств. Некоторые различия, не столько качественные, сколько количественные, имеют системы с жидкой и газообразной дисперсионными средами. Они в основном обусловлены меньшими вязкостью и плотностью газа по сравнению с жидкостью (для газа вязкость меньще в л 50 раз, а плотность в л 100 и более раз) и более сильным взаимодействием жидкости с дисперсной фазой (сольватация). Увеличение дисперсности и концентрации дисперсной фазы может приводить к существенным различиям в некоторых свойствах систем, что дает основание для их классификации по этим признакам. Свободнодисперсные системы делят на аэрозоли, порощки, лиозоли, суспензии, эмульсии и пены. [c.184]

    Количественное изучение явления седиментации дает возможность получить много весьма валяных сведений об изучаемом коллоиде, и прежде всего о размерах его частиц. Изучая седиментацию суспензии гуммигута, Перрен на основе молекулярно-кинетических представлений определил (1908—1910) число Авогадро /Уа. При этом были получены значения N к, близкие к полученным другими методами это явилось блестящим подтверждением универсальности молекулярно-кинетической теории и ее применимости к коллоидным растворам. [c.514]

    Молекулярно-кинетическая теория также позволяет делать предсказания относительно диффузии, вязкости и теплопроводности газов, т.е. так называемых транспортных свойств, проявляющихся в явлениях переноса. Каждое из этих явлений может условно рассматриваться как диффузия (перенос) некоторого. молекулярного свойства в направлении его градиента. При диффузии газа происходит перенос его массы от областей с высокими концентрациями к областям с низкими концентрациями, т.е. в направлении, обратном градиенту концентрации. Вязкость газов или жидкостей (иногда их обобщенно называют флюидами) обусловлена диффузией молекул из медленно движущихся слоев в быстро движущиеся слои флюида (и их торможением) и одновременной диффузией быстро движущихся молекул в медленно движущиеся слои (и их ускорением). При этом происходит перенос механического импульса в направлении, противоположном градиенту скорости движения флюида. Теплопроводность представляет собой результат проникновения молекул с большими скоростями беспорядочного движения в области с малыми скоростями беспорядочного движения молекул. Ее можно описывать как перенос кинетической энергии в направлении, противоположном градиенту температуры. Во всех трех случаях молекулярно-кинетическая теория позволяет установить коэффициент диффузии соответствующего свойства и дает наилучшие результаты при низких давлениях газа и высоких температурах. Именно эти условия лучше всего соответствуют возможности применения простого уравнения состояния идеального газа. [c.150]


    Молекулярно-кинетические, реологические и оптические свойства коллоидных систем. Физической и коллоидной химией изучаются такие явления, как седиментация коллоидных частиц, их движение, вязкость коллоидных растворов, рассеяние ими света и др., и разрабатываются совершенная технология и методы анализа мягких лекарственных форм, растворов высокомолекулярных веществ и т. д. [c.11]

    Основы молекулярно-кинетической теории газов, которая объяснила физический смысл газовых законов, были заложены еще в работах М. В. Ломоносова. В 1744—1748 гг. он разработал теорию атомно-молекулярного строения вещества, впервые обосновал кинетическую теорию теплоты и на основании этого объяснил многие неизвестные до него явления. В XIX в. молекулярно-кинетическая теория газов получила свое дальнейшее развитие в работах Клаузиуса, Максвелла и Больцмана. На новейшем ее этапе эта теория была в современном виде разработана Я. И. Френкелем. [c.19]

    Максвелл, Больцман и Гиббс установили связь второго начала термодинамики с молекулярно-кинетическими представлениями, что привело к статистическому толкованию второго закона. Именно статистический подход позволил вскрыть специфическую особенность тепловых явлений, определить их качественное своеобразие и характеризовать их необратимость. При таком подходе стали совершенно ясными пределы применимости второго закона термодинамики. [c.91]

    Флуктуация. В связи с броуновским движением и диффузией следует остановиться еще на одном молекулярно-кинетическом явлении—так называемой флуктуации, для наблюдения которой особенно удобны системы коллоидной степени дисперсности. [c.44]

