Fysische colloïdale chemie is een wetenschap die de chemische en fysische eigenschappen van oppervlakteverschijnselen en verspreide systemen bestudeert.
definiëren
Physicolloïde chemie wordt geassocieerd met gedispergeerdsystemen. Onder hen is het gebruikelijk om dergelijke toestanden te begrijpen waarin een of meer stoffen zich in een verspreide (verbrijzelde) toestand bevinden door de massa van de tweede stof. De gefragmenteerde fase wordt de gedispergeerde fase genoemd. Een dispersiemedium is een medium waarin een gedispergeerde fase gefragmenteerd is.
Adsorptie- en oppervlakteverschijnselen
Fysische colloïdale chemie houdt rekening met oppervlakteverschijnselen die optreden op het grensvlak van verspreide systemen.
Onder hen merken we op:
- bevochtiging;
- oppervlaktespanning;
- adsorptie.
Fysicolloïde chemie-analyses belangrijktechnische processen gerelateerd aan afvalwater- en luchtzuivering, minerale verwerking, metaallassen, schilderen van verschillende oppervlakken, smering, oppervlaktereiniging.
Oppervlaktespanning
Organische en fysische colloïdale chemie verklarenverschijnselen die zich voordoen op de interface. Laten we een systeem analyseren dat bestaat uit gas en vloeistof. Het molecuul, dat zich in het systeem bevindt, wordt beïnvloed door de aantrekkingskracht van de zijkant van de dichtstbijzijnde moleculen. Op het molecuul, dat zich aan de oppervlakte bevindt, werken ook krachten, maar deze worden niet gecompenseerd.
De reden is dat in een gasvormige toestandde afstanden tussen moleculen zijn groot genoeg, de krachten zijn praktisch minimaal. Interne druk probeert diep in het vloeibare molecuul te trekken, met als resultaat compressie.
Om een nieuwe interface te maken, toAls u zich bijvoorbeeld in een film uitstrekt, is het noodzakelijk om tegen interne druk in te werken. Er is een directe relatie tussen de verbruikte energie en interne druk. De energie die geconcentreerd is in de moleculen die zich op het oppervlak bevinden, wordt als vrije oppervlakte-energie beschouwd.
Grondbeginselen van de thermodynamica
De belangrijkste taken van fysische colloïdchemie omvatten berekening door middel van thermodynamische vergelijkingen. Afhankelijk van de reactie die wordt overwogen, is het mogelijk om de mogelijkheid van een spontaan optreden ervan te bepalen.
Door de instabiliteit van thermodynamische systemen treden processen op die samenhangen met de vergroting van deeltjes, vergezeld van een afname van het grensvlak.
Redenen voor het veranderen van de thermodynamische toestand
Welke factoren beïnvloeden de waarde van de oppervlaktespanning?
Allereerst is het belangrijk om de aard van de stoffen te benadrukken.De grootte van de oppervlaktespanning houdt rechtstreeks verband met de kenmerken van de gecondenseerde fase. Met een toename van de polariteit van de binding in de stof, treedt een toename van de spankracht op.
Temperatuur heeft ook invloed op de toestand op de interface. In het geval van een toename, nemen de krachten tussen de afzonderlijke deeltjes in de stof af.
De concentratie van stoffen opgelost in de geanalyseerde vloeistof heeft ook invloed op de toestand van het thermodynamische systeem.
Er zijn twee soorten stoffen.SIV (oppervlakteactieve inactieve stoffen) verhogen de spanning van de oplossing in vergelijking met het ideale oplosmiddel. Dit zijn sterke elektrolyten. Oppervlakteactieve stoffen (oppervlakteactieve stoffen) verminderen de spanning op het grensvlak in de resulterende oplossing. Met een toename van deze stoffen in de oplossing, wordt hun concentratie waargenomen in de oppervlaktelaag van de oplossing. Polaire organische verbindingen zijn zuren, alcoholen. Ze bevatten polaire groepen (amino, carboxyl, hydroxo), evenals een niet-polaire koolwaterstofketen.
Sorption-functies
Fysische colloïdchemie (SPO) omvat een sectie,betreffende sorptieprocessen. Adsorptie is een proces van spontane verandering in de oppervlaktelaag van de concentratie van stoffen in verhouding tot hun hoeveelheid in het volume van fasen.
Het adsorbens is de substantie op het oppervlakdie wordt gestort. Een adsorptief middel is een stof die kan neerslaan. Een adsorbaat is een neergeslagen stof. Desorptie is het omgekeerde proces van adsorptie.