    Изучение молекулярно-кинетических явлений важно по двум причинам. Одна из них— экспериментальная проверка основных положений молекулярно-кинетической теории. Коллоидные, системы в этом отношении являются прекрасным объектом исследования, так как с помощью ультрамикроскопа можно следить за движением отдельной частицы. Вторая причина — использование получаемых результатов для решения практических задач определения размеров и массы частиц и макромолекул, фракционирования систем и др. Рассмотрение молекулярно-кинетических свойств начнем с диффузии. [c.135]

    Молекулярно-кинетические явления [c.636]

    Если по оптическим и молекулярно-кинетическим свойствам суспензии и золи с твердой дисперсной фазой резко различны, то по агрегативной устойчивости они имеют много общего. Как правило, частицы суспензий, равно как и частицы лиофобных коллоидов, имеют на поверхности двойной электрический слой или сольватную оболочку. Электрокинетический потенциал частиц суспензий можно определить с помощью макро- или микроэлектрофореза, причем он имеет величину того же порядка, что и -потен-циал частиц типичных золей. Под влиянием электролитов суспензии коагулируют, т. е. их частицы слипаются, образуя агрегаты, В определенных условиях в суспензиях, так же как и в золях, образуются пространственные коагуляционные структуры, способные к синерезису. Явления тиксотропии и реопексии при соблюдении соответствующих условий проявляются у суспензий почти всегда в большей степени, чем у лиофобных коллоидных систем. [c.367]

    Высокодисперсные системы седиментационно-устойчивы и образуют коллоидные растворы - золи, часто представленные органическими высокомолекулярными соединениями, в том числе и слизями, образуемыми микроорганизмами. В них протекают молекулярно-кинетические явления в виде диффузии, осмоса, высока скорость химических реакций на поверхности частиц. Фактически средой обитания таких организмов является гель, образованный каркасом из слизи, внутри которого находятся клетки разных взаимосвязанных между собой видов организмов, образующих сообщество. Образующиеся агрегаты могут быть сопоставлены с коагулировавшими коллоидами и достигают размерности грубодисперсных частиц. Не следует ограничивать внимание органическими дисперсными системами - в среде обитания микроорганизмы сталкиваются с высокодисперсными минеральными системами глинистых минералов, гидроокислов, силикатов, способных образовывать устойчивые коллоидные растворы. [c.62]

    Название науки — физическая химия — отражает как историю возникновения ее на стыке двух наук — физики и химии, так и в значительно большей мере то, что она широко использует теоретические и экспериментальные методы физики при исследовании химических явлений. Два теоретических метода физики давно и широко используются при решении основных задач физической химии. Термодинамический метод применяется для решения проблемы направленности процессов химического и фазового равновесия. Метод молекулярно-кинетической теории — при определении свойств систем, состоящих из множества частиц, таких, как газы, кристаллы или растворы. [c.6]

    Характерная для физической химии особенность — применение теоретических явлений — отмечалось уже М. В. Ломоносовым, от которого ведет свое начало и само название науки Физическая химия . Соответствующий курс впервые был прочитан М. В. Ломоносовым для студентов в 1752—1753 гг. Им же написан и первый учебник по физической химии — истинной физической химии для учащейся молодежи . В физической химии Ломоносова были предвосхищены ее будущие успехи, которые стали возможны благодаря развитию теоретических методов физики в XIX в. Труды Карно, Майера, Джоуля, Гесса, Клаузиуса, Гиббса, Вант-Гоффа, Нернста в области термодинамики, Максвелла, Больцмана, Гиббса в области молекулярно-кинетической теории и статистической физики составили фундамент и физической химии. Большая заслуга в оформлении ее как учебной дисциплины впервые после М. В. Ломоносова принадлежит [c.7]


    Ассоциативные явления происходят и в газах при их рассмотрении с точки зрения молекулярно-кинетической теории газов и сил взаимодействия между молекулами, Наиболее ярко подобные явления выражены в газовых смесях при конденсации компонентов смеси или дальнейшем образовании в ней твердой фазы, происходящих в присутствии неконденсирующихся газов. При этом на процесс фазовых превращений дополнительно накладывается взаимодействие между молекулами пара и газа, приводящее к ассоциации, которая происходит тем интенсивнее, чем меньше кинетическая энергия сталкивающихся молекул, В этих условиях образование твердой фазы при конденсации приводит к тому, что отраженные от холодной поверхности молекулы газа сами выступают в виде ядер — центров сорбции и конденсации паров, а также переносчиками пара к поверхности, за счет чего процесс в определенных термобарических условиях может значительно интенсифицироваться, [c.100]

    Более полного разделения можно достичь, если на эффект, вызываемый многократным установлением фазовых равновесий, наложить действие кинетического фактора. В тех случаях, когда используются кинетические явления (например, при молекулярной дистилляции), через поверхность раздела фаз и лишь в одном направлении переносятся молекулы только одного вещества. Если разделение смеси производить в таких системах, в которых одна из фаз (подвижная) перемещается относительно другой (неподвижной), то улавливание и удаление молекул, покидающих поверхность раздела фаз, осуществляется благодаря постоянному перемещению [c.7]

    Молекулярно-кинетическая теория рассматривает коллоидные системы как частный случай истинных растворов дисперсную фазу — как растворенное вещество, дисперсионную среду — как растворитель. Это позволяет вполне удовлетворительно объяснить явления осмоса, диффузии,, седиментационного равновесия и другие неспецифические свойства коллоидов (т. е. свойства, не связанные с проявлением молекулярных взаимодействий на поверхности коллоидных частиц). [c.19]

    Резкое отличие суспензий от коллоидов проявляется в молекулярно-кинетических и оптических свойствах. Явления диффузии и осмоса не свойственны суспензиям, прохождение света через суспензии не вызывает опалесценции, а проявляется в виде мутности, так как световые лучи преломляются и отражаются частицами суспензии, а не рассеиваются. [c.452]

    Опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе, а также опыты, демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому обычно демонстрируемых в микро- и полумикроколичествах. Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-кинетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе диффузию, осмос, рост н растворение кристаллов, электролитическую диссоциацию, движение ионов или коллоидных частиц в растворах или газах под действием электрического поля, устойчивость и условия коагуляции дисперсных систем, выделение и растворение газов в жидкостях, кинетические явления в растворах, действие катализаторов, набухание, флотация, демонстрация окраски растворов и ее изменения под действием различных факторов, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ. [c.152]

    Осмос и осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Как было указано выше (см. 5.3), процесс диффузии частиц растворенного вещества в растворе является молекулярно-кинетическим условием образования раствора. С процессом диффузии связано явление осмоса. [c.74]

    Законы термодинамики, изложенные в разделе I, представляют собой основу для решения ряда практических задач. Они, однако, не раскрывают молекулярно-кинетическую природу физико-химических явлений. [c.116]

    Если частицы дисперсной фазы достаточно малы, то обнаруживается их участие в тепловом движении. Это обусловливает в дисперсных системах такие явления, свойственные молекулярным растворам, как диффузия и осмос. Область коллоидной химии, изучающая эти явления, стала уже классической. Она получила значительное теоретическое развитие в работах Эйнштейна и Смолуховского и послужила основой для формирования ряда разделов современной физики и физической химии теории флуктуаций, микроскопической теории диффузии. Вместе с тем экспериментальные исследования молекулярно-кинетических свойств дисперсных систем, проведенные Перреном, Сведбергом и другими учеными, подтвердили правильность представлений материалистического естествознания, лежащих в основе молекулярно-кинетической теории тем самым эти исследования содействовали выходу из философского кризиса в физике, возникшего на рубеже XIX и XX вв. Это обусловливает общенаучное, мировоззренческое значение теории молекулярно-кинетических свойств дисперсных систем. [c.140]

    Впервые явление адсорбции (на угле) было изучено в России Т. Е. Ловицем в 1789 г. В настоящее время имеется ряд уравнений, по которым можно рассчитать величину адсорбции Г, соответствующую различным равновесным концентрациям вещества, из фазы, в которой происходит поглощение. Одним из широко применяемых является уравнение Ленгмюра, который обобщил накопившиеся данные по теории адсорбции (1917—1919 г.), использовав молекулярно-кинетическую теорию (см. гл. IX), и связал количество адсорбированного вещества с равновесным давлением его в газовой фазе  [c.183]

    Разберем еще одно явление, связанное с молекулярно-кинетическими свойствами дисперсных систем. [c.28]

    Молекулярно-кинетический аспект сольватации. О. Я- Самойлов обосновал молекулярно-кинетическое представление о гидратации ионов. Явление гидратации трактуется им не как прочное связывание определенного числа молекул воды, а как действие ионов на тепловое движение ближайших к ним молекул раствора. Он различает два [c.274]