Sorptie-typen
Leraar fysische colloïdchemie vertelttwee soorten adsorptie. Bij fysische afzetting komt een kleine hoeveelheid energie vrij, vergelijkbaar met de condensatiewarmte. Dit proces is omkeerbaar. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de adsorptie af en neemt de snelheid van het omgekeerde proces (desorptie) toe.
De chemische versie van adsorptie is onomkeerbaar, methet oppervlak laat niet het adsorberende achter, maar de oppervlakteverbinding. Tijdens chemisorptie is de hitte hoog, deze is evenredig met de grootte van het thermische effect van een chemische reactie. Met een toename van de temperatuurindex neemt de chemisorptie toe en neemt de interactie tussen stoffen toe.
Als voorbeeld van chemisorptie noemen we de adsorptiehet oppervlak van het metaal zuurstof uit de lucht, wordt bestudeerd door fysische colloïdale chemie. Problemen en oplossingen worden vaak geassocieerd met het bepalen van de grootte van de spanning die optreedt op het grensvlak tussen twee media.
Een uitgesproken kwantitatief beschrijvenadsorptie, wordt absolute adsorptie gebruikt. Het karakteriseert de hoeveelheid adsorbaat (in mol) per oppervlakte-eenheid van het opgenomen adsorbens. De plannen van fysische colloïdchemie omvatten een kwantitatieve bepaling van deze waarde.
Kenmerken van adsorbentia
Speciale aandacht voor fysische en colloïdale chemiewijdt zich aan de analyse van soorten adsorbentia, hun praktische toepassing. Afhankelijk van de grootte van het adsorberende oppervlak is een andere hoeveelheid geadsorbeerde stof mogelijk. De meest effectieve adsorbentia zijn stoffen met een ontwikkeld oppervlak: colloïden, poeders, poreuze reagentia.
Als de belangrijkste kwantitatieve kenmerkenadsorbentia zenden een specifiek oppervlak en volumetrische porositeit uit. De eerste waarde geeft de verhouding van het oppervlak van het adsorbens tot de massa aan. Het tweede kenmerk veronderstelt de eigenaardigheden van zijn structuur.
In colloïdale chemie zijn er twee soorten.adsorbentia. Niet-poreuze stoffen worden gevormd door vaste deeltjes die een poreuze structuur vormen van een "poedermembraan" wanneer ze dicht op elkaar worden gepakt. De ruimtes tussen de korrels van de stof fungeren als poriën ertussen. De structuur kan een micro- of macroporeuze structuur hebben. Poreuze adsorbentia zijn structuren die zijn samengesteld uit korrels met interne porositeit.
In de fysische chemie wordt speciale aandacht besteed aankenmerken van grof verspreide systemen. Het zijn poedersamenstellingen die worden gevormd uit poederkorrels door ze in buizen te persen of stevig te verpakken. De resulterende systemen hebben bepaalde thermodynamische kenmerken, waarvan de studie de belangrijkste taak is van fysische colloïdale chemie.
Er is een onderverdeling van het proces (rekening houdend metaard van de adsorptie) op ionische, moleculaire, colloïdale adsorptie. Het moleculaire proces wordt geassocieerd met oplossingen van zwakke elektrolyten of diëlektrica. De adsorptie van opgeloste stoffen vindt plaats op het oppervlak van het vaste adsorbens.
Een deel van de actieve plaatsen op het oppervlak van het adsorbens wordt ingenomen door oplosmiddelmoleculen. Bij het passeren van het afzettingsproces zijn de moleculen van het oplosmiddel en het adsorptiemiddel concurrenten.
conclusie
Fysische en colloïdale chemie zijn belangrijksecties van de chemie. Ze verklaren de belangrijkste processen die plaatsvinden in oplossingen, maken het mogelijk om de hoeveelheid warmte te berekenen die vrijkomt (geabsorbeerd) tijdens de vorming van nieuwe stoffen. De belangrijkste wet die bij kwantitatieve berekeningen wordt gebruikt, is de wet van Hess. Het verbindt verschillende thermodynamische kenmerken die inherent zijn aan stoffen: enthalpie, entropie, energie. Het thermodynamische proces van de vorming van complexe stoffen uit eenvoudige (initiële) componenten kan worden beschouwd vanuit het oogpunt van de wet van Hess. Met de gemaakte berekeningen kunnen we de efficiëntie van het proces bepalen.