    В 1827 г. английский ботаник Роберт Броун, наблюдая в микроскоп за частицами пыльцы растений, взвешенными в воде, обнаружил, что они находятся в непрерывном движении. Чтобы проверить, не является ли это движение результатом жизнедеятельности клеток пыльцы, Броун провел подобные исследования с мельчайшими крупинками различных веществ (минеральных и органических) и обнаружил, что независимо от природы вещества при достаточно сильном измельчении всегда наблюдается хаотическое движение частиц. Теория этого явления, получившего название броуновского движения, была создана много позднее Эйнштейном и Смолуховским на основе общих молекулярно-кинетических представлений. [c.140]

    Рассматриваемый современной коллоидной химией диапазон дисперсностей очень широк. С одной стороны, это высокодисперсные системы с раз.мером частиц примерно от нескольких десятков ангстрем до долей микрона (т. е. вне разрешающей способности обычных оптических микроскопов) — в традиционном понимании коллоидно-дисперсные системы, для которых характерно активное участие частиц в броуновском движении, с вытекающими отсюда молекулярно-кинетическими явлениями (диффузия, осмос). Удельная межфазная повер5сность для таких систем может составлять десятки и сотни квадратных метров на один грамм дисперсной фазы. С другой стороны, это системы с частицами от микрона и крупнее, т. е. с удельной поверхностью 51-- м /г, которые можно условно назвать грубодисперсными, объединяя под этим понятием также очень широкий спектр, например от тонких порошков до щебня. [c.5]

    Оказалось, что частицы коллоидных растворов в данном ел чае ведут себя подобно ионам, и это обстоятельство привело мысли, что коллоидные растворы могут быть широко использс ваны как модели при изучении молекулярно-кинетически явлений. В 1908 г. Ж. Перрен произвел свой знаменитый опы седиментационного равновесия отфракционированных по ра мерам шариков гуммигута. На основании этого равновесия был рассчитана постоянная Авогадро. Опыт Ж. Перрена также весь ма наглядно продемонстрировал причины броуновского движе ния микроскопических частиц и доказал реальность молекуляр ного движения. [c.254]

    Термодинамическая теория ректификации пе занимается выяснением молекулярно-кинетического механизма рабочего процесса в KOTOHffe, ибо не исследует диффузионной природы и ки-нетичвс1 ой картины явления массопередачи при контактировании паров и фяегмы. Она изучает продельные условия нроцесса и устанавливает эталоны, сравнением с которыми можно получить объективно правильное суждение о работе практического аппарата и о степени его отклонения от наиболее совершенного в рассматриваемых условиях образца. [c.301]

    Отмеченная выше неопределенность геометрии колонки мешает применению чисто молекулярно-кинетической трактовки явлений, происходящих в колонке. Поэтому наибольшее распространение получили более формальные способы рассмотрения работы колонки (при упрощающем допущении о линейности изотермы распределения)—теория эквивалентных тарелок Мартина и диффузионно-массообменная теория Ван-Димтера, приближенно учитывающая эти факторы с помощью так называемых эффективных полуэмпирических и эмпирических констант. [c.575]

    Теория жидкого состояния значительно хуже разработана,, чем теория газообразного состояния, и это отчетливо сказывается на уровне теоретической интерпретации явлений химической кинетики в конденсированной фазе. Теория реакций в газовой фазе базируется иа двух следствиях молекулярно-кинетической теории — возможности расчета числа столкновений между реагирующими молекулами и применимости к реагирующей системе максвелл-больцмановского распределения. При переходе к реакциям в растворах приходится рассматривать третий объект — молекулы растворителя. При этом возможны два крайних случая 1) молекулы растворителя не входят в состав активного комплекса, и их взаимодействие с молекулами растворенного вещества сводится к столкновениям н ван-дер-ваальсовому взаимодействию 2) молекулы растворителя входят в состав активного комплекса и в той илн иной мере определяют кинетические свойства последнего. Взаимодействие второго типа, пожалуй, больше относится к каталитическим явлениям и будет рассмотрено ниже. Ограничиваясь первым случаем, рассмотрим, в какой мере методы кинетической теории применимы к реакциям в растворах. Можно лн для подсчета числа столкновений между реагирующими молекулами в растворах использовать газокинетическое уравнение Дать обоснованный ответ на этот вопрос трудно, и приходится ограничиваться критерием практической применимости расчета. Поскольку при изучении реакций в растворах удобно пользоваться значениями концентраций, выраженных в моль1л, газокинетическое выражение для константы скорости запишется в виде  [c.181]

    Изучение физико-химического процесса на любой установке (лабораторной, опытной, промышленной) представляет собой физическое моделирование, которое было основным методом исследования в течение длительного периода. Однако развитие науки показало, что не все процессы можно изучать на физических моделях. Например, крайне сложно осуществить физическое моделирование закона тяготения Ньютона Больцман долгие годы отстаивал свою молекулярно-кинетическую теорию, которая не признавалась крупнейшими авторитетами его времени на том основанпи, что поведение молекул не наглядно, их трудно физически моделировать. Выход был найден в аналогии (преимущественно математической) разных по физической сущности явлений природы . Например, законы Ньютона (притяжение тел) и Кулона (притяжение электростатических зарядов) описываются одинаковыми уравнениями. Используя аналогию физических явлений, создают модель, в которой осуществляют новый процесс, описываемый уравнениями такой же структуры, что и исходный. [c.12]

    Уравнения (1.76)—(1.79) могут служить основой для описания многих технологических процессов, протекающих в дисперсных средах, где имеют место явления тепло- и массообмена совместно с химическими превращениями. Эти уравнения, как и вся система уравнений (1.66), являются результатом фенсменологического подхода к описанию движения взаимопроникаюпщх континуумов. Коэффициенты переноса, входящие в эти уравнения, определяются либо экспериментально, либо, если это возможно, рассчитываются теоретически или полуэмпирически на основе молекулярно-кинетической теории газов и жидкостей. Таким образом, целесообразно комбинировать феноменологический и статистический подходы для описания процессов, протекающих в многофазных, многокомпонентных средах. [c.67]

    Для рассмотрения явлений адсорбции растворенного вещества на границе раствор — газ молекулярно-кинетические пр-едставле-ния, которыми мы широко пользовались в предыдущей главе, мало пригодны.. Здесь гораздо целесообразнее рассматривать явления с термодинамических позиций и связывать адсорбцию растворенного вещества с изменением свободной энергии поверхности или ее поверхностного натяжения. [c.114]

    Характерные механические, оптические н молекулярно-кинетические сюйства 227 2. Строение и образование коллоидных частиц 228 3. Электрокинетические явления 231 4. Коагуляция и лептизадия 233 5. Устойчивость коллоидных систем и их стабилизация 236 в. Способы получения коллоидных систем 238 [c.7]

    Молекулярно-кинетическое истолкование химических процессов можно встретить в трудах А. М. Бутлерова, А. Кекуле, Н. Н. Бекетова, Л. Мейера. В 1867 г. Л. Пфаундлер применил кинетическую теорию газов к явлениям химического равновесия и к объяснению диссоциации химических соединений. Он развил теорию одновременно совершающихся обратимых реакций как следствие непрерывных изменений состояния молекул . На основе молекулярно-кинетического учения ему удалось показать тесную связь между такими категориями химических равновесий, как процесс диссоциации и реакции двойного обмена. При рассмотрении многих физико-химических явлений и при выводе формул ученые использовали неверную гипотезу, что все молекулы идентичны со всех точек зрения. Между тем, чтобы глубже проникнуть в сущность механизма явления, оказалось необходимым ввести новое цонятие, которое позволило бы более точно и логично подойти к физико-химическому явлению. Эту новую мысль развили Р. Клаузиус, Д. К. Максвелл и Л. Больцман в своих трудах по статистической механике. Новое заключалось в том, что не все мо- [c.329]

    Так, в зазоре между двумя частицами, окруженными адсорб-ционно-сольватными слоями, происходит увеличение концентрации, а следовательно, возникает осмотическое расклинивающее давление. Молекулярно-кинетическая природа явления не ограничена ионноэлектростатической компонентой и придает ему универсальный характер. [c.261]

Смотреть страницы где упоминается термин Молекулярно-кинетические явления: [c.71]    [c.591]    [c.268]    [c.164]    [c.17]    [c.217]    [c.308]    [c.370]    [c.316]    [c.228]   
Смотреть главы в:

Новый справочник химика и технолога Электродные процессы Химическая кинетика и диффузия Коллоидная химия -> Молекулярно-кинетические явления



ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте