Hajutatud süsteemide saamine dispersioonimeetoditega. Dispergeeritud süsteemide ettevalmistamine, stabiliseerimine ja puhastamine

Kondensatsioonimeetodid põhinevad uue faasi tekkimise protsessidel molekulide, ioonide või aatomite kombineerimisel homogeenses keskkonnas. Need meetodid võib jagada füüsikalisteks ja keemilisteks.

füüsiline kondensatsioon. Kõige olulisemad füüsikalised meetodid saamiseks hajutatud süsteemid- auru kondenseerumine ja lahusti asendamine. Enamik hea näide aurudest tulenev kondenseerumine on udu teke. Kui süsteemi parameetrid muutuvad, eriti kui temperatuur langeb, võib aururõhk tõusta kõrgemaks kui vedeliku (või tahke aine) tasakaaluline aururõhk ja gaasifaasis ilmub uus vedel (tahke) faas. Selle tulemusena muutub süsteem heterogeenseks – hakkab tekkima udu (suits). Nii saadakse näiteks kamuflaažiaerosoole, mis tekivad P2O5, ZnO ja teiste ainete aurude jahutamisel. Lüosoolid saadakse ainete aurude ühisel kondenseerumisel, mis moodustavad hajutatud faasi ja dispersioonikeskkonna jahutatud pinnal.

Laialdaselt kasutatakse lahusti asendamise meetodit, mis põhineb sarnaselt eelmisele süsteemi parameetrite sellisel muutusel, mille korral dispersioonikeskkonnas oleva komponendi keemiline potentsiaal muutub tasakaalust kõrgemaks ja kalduvus üleminek tasakaaluolekusse viib uue faasi moodustumiseni. Erinevalt aurude kondensatsioonimeetodist (temperatuurimuutus) muudetakse lahusti asendamise meetodis keskkonna koostist. Niisiis, kui väävli küllastunud molekulaarne lahus etüülalkoholis valatakse suures koguses vette, on saadud lahus alkoholi-vee segus juba üleküllastunud. Üleküllastumine toob kaasa väävlimolekulide agregeerumise uue faasi osakeste moodustumisega - hajutatud.

Lahusti asendusmeetodit kasutatakse väävli, fosfori, arseeni, kampoli, tselluloosatsetaadi ja paljude ainete saamiseks. orgaaniline aine nende ainete alkoholi- või atsetoonilahuseid vette valades.

keemiline kondensatsioon. Need meetodid põhinevad ka uue faasi kondensatsiooni eraldamisel üleküllastunud lahusest. Siiski erinevalt füüsilised meetodid, dispergeeritud faasi moodustav aine, ilmub keemilise reaktsiooni tulemusena. Seega võib iga keemiline reaktsioon, mis toimub uue faasi moodustumisega, olla kolloidsüsteemi saamise allikaks. Järgmised keemilised protsessid on toodud näidetena.

• 1. Taastumine. Selle meetodi klassikaline näide on kuldsooli valmistamine kloroaurhappe redutseerimise teel. Redutseerijana võib kasutada vesinikperoksiidi (Zigmondy meetod):
• 2HauCl2+3H2O22Au+8HCl+3O2

Tuntud on ka teisi redutseerijaid: fosfor (M. Faraday), tanniin (W. Oswald), formaldehüüd (R. Zhigmondy). Näiteks,

• 2KauO2+3HCHO+K2CO3=2Au+3HCOOK+KHCO3+H2O
• 2. Oksüdatsioon. Oksüdatiivsed reaktsioonid on looduses laialt levinud. See on tingitud asjaolust, et magmaatiliste sulandite ja neist eraldunud gaaside, vedelate faaside ja põhjavee tõusu ajal lähevad tsoonist kõik liikuvad faasid. taastumisprotsessid suurtel sügavustel pinnalähedaste oksüdatiivsete reaktsioonide tsoonidesse. Selliste protsesside näide on väävlisooli moodustumine hüdrotermilistes vetes oksüdeerivate ainetega (vääveldioksiid või hapnik):
• 2H2S+O2=2S+2H2O

Teine näide on raudvesinikkarbonaadi oksüdatsiooni- ja hüdrolüüsiprotsess:

4Fe(HCO3)2+O2+2H2O4Fe(OH)3+8CO2

Saadud raudhüdroksiidi sool annab looduslikele vetele punakaspruuni värvi ja on roostepruunide setete vööndite allikaks alumistes mullakihtides.

• 3. Hüdrolüüs. Looduses laialt levinud ja tähtsust tehnoloogias on hüdrosoolide moodustumine soolade hüdrolüüsi protsessides. Reovee puhastamiseks kasutatakse soola hüdrolüüsi protsesse (alumiiniumsulfaadi hüdrolüüsil saadud alumiiniumhüdroksiid). Hüdrolüüsi käigus tekkinud kolloidhüdroksiidide kõrge eripind võimaldab tõhusalt adsorbeerida lisandeid – pindaktiivsete ainete molekule ja raskmetalliioone.
• 4. Vahetage reaktsioone. See meetod on praktikas kõige levinum. Näiteks arseensulfiidsooli saamine:
• 2H3AsO3+3H2SAs2S3+6H2O,

hõbejodiidi sooli saamine:

AgNO3+KIAgI+KNO3

Huvitav on see, et vahetusreaktsioonid võimaldavad saada sooli orgaanilistes lahustites. Eelkõige reaktsioon

Hg(CN)2+H2SHgS+2HCN

See viiakse läbi Hg (CN) 2 lahustamisega metüül-, etüül- või propüülalkoholis ja vesiniksulfiidi juhtimisega läbi lahuse.

Tuntud reaktsioonid analüütilises keemias, nagu baariumsulfaadi või hõbekloriidi sademed

Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl

AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

teatud tingimustel põhjustavad peaaegu läbipaistvad, kergelt hägused sooled, millest võib hiljem tekkida sade.

Seega on soolide kondensatsioonivalmistamiseks vajalik, et aine kontsentratsioon lahuses ületaks lahustuvuse, s.o. lahus peab olema üleküllastunud. Need tingimused on tavalised nii peene sooli moodustumise kui ka normaalse tahke faasi ladestumise korral. Esimesel juhul aga vastavus eritingimused, mis Weimarni väljatöötatud teooria kohaselt seisneb suure hulga hajutatud faasi tuumade samaaegses ilmumises. Tuuma tuleks mõista kui uue faasi minimaalset kogunemist, mis on tasakaalus keskkond. Väga hajutatud süsteemi saamiseks on vajalik, et tuuma moodustumise kiirus oleks palju suurem kui kristallide kasvu kiirus. Praktikas saavutatakse see nii, et ühe komponendi kontsentreeritud lahus valatakse intensiivselt segades teise komponendi väga lahjendatud lahusesse.

Solid moodustuvad kergemini, kui nende valmistamise käigus lisatakse lahustesse spetsiaalseid ühendeid, mida nimetatakse kaitseaineteks või stabilisaatoriteks. Hüdrosoolide valmistamisel kasutatakse kaitseainetena seepe, valke ja muid ühendeid. Stabilisaatoreid kasutatakse ka organosoolide valmistamisel.

Sol on dispergeeritud süsteem tahkete osakeste dispergeeritud faasiga. Aerosool vastab gaasilisele dispersioonikeskkonnale ja lüosool (hüdrosool) vedelale dispersioonikeskkonnale.

Vedelike dispersiooni nimetatakse tavaliselt pihustamiseks, kui see toimub gaasifaasis, ja emulgeerimiseks, kui see viiakse läbi teises vedelikus, mis ei segune esimesega.

Dispersioon- tahkete ainete või vedelike peenjahvatamine, mille tulemuseks on pulbrid, suspensioonid, emulsioonid ( emulgeerimine, või emulgeerimine). Tahkete ainete hajutamisel toimub nende mehaaniline hävimine.

Dispersioonimeetodid

– mehaaniline dispersioon- teostatud välise mehaanilise töö mõjul. Meetodid: hõõrdumine, purustamine, poolitamine, pihustamine, mullitamine (õhujoa läbilaskmine vedelikust), raputamine, plahvatus, heli- ja ultrahelilainete toime. Selle meetodiga saab jahu, tuhksuhkrut, kakaopulbrit, vürtse, jahvatatud kohvi ja muud. Selle meetodiga saadud osakeste suurus, k.p. üsna suur, vähemalt 100 nm. Varustus: uhmrid, veskid, erinevat tüüpi purustid, veskikivid.

Tõhususe parandamiseks viiakse mehaaniline dispergeerimine läbi vedelas keskkonnas. Tahket ainet niisutavad vedelikud (pindaktiivsete ainete lahused, elektrolüüdid) adsorbeeritakse sellele ja vähendavad tugevust töötlemisel. Seda nimetatakse tahkete ainete adsorptsioonitugevuse vähendamiseks või rebinder efekt(õigustanud 1982. aastal P.A. Rebinder).

– elektriline dispersioon– põhineb pingekaare moodustumisel pihustatud metalli elektroodide vahel, mis asetatakse jahutatud alalisvoolu. Metallid aurustuvad voltkaare temperatuuril ja seejärel kondenseeruvad külmas alalisvoolus. Selle meetodiga saadakse peamiselt metallide hüdrosoole (dispersioonikeskkonnaks on vesi), näiteks hõbedat, kulda ja plaatinat.

– ultraheli dispersioon- põhineb kokkupuutel ultraheli vibratsioonidega, mille sagedus on üle 20 tuhande 1 sekundi kohta ja mida inimkõrv ei taba, on see efektiivne ainult madala tugevusega ainete puhul. Nende hulka kuuluvad väävel, grafiit, tärklis, kumm, želatiin jne.

füüsikalis-keemiliseledispersioon kehtib meetod peptiseerimine. See seisneb värskelt valmistatud lahtiste setete viimises kolloidlahusesse spetsiaalsete stabiliseerivate lisandite (peptisaatorid - elektrolüüdid, pindaktiivsete ainete lahused) toimel. Peptisaatori toime seisneb selles, et setteosakesed eraldatakse üksteisest ja viiakse suspendeeritud olekusse, moodustades sooli. Seda meetodit saab kasutada näiteks raudhüdroksiidi hüdrosooli saamiseks (III). Peptiseerimismeetodit saab kasutada ainult värskelt valmistatud setete puhul, kuna ladustamise ajal toimuvad rekristallisatsiooni- ja vananemisprotsessid, mille tulemusel osakesed ühinevad üksteisega. Selle meetodiga saadud osakeste suurus on umbes 1 nm.

DISPERTSIOON

Dispersioon võib olla spontaanne ja mittespontaanne. Lüofiilsetele süsteemidele on iseloomulik spontaanne dispersioon. Lüofoobsete süsteemide puhul on spontaanne hajumine välistatud, hajumine neis on võimalik teatud töömahuga.

Iseloomustab hajumist dispersiooniaste ( a ) . Selle määrab algprodukti suuruste ja saadud süsteemi hajutatud faasi osakeste suhe.

a = d n/ d k,(7.1)

d n , d k on osakese läbimõõt enne ja pärast jahvatamist.

Töö W, mis on vajalik tahke või vedeliku hajutamiseks, kulub keha deformeerimiseks W e ja uue liidese moodustamise kohta W a, mida mõõdetakse adhesiooni tööga. Deformatsioon on keha hävimise vajalik eeldus. Dispersiooni töö määratakse järgmise valemiga:

W = W A + W d = * DB + kV (7.2)

* – väärtus, mis on võrdeline või võrdne liidese pindpinevusega,

DB- faasiliidese suurenemine hajumise tagajärjel,

V- algse keha maht enne hajutamist,

k- koefitsient, mis võrdub keha ruumalaühiku deformatsiooni tööga.

Kolloidkeemia meetodite abil on võimalik vähendada dispersiooniks vajalikku energiat. Adsorptsioonitugevuse vähendamine on üks sellistest meetoditest. Pindaktiivsete ainete adsorptsiooni tulemusena tahke keha välis- ja sisepindadel väheneb pindadevaheline pindpinevus ja tahke keha deformatsioon.

Dispersioonienergiat saab vähendada järgmiste meetoditega: protsessi läbiviimine vedelas keskkonnas, lihvimine samaaegse vibratsiooniga, ultrahelimeetodi kasutamine.

KONDENSATSIOONIPROTSESSIDE TÕTTU DISPERSIIVSÜSTEEMIDE SAAMINE

Kondensatsiooni meetodid : kondensatsioon, desublimatsioon, kristalliseerumine. Need põhinevad uue faasi moodustumisel aine üleküllastunud oleku tingimustes gaasilises või vedelas keskkonnas. Sel juhul muutub süsteem homogeensest heterogeenseks. Kondensatsioon ja desublimatsioon on iseloomulikud gaasilisele keskkonnale ning kristalliseerumine vedelale keskkonnale.

Vajalik tingimus kondenseerumiseks ja kristalliseerumiseks - aine üleküllastumine ja ebaühtlane jaotumine dispersioonikeskkonnas ning kondensatsioonikeskuste teke (embrüod).

Üleküllastuse aste b lahuse ja auru jaoks võib väljendada järgmiselt:

b f = s/s s, b n = r/r s (7.3)

p, c - üleküllastunud aururõhk ja aine kontsentratsioon üleküllastunud lahuses, lk s- küllastunud auru tasakaalurõhk tasasel pinnal, s s- uue faasi tekkele vastav tasakaaluline lahustuvus.

Kondenseerumist soodustavad väikseimad osakesed. Näiteks lennukikütuse, pinnaseosakeste jms põlemissaadused võivad toimida veeauru kondensatsioonituumadena.

Kui kondensatsioonituumad puuduvad, võivad tilgad eksisteerida ülejahutatud olekus. Kui aurud nendes tingimustes kondenseeruvad, ei moodustu mitte tilgad, vaid kristallid. Nimetatakse protsessi, mille käigus gaasiline aine muutub tahkeks ilma vedelat olekut läbimata desublimatsioon.

Sublimatsioon -tahke aine üleminek gaasiks vedelikku läbimata.

Kondensatsioonimeetodid põhinevad spontaansetel protsessidel, millega kaasneb Gibbsi energia vähenemine.

Üleküllastunud lahusest või gaasifaasist tuuma moodustumisel ja osakeste moodustumisel keemiline potentsiaal muutubm, ilmub liides, millest saab üleliigse tasuta kandja pinnaenergia.

Kondensatsioon võib olla füüsikaline või keemiline.

füüsiline kondensatsioon - viiakse läbi erinevate ainete aure sisaldava gaasilise keskkonna temperatuuri langusega.

Isotermiline destilleerimine : väikeste osakeste suuruse vähenemine kuni nende täieliku kadumiseni ja suurte osakeste kasvuni.

MEMBRAANID JA MEMBRAANIPROTSESSID

membraanid- poolläbilaskvad vaheseinad, mille abil viiakse läbi osmoos. Osmoos- lahusti (dispersioonikeskkonna) spontaanne ülekandmine läbi membraani lahustist (vähem kontsentreeritud või kolloidne lahus) lahusesse (või kontsentreeritumaks lahusesse).

Membraanid on õhukesed poorsed kiled; need on kahemõõtmelised väga hajutatud süsteemid.

Kõige sagedamini kasutatakse membraane vedelike puhastamiseks lisanditest, kasutades pöördosmoosi (lahustunud lisandite liikumine läbi membraani välise rõhu toimel).

Joonis 7.2. Osmoosi (a), pöördosmoosi (b), ultrafiltratsiooni ja dialüüsi (c) skeem

1.dispersioonikeskkond (puhas vedelik) L, 2.kolloidne S/L ehk pärislahus, 3.membraan, 4.puhas vedeliku (lahusti) vool, 5.lisandivool.

Kui rõhk P rakendatakse hajutatud süsteemi 2 küljelt, siis vedelikuvool piirkonnast 2 liigub piirkonda 1. Membraanist 3 läbivad ainult lahusti molekulid (nende suurema liikuvuse tõttu). Piirkonna 1 sisu rikastatakse puhta vedelikuga ja lisandid koonduvad piirkonda 2.

Vedeliku liikumissuund pöördosmoosi korral on vastupidine selle liikumisele osmoosi korral.

Pöördosmoosi rakendamiseks vajalik töö kulub vedeliku pooridest läbi surumisele:

W oc = D R V (7.4)

Dp on rõhu langus membraani mõlemal küljel,

Von membraane läbinud vedeliku maht.

D p = P - lk (7.5)

P - liigne rõhk lahuse kohal,

lk- osmootne rõhk.

Võrrand 7.5 tähendab, et Р> lk. See tingimus määrab pöördosmoosi läbiviimiseks vajaliku ülerõhu.

Abiga dialüüs(7.2, c) dispergeeritud süsteem puhastatakse ioonide või molekulide kujul esinevatest lisanditest. Dispergeeritud süsteem asetatakse anuma parempoolsesse ossa 2, eraldatuna vasakust osast 1 membraaniga 3. Membraan on molekulidele ja ioonidele läbilaskev, kuid säilitab dispergeeritud faasi osakesed. Suurema kontsentratsiooniga piirkonnast 2 difusiooni tagajärjel tekkinud lisandid liiguvad spontaanselt madalama kontsentratsiooniga piirkonda 1.

Kolloidlahuse puhastamist dialüüsi abil saab intensiivistada välisrõhu p (7.2, c) rakendamisel. Sel juhul nimetatakse protsessi ultrafiltreerimiseks.

Pöördosmoosi, dialüüsi, ultrafiltratsiooni kasutatakse erinevatel eesmärkidel, kuid neil on palju ühist, kasutatakse sarnaseid seadmeid.

Membraani tööpõhimõtteks on selektiivne läbilaskvus, mille määrab pooride suurus, puhastatavate süsteemide omadused ja välisrõhk.

Lisaks puhastuslahustele aitavad membraanid kaasa elektrolüütide tasakaalu saavutamisele osakeste või ioonide juuresolekul, mille suurus ei lase neil läbi pooride tungida, nn. membraani tasakaal, millel on praktiline tähtsus spiraali lahuste puhul, ainete paisumise protsessides ja erinevates füsioloogilistes protsessides.

Membraantehnoloogia on palju tõhusam kui teised sarnased tehnoloogiad ja nõuab vähem energiakulusid.

MOLEKULAARKINEETILISTE OMADUSTE PÕHJUS

Kõik molekulaarkineetilised omadused on põhjustatud dispersioonikeskkonna molekulide kaootilisest soojusliikumisest, mis koosneb molekulide translatsiooni-, pöörlemis- ja vibratsiooniliikumisest.

Molekulidel on erinev kineetiline energia. Kuid antud temperatuuril jääb molekulide kineetilise energia keskmine väärtus konstantseks. Molekulide kineetiliste omaduste põhjuseks on dispersioonikeskkonna molekulide kineetilise energia väärtuste kõikumine.

Molekulaarkineetilised omadused avalduvad vedelas ja gaasilises dispersioonikeskkonnas.

BRUUNIA LIIKUMINE

Väiksemad ebaolulise massiga osakesed avaldavad dispersioonikeskkonna molekulidelt ebavõrdset mõju, joonisel on kujutatud tekkiv jõud F, mis paneb osakesed liikuma.

Joonis 7.3 Dispersioonikeskkonna molekulide mõju dispergeeritud faasi osakesele.

Selle jõu suund ja impulss muutuvad pidevalt, mistõttu osakesed liiguvad juhuslikult.

Einsteinil ja Smoluchowskil õnnestus 1907. aastal üksteisest sõltumatult määrata tekkiva jõu suund ja seostada see keskkonna molekulaar-kineetiliste omadustega.

Nende arvutused põhinesid mitte osakeste tegelikul teekonnal, vaid osakeste nihkel (joonis 7.4).

Osakese teekonna määrab polüline ja nihe X iseloomustab osakese koordinaadi muutumist teatud aja jooksul. Keskmine nihe määrab osakese ruutkeskmise nihke:

(7.6)

x 1, x 2, x i- osakeste nihkumine teatud aja jooksul.

Browni liikumise teooria tuleneb juhusliku jõu vastastikmõju kontseptsioonist f( t) , mis iseloomustab molekulide ja, ja jõudude mõjusid Ftsõltuvalt ajast ja hõõrdejõust dispergeeritud faasi osakeste liikumisel dispersioonikeskkonnas kiirusel v. Browni liikumisvõrrand(Langevini võrrand) on kujul:

m(dv/ dt) + hv = Ft + f( t) (7.7)

Kus m on osakese mass,hon hõõrdetegur osakeste liikumise ajal.

Suurte ajavahemike korral osakeste inerts, see tähendab termin m(dv/ dt) võib tähelepanuta jätta. Pärast integreerimist 7.7. eeldusel, et juhusliku jõu impulsside keskmine korrutis on võrdne nulliga, leidke keskmine nihe:

(7.8)

Kus t- aeg, h- dispersioonikeskkonna viskoossus, r on hajutatud faasi osakeste raadius.

Browni liikumine on kõige tugevam väga hajutatud süsteemides. Põhjuste mõistmine ja Browni liikumise teooria arendamine on hiilgav tõend aine molekulaarsest olemusest.

DIFUSION

Difusioon- aine iseenesliku leviku protsess kõrgema kontsentratsiooniga piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkonda.

Difusiooni tüübid:

1. molekulaarne;

2. iooniline;

3. kolloidosakeste difusioon.

Ioonide difusioon on seotud ioonide spontaanse liikumisega. Dispergeeritud faasi osakeste pinnale tekib vastasioonide hajus kiht vastavalt ioonide difusiooni mehhanismile.

Väga dispergeerivate kolloidosakeste difusioon on näidatud joonisel fig. 7.5.n 1 > n 2 . See tähendab, et difusioon läheb alt üles. Difusiooni iseloomustab aine teatud liikumiskiirus läbi ristlõike B, mis on võrdne dm/ dt.

Kauguses Dx kontsentratsiooni erinevus onn 2 - n 1 , on negatiivne väärtus.

dn/ dx on kontsentratsiooni gradient.

Aine liikumise kiirus:

dm = – D·( dn/ dx) · Bdt (7.9)

D- difusioonikoefitsient.

Võrrand 7.9 - difusiooni põhivõrrand V diferentsiaalne vorm. See kehtib kõigi difusioonitüüpide jaoks. Integreeritud kujul on see rakendatav kahe protsessi jaoks: statsionaarne ja mittestatsionaarne.

Statsionaarse protsessi puhul on kontsentratsioonigradient konstantne. Integreerides 7.9., saame:

m = – D(dn/ dx) Bt- Ficki esimene seadus (7.10)

Difusioonikoefitsiendi füüsikaline tähendus : Kui- dn/ dx= 1, B = 1, t= 1, siis m = D, see tähendab, et difusioonikoefitsient on arvuliselt võrdne difundeeruva aine massiga, kui kontsentratsioonigradient, difusioonivoolu ristlõikepindala, aeg on võrdne ühega.

Kolloidosakesi iseloomustab minimaalne difusioonikoefitsient.

Difusioon on kvantifitseeritud difusioonikoefitsient, mis on seotud keskmise nihkega:

x -,2 = 2 Dr, r= x -,2 /(2 Dt) (7.11)

D= kT/ (6 lkhr) (7.12)

k= R/ N A .

Sellest valemist on näha, et difusioonikoefitsient sõltub ka osakeste kujust, seega saab difusioonikoefitsienti teades määrata hajutatud faasi osakeste suuruse.

OSMOOS

Kui kaks erineva kontsentratsiooniga lahust eraldatakse poolläbilaskva vaheseinaga, toimub lahusti vool madalamast kontsentratsioonist kõrgemale. Seda protsessi nimetatakse osmoosiks.

1 - anum lahusega, 2 - mahuti puhta vedelikuga, 3 - poolläbilaskev vahesein (membraan).

Osmoosi termodünaamiline seletus:

Puhta vedeliku keemiline potentsiaalm 2 ületab sama vedeliku keemilise potentsiaali lahusesm 1 .Protsess kulgeb spontaanselt madalama keemilise potentsiaali poole, kuni keemilised potentsiaalid ühtlustuvad.

Vedeliku liikumise tulemusena paagis 1 tekib ülerõhklkhelistas osmootne. Piirkonda 1 tungiv lahusti tõstab vedeliku taseme kõrgusele H, mis kompenseerib puhta lahusti rõhu.

Osmootne rõhk - liigne rõhk lahuse kohal, mis on vajalik selleks, et vältida lahusti kandumist läbi membraani.

Osmootne rõhk on võrdne rõhuga, mille hajutatud faas tekitaks, kui see sama temperatuuriga gaasi kujul oleks kolloidsüsteemiga (lahusega) sama ruumalaga. Osmootne rõhk tekib spontaanselt dispersioonikeskkonna molekulaar-kineetiliste omaduste tagajärjel.

Osmootne rõhk mitteelektrolüütide ideaalsete lahuste jaoks:

lkV = RTln(1 – x) (7.13)

Von lahusti molaarmaht, x on lahustunud aine molaarosa.

Mitteelektrolüütide lahjendatud lahuste puhul:

lkV = nRT (7.14)

Kus n on lahustunud aine moolide arv.

Kui lahustunud aine mass = q, mass \u003d M, siis n = q/M, siis:

lk = n(RT/V) = (q/V)(RT/V)(7.15)

M= mN A, m = 4/3 lkr 3 r (7.16)

r- osakeste tihedus, m- dispergeeritud faasi osakeste molekulmass, r on hajutatud faasi osakeste raadius.

Seejärel:

(7.17)

Sellest valemist järeldub, et osmootne rõhk on otseselt võrdeline hajutatud faasi kontsentratsiooniga ja pöördvõrdeline nende osakeste suurusega.

Kolloidsete lahuste osmootne rõhk on ebaoluline.

SATTUMINE

Sedimentatsioon- dispergeeritud faasi osakeste settimine, vastupidine settimine - osakeste hõljumine.

Iga süsteemi osakest mõjutab gravitatsioon ja Archimedese tõstejõud:

F g = mg= vgr Ja F A = vgr 0 (7.18)

Kus r, r 0 - dispergeeritud faasi ja dispersioonikeskkonna osakeste tihedus, m on osakese mass, v on osakese maht, g- gravitatsiooni kiirendus.

Need jõud on püsivad ja suunatud erinevatesse suundadesse. Sadestumise põhjustav jõud on:

F sed = F g -F A = v( r - r 0 ) g (7.19)

Kui r> r 0 , siis osake settib, kui vastupidi, siis ujub.

Osakese laminaarse liikumise ajal tekib takistus - hõõrdejõud:

F tr = B u (7.20)

B - hõõrdetegur, u on osakese kiirus.

Osakesele liikumise ajal mõjuv jõud:

F = F sed - F tr = vg(r - r 0) – B u (7.21)

Kiiruse suurenemisel piisavalt suure hõõrdeteguri juures saabub hetk, mil hõõrdejõud jõuab settimist põhjustava jõuni ja liikumapanev jõud on võrdne nulliga. Pärast seda muutub osakese kiirus konstantseks:

u = vg(r (7,23)

Teades võrrandis sisalduvaid suurusi, saab kergesti leida hajutatud faasi osakeste raadiuse.

Sadestumise võime väljendub läbi settimise konstant:

S sed = u/g (7.24)

Sedimentatsiooni nähtust kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, sealhulgas sageli hajutatud süsteemide analüüsimiseks.

Kaks meetodit hajutatud süsteemide saamiseks - dispersioon ja kondensatsioon

Dispersioon ja kondensatsioon - meetodid vabalt dispergeeritud süsteemide saamiseks: pulbrid, suspensioonid, soolid, emulsioonid jne. Dispersiooni all mõista aine purustamist ja jahvatamist, kondensatsiooni teel - heterogeense hajutatud süsteemi teket homogeensest molekulide, aatomite või ioonide liitumise tulemusena agregaatideks.

Maailma erinevate ainete ja materjalide tootmisel on dispersiooni- ja kondenseerumisprotsessid üks juhtivaid kohti. Miljardeid tonne toorainet ja tooteid saadakse vabalt hajutatult. See tagab nende transportimise ja doseerimise mugavuse ning võimaldab ka segude valmistamisel saada homogeenseid materjale.

Näited hõlmavad maakide purustamist ja jahvatamist, kivisüsi, tsemendi tootmine. Dispersioon toimub vedelkütuste põlemisel.

Kondensatsioon tekib udu tekkimisel, kristalliseerumisel.

Tuleb märkida, et dispersiooni ja kondenseerumise ajal kaasneb hajutatud süsteemide moodustumisega uue pinna ilmumine, st ainete ja materjalide eripinna suurenemine, mõnikord tuhandeid või rohkem kordi. Seetõttu nõuab hajutatud süsteemide saamine mõne erandiga energiat.

Purustamisel ja jahvatamisel hävivad materjalid eelkõige tugevusdefektide kohtades (makro- ja mikropraod). Seetõttu suureneb jahvatusprotsessi kasvades osakeste tugevus, mis toob kaasa energiatarbimise suurenemise nende edasiseks hajutamiseks.

Kasutades saab hõlbustada materjalide hävitamist Rebinder efekt – tahkete ainete perverssuse adsorptsiooni vähendamine. Selle efekti eesmärk on vähendada pinnaenergiat pindaktiivsete ainete abil, hõlbustades seeläbi tahke aine deformeerumist ja hävimist. Selliste pindaktiivsete ainetena nimetatakse siin kõvaduse vähendajad, võib kasutada näiteks vedelaid metalle tahkete metallide või tüüpiliste pindaktiivsete ainete hävitamiseks.

Kõvaduse vähendajaid iseloomustavad väikesed kogused, mis põhjustavad Rebinderi efekti ja toime spetsiifilisust. Materjali niisutavad lisandid aitavad söötmel tungida defektikohtadesse ning soodustavad kapillaarjõudude abil ka tahke aine hävimist. Pindaktiivsed ained mitte ainult ei aita kaasa materjali hävitamisele, vaid stabiliseerivad ka hajutatud olekut, takistades osakeste kokkukleepumist.

Maksimaalse hajutatusastmega süsteeme saab saada ainult kondensatsioonimeetodite abil.

Võib saada ka kolloidseid lahuseid keemilise kondensatsiooni meetod, mis põhineb keemiliste reaktsioonide läbiviimisel, millega kaasneb lahustumatute või halvasti lahustuvate ainete moodustumine. Sel eesmärgil kasutatakse Erinevat tüüpi reaktsioonid - lagunemine, hüdrolüüs, redoks jne.

Dispergeeritud süsteemide puhastamine.

Kõrge molekulmassiga ühendite (HMC) soolid ja lahused sisaldavad soovimatute lisanditena madala molekulmassiga ühendeid. Need eemaldatakse järgmiste meetoditega.

Dialüüs. Dialüüs oli ajalooliselt esimene puhastusmeetod. Selle pakkus välja T. Graham (1861). Lihtsaima dialüsaatori skeem on näidatud joonisel fig. 3 (vt lisa). Puhastatav sool ehk IUD lahus valatakse anumasse, mille põhjaks on kolloidosakesi ehk makromolekule säilitav membraan, mis laseb läbi lahusti molekulid ja väikese molekulmassiga lisandid. Membraaniga kokkupuutuv väliskeskkond on lahusti. Madalmolekulaarsed lisandid, mille kontsentratsioon tuhas või makromolekulaarses lahuses on suurem, satuvad läbi membraani väliskeskkonda (dialüsaat). Joonisel on madalmolekulaarsete lisandite voolu suund näidatud nooltega. Puhastamine jätkub seni, kuni lisandite kontsentratsioonid tuhas ja dialüsaadis muutuvad suurusjärgus lähedaseks (täpsemalt kuni keemilised potentsiaalid tuhas ja dialüsaadis ühtlustuvad). Kui värskendate lahustit, saate lisanditest peaaegu täielikult vabaneda. Selline dialüüsi kasutamine on asjakohane, kui puhastamise eesmärk on eemaldada kõik membraani läbivad madala molekulmassiga ained. Mõnel juhul võib aga ülesanne osutuda keerulisemaks – süsteemis on vaja vabaneda vaid teatud osast madalamolekulaarsetest ühenditest. Siis nagu väliskeskkond rakendage nende ainete lahust, mida on vaja süsteemis säilitada. See on see ülesanne, mis seatakse vere puhastamisel madala molekulmassiga räbudest ja toksiinidest (soolad, uurea jne).

Ultrafiltreerimine. Ultrafiltreerimine on puhastusmeetod, mille käigus surutakse dispersioonikeskkond koos madala molekulmassiga lisanditega läbi ultrafiltrite. Ultrafiltrid on sama tüüpi membraanid, mida kasutatakse dialüüsis.

Lihtsaim ultrafiltreerimisseade on näidatud joonisel fig. 4 (vt lisa). Puhastatud sool või spiraali lahus valatakse ultrafiltrist kotti. Ülejääk kantakse soolile võrreldes atmosfääri rõhk. Seda saab luua kas välise allika (suruõhupaak, kompressor jne) või suure vedelikusamba abil. Dispersioonikeskkonda uuendatakse, lisades soolile puhast lahustit. Selleks, et puhastuskiirus oleks piisavalt suur, teostatakse värskendus võimalikult kiiresti. See saavutatakse märkimisväärse ülerõhu rakendamisega. Selleks, et membraan sellistele koormustele vastu peaks, kantakse see mehaanilisele toele. Selliseks toeks on aukudega võred ja plaadid, klaas- ja keraamilised filtrid.

Mikrofiltreerimine . Mikrofiltreerimine on 0,1 kuni 10 mikroni suuruse mikroosakeste eraldamine filtrite abil. Mikrofiltraadi jõudluse määrab membraani poorsus ja paksus. Et hinnata poorsust, st pooride pindala suhet kogupindala filtreid, kasutada erinevaid meetodeid: vedelike ja gaaside forsseerimine, membraanide elektrijuhtivuse mõõtmine, hajutatud faasi kalibreeritud osakesi sisaldavaid forsseerimissüsteeme jne.

Mikropoorsed filtrid on valmistatud anorgaanilised ained ja polümeerid. Pulbrite paagutamise teel saab membraane saada portselanist, metallidest ja sulamitest. Mikrofiltrimiseks mõeldud polümeermembraanid on enamasti valmistatud tselluloosist ja selle derivaatidest.

Elektrodialüüs. Elektrolüütide eemaldamist saab kiirendada välise potentsiaalide erinevuse rakendamisega. Seda puhastusmeetodit nimetatakse elektrodialüüsiks. Selle kasutamine erinevate süsteemide puhastamiseks bioloogiliste objektidega (valkude lahused, vereseerum jne) sai alguse Doré (1910) eduka töö tulemusena. Lihtsaima elektrodialüsaatori seade on näidatud joonisel fig. 5 (vt lisa). Keskmisse kambrisse 1 asetatakse puhastatav objekt (sool, spiraali lahus) ja sööde valatakse kahte külgkambrisse. Katoodi 3 ja anoodi 5 kambrites läbivad ioonid rakendatud elektripinge toimel membraanides olevaid poore.

Elektrodialüüs on puhastamiseks kõige sobivam, kui saab rakendada kõrget elektripinget. Enamikul juhtudel sisaldavad süsteemid puhastamise algfaasis palju lahustunud sooli ja nende elektrijuhtivus on kõrge. Seetõttu võib kõrgel pingel vabaneda märkimisväärne kogus soojust ning valkude või muude bioloogiliste komponentidega süsteemides võivad tekkida pöördumatud muutused. Seetõttu on lõpppuhastusmeetodina mõistlik kasutada elektrodialüüsi, kasutades eeldialüüsi.

Kombineeritud puhastusmeetodid. Lisaks üksikutele puhastusmeetoditele - ultrafiltratsioon ja elektrodialüüs - on tuntud nende kombinatsioon: elektroultrafiltratsioon, mida kasutatakse valkude puhastamiseks ja eraldamiseks.

IUD-sooli või lahuse kontsentratsiooni on võimalik puhastada ja samal ajal suurendada, kasutades meetodit nn elektrodekanteerimine. Meetodi pakkus välja V. Pauli. Elektrodekanteerimine toimub siis, kui elektrodialüsaatorit kasutatakse segamata. Solaarosakestel ehk makromolekulidel on oma laeng ja nad liiguvad elektrivälja toimel ühe elektroodi suunas. Kuna nad ei saa membraani läbida, suureneb nende kontsentratsioon ühes membraanidest. Reeglina erineb osakeste tihedus keskkonna tihedusest. Seetõttu erineb sooli kontsentratsiooni kohas süsteemi tihedus keskmisest väärtusest (tavaliselt tihedus suureneb kontsentratsiooni suurenedes). Kontsentreeritud sool voolab elektrodialüsaatori põhja ja kambris toimub ringlus, mis jätkub, kuni osakesed on peaaegu täielikult eemaldatud.

Kolloidsed lahused ja eriti lüofoobsete kolloidide lahused, mis on puhastatud ja stabiliseeritud, võivad hoolimata nende termodünaamilisest ebastabiilsusest eksisteerida lõputult. Faraday valmistatud punase kulla soollahused pole veel nähtavaid muutusi läbinud. Need andmed viitavad sellele, et kolloidsüsteemid võivad olla metastabiilses tasakaalus.

Kolloidsed süsteemid paiknevad dispersiooniastme poolest tegelike lahuste (molekulaarsed või ioon-dispergeeritud süsteemid) ja jämedalt hajutatud süsteemide vahel. Seetõttu on dispergeeritud süsteemide saamiseks kaks meetodite rühma: 1. rühm - dispersioon, s.o. jämedate süsteemide dispergeeritud faasi osakeste pulbristamine, rühm 2 põhineb agregatsiooni (kondensatsiooni) protsessidel, kus molekulid ühinevad kohesioonijõudude toimel ja tekitavad esmalt uue faasi embrüo ja seejärel uue faasi reaalsed osakesed

Teine vajalik tingimus soolide saamiseks lisaks osakeste suuruse kolloidseks muutmisele on stabilisaatorite olemasolu süsteemis - ained, mis takistavad kolloidosakeste spontaanset suurenemist.

Dispersioonimeetodid

Dispersioonimeetodid põhinevad tahkete ainete purustamisel kolloidse suurusega osakesteks ja seeläbi kolloidsete lahuste moodustumisel. Dispersiooniprotsess viiakse läbi erinevaid meetodeid: aine mehaaniline jahvatamine kolloidveskites, metallide elektriline kaarpihustamine, aine purustamine ultraheli abil.

Kondensatsiooni meetodid

Molekulaarselt hajutatud olekus oleva aine saab muuta kolloidseks, asendades ühe lahusti teisega - need. lahusti asendamise meetod. Näiteks võib tuua kampolsoola valmistamise, mis ei lahustu vees, kuid lahustub hästi etanoolis. Kampoli alkoholilahuse järkjärgulise lisamisega veele langeb kampoli lahustuvus järsult, mille tulemusena moodustub vees kolloidne kampoli lahus. Väävelhüdrosooli võib saada sarnasel viisil.

Meetodiga võib saada ka kolloidseid lahuseid keemiline kondensatsioon, põhineb keemiliste reaktsioonide läbiviimisel, millega kaasneb lahustumatud või halvasti lahustuvate ainete moodustumine. Selleks kasutatakse erinevat tüüpi reaktsioone - lagunemine, hüdrolüüs, redoks jne. Niisiis saadakse punase kulla sool, redutseerides kuldhappe naatriumsoola formaldehüüdiga:

NaAuO 2 + HCOH + Na 2 CO 3 ––> Au + HCOONa + H 2 O

Töö lõpp -

See teema kuulub:

Füüsikaline keemia

Krasnojarsk Riiklik Ülikool.. N S Kudrjaševa füüsikaline keemia..

Kui vajate lisamaterjal sellel teemal või te ei leidnud seda, mida otsisite, soovitame kasutada otsingut meie tööde andmebaasis:

Mida teeme saadud materjaliga:

Kui see materjal osutus teile kasulikuks, saate selle sotsiaalvõrgustikes oma lehele salvestada:

säutsuma

Kõik selle jaotise teemad:

Füüsikaline keemia
Õpetus Krasnojarsk 2007 UDC 541,128: LBC 35,514 ja 73

ja areng
Kõikide teadaolevate keemiliste reaktsioonidega, sõltumata reagentide olemusest, kaasnevad mitmesugused füüsikalised nähtused – soojuse, valguse eraldumine või neeldumine, mahu muutus.

Ideaalsed gaasid. Gaaside olekuvõrrandid
Ideaalse gaasi olekuvõrrand on Clapeyroni-Mendelejevi võrrand; reaalse gaasi lihtsaim olekuvõrrand on van der Waalsi võrrand. Siin järgneb

Sisemine energia, soojus, töö
Siseenergia U iseloomustab kõigi süsteemi moodustavate osakeste liikumise ja vastasmõju koguenergiat. See hõlmab molekulide translatsiooni- ja pöörlemisliikumise energiat, energiat

Termodünaamika esimene seadus
Termodünaamika esimene seadus on postulaat. See tähendab, et seda seadust ei saa loogiliselt tõestada, vaid see tuleneb inimkogemuse summast. õiglane

Termodünaamika esimene seadus isobaarilistes, isohoorilistes, isotermilistes ja adiabaatilistes tingimustes ideaalsete gaasisüsteemide jaoks
Termodünaamika esimese seaduse võrrandi, nagu eespool mainitud, isobaariliste (p = const) tingimuste korral ideaalses gaasisüsteemis on järgmine kuju: QP = DH = DU + p

Hessi seadus. Tagajärjed Hessi seadusest
Termokeemia on füüsikalise keemia haru, mis uurib keemiliste reaktsioonide termilisi mõjusid. Keemilise reaktsiooni termiline efekt on soojus, mis

Standardsed soojusefektid
Soojusefektide ja muude termodünaamiliste funktsioonide võrdlemise mugavuse huvides tutvustatakse aine standardoleku mõistet. Tahkete ja vedelike jaoks standardvarustuses

Hessi seaduse esimene tagajärg
See tagajärg on seotud ühendite moodustumise kuumusega. Ühendi moodustumise soojus (entalpia) on 1 mooli moodustumise ajal vabanenud või neeldunud soojushulk.

Hessi seaduse teine ​​tagajärg
Mõnel juhul on reaktsiooni termilist efekti mugavam arvutada reaktsioonis osalevate ainete põlemissoojuste (entalpiate) järgi. Ühendi põlemissoojust (entalpiat) nimetatakse nendeks

Kirchhoffi võrrand. Reaktsiooni termilise efekti sõltuvus temperatuurist
Diferentseerides temperatuuri suhtes (konstantsel rõhul) võrrandi DH = H2 − H1 saame ¶(

Entroopia mõiste. Statistiline termodünaamika ja entroopia füüsikaline tähendus
Kõik looduses toimuvad protsessid võib jagada spontaanseteks ja mittespontaanseteks. Spontaansed protsessid kulgevad ilma väljastpoolt energiat kulutamata; pro jaoks

Entroopia muutus kui isoleeritud süsteemi protsessi spontaanse kulgemise kriteerium
Spontaansed protsessid kulgevad ilma väljastpoolt tuleva energiakuluta. Protsessi spontaanne kulg on seotud pöördumatusega. termodüünides pöördumatu

Plancki postulaat. (termodünaamika kolmas seadus)
Erinevalt siseenergiast ja entalpiast saab entroopiale anda absoluutväärtused. See võimalus ilmneb Plancki postulaadi kasutamisel, mis

Termodünaamilised potentsiaalid
Termodünaamika matemaatiline aparaat põhineb pöörduvate protsesside termodünaamika esimese ja teise seaduse kombineeritud võrrandil: dU = T d

Gibbsi energia muutus keemilistes reaktsioonides
DG arvutus keemilised protsessid saab teha kahel viisil. Esimese meetodi puhul kasutatakse seost (27): DG = D

Keemiline potentsiaal
Mõelge süsteemidele, milles ainete kogused muutuvad. Need muutused võivad ilmneda keemiliste reaktsioonide või faasisiirete tagajärjel. Samal ajal nad muutuvad

Gibbsi faasireegel
Komponent - süsteemis sisalduv keemiliselt homogeenne aine, mida saab süsteemist eraldada ja mis võib eksisteerida isoleeritud kujul pikka aega.

Ühekomponendilised süsteemid
Kui kn = 1, on faasireegli võrrand järgmine: С = 3 - Ф, kui tasakaalus on 1 faas, siis С = 2,

Vee faasiskeem
Vee faasidiagramm koordinaatides p - T on näidatud joonisel 8. See koosneb 3 faasiväljast – erinevate (p, T) väärtustega aladest, mille jaoks

Väävli faasi diagramm
Kristalliline väävel eksisteerib kahe modifikatsioonina - rombilise (Sp) ja monokliinse (Sm) kujul. Seetõttu on võimalik, et seal

Clausiuse-Clapeyroni võrrand
Liikumine mööda kahefaasilise tasakaalu jooni faasidiagrammil (C=1) tähendab rõhu ja temperatuuri koordineeritud muutust, s.t. p = f(T). Üldine vorm selline funktsioon ühekomponendilise jaoks

Aurustumise entroopia
Aurustumise molaarne entroopia DSsp = DHisp/Tboil võrdub vahega Svapor - Sliquid. Kuna Sp

Keemiline tasakaal
Termodünaamiline tasakaal on selline süsteemi olek, mille omadused (temperatuur, rõhk, maht, kontsentratsioon) ajas konstantselt ei muutu

Massitegevuse seadus. Tasakaalukostandid
Keemilise tasakaalu kvantitatiivne tunnus on tasakaalukonstant, mida saab väljendada Ci tasakaalukontsentratsioonidena,

Keemilise reaktsiooni isobaar ja isokoor
Et saada tasakaalukonstandi Kp sõltuvust temperatuurist, kasutame Gibbsi-Helmholtzi võrrandit:

Lahenduste termodünaamika
Absoluutselt puhaste ainete olemasolu on võimatu – iga aine sisaldab tingimata lisandeid ehk teisisõnu on iga homogeenne süsteem mitmekomponentne. Lahendus on homogeenne süsteem

Lahenduste moodustamine. Lahustuvus
Ühe komponendi kontsentratsioon lahuses võib varieeruda nullist kuni mingi maksimumväärtuseni, mida nimetatakse komponendi lahustuvuseks. Lahustuvus on komponendi kontsentratsioon küllastunud aines

Gaaside lahustuvus vedelikes
Gaaside lahustuvus vedelikes sõltub paljudest teguritest: gaasi ja vedeliku olemusest, rõhust, temperatuurist, vedelikus lahustunud ainete kontsentratsioonist (eriti

Vedelike vastastikune lahustuvus
Olenevalt oma olemusest võib vedelikke segada mis tahes vahekorras (sel juhul räägitakse piiramatust vastastikusest lahustuvusest), need võivad olla praktiliselt määramatud.

Tahkete ainete lahustuvus vedelikes
Tahkete ainete lahustuvuse vedelikes määrab ainete iseloom ja see sõltub reeglina oluliselt temperatuurist; teave tahkete tahkete ainete lahustuvuse kohta

Vedeliku lahuse ja auru koostise seos. Konovalovi seadused
Komponentide suhteline sisaldus aurus reeglina erineb nende sisaldusest lahuses - aur on suhteliselt rikkam komponendis, mille keemispunkt on madalam. See asjaolu

Lahjendatud lahuste küllastunud aururõhk. Raoult' seadus
Kujutage ette, et teatud aine B viiakse tasakaalusüsteemi vedelik A – aur A. Lahuse moodustumisel muutub lahusti XA moolifraktsioon

Kõrvalekalded Raoult' seadusest
Kui binaarse (kahest komponendist koosneva) lahuse mõlemad komponendid on lenduvad, siis lahuse kohal olev aur sisaldab mõlemat komponenti. Mõelge kahendlahendusele, cos

Lahjendatud lahuste kristalliseerumistemperatuur
Erinevalt puhtast vedelikust ei tahku lahus konstantsel temperatuuril täielikult. Teatud temperatuuril, mida nimetatakse kristalliseerumise alguse temperatuuriks

Lahjendatud lahuste keemistemperatuur
Mittelenduva aine lahuste keemistemperatuur on alati kõrgem kui puhta lahusti keemistemperatuur samal rõhul. Vaatleme p-T diagrammi koos

Lahuse aktiivsuse mõiste
Kui lahustunud aine kontsentratsioon ei ületa 0,1 mol/l, siis loetakse mitteelektrolüüdi lahus tavaliselt lahjendatuks. Sellistes lahendustes molekulide omavaheline interaktsioon

Lahuste kolligatiivsed omadused
Mõned lahuste omadused sõltuvad ainult lahustunud osakeste kontsentratsioonist ja ei sõltu nende olemusest. Selliseid lahuse omadusi nimetatakse kolligatiivseks. Samal ajal isegi

Elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria. Dissotsiatsiooni aste
Elektrolüüdid on ained, mille sulandid või lahused juhivad ioonideks dissotsieerumise tõttu elektrivoolu. Elektrolüütide lahuste omaduste omaduste selgitamiseks pakkus S. Arrhenius välja

Nõrgad elektrolüüdid. Dissotsiatsioonikonstant
Nõrkade elektrolüütide dissotsiatsiooniprotsess on pöörduv. Süsteemis luuakse dünaamiline tasakaal, mida saab kvantifitseerida konstantse pa abil

Tugevad elektrolüüdid
Tugevad elektrolüüdid mis tahes kontsentratsiooniga lahustes dissotsieeruvad täielikult ioonideks ja seetõttu ei saa nõrkade elektrolüütide kohta saadud seadusi rakendada tugevatele elektrolüütidele.

Elektrolüütide lahuste elektrijuhtivus
Elektrivool on laetud osakeste korrapärane liikumine. Elektrolüütide lahustel on ioonjuhtivus, mis tuleneb ioonide liikumisest elektrilises

Elektrilised potentsiaalid faasipiiridel
Kui metallelektrood (elektroonilise juhtivusega juht) puutub elektroodi-vedeliku liidesel kokku polaarse lahusti (vesi) või elektrolüüdi lahusega, tekib topelt

Galvaaniline rakk. Galvaanielemendi EMF
Mõelge lihtsaimale Daniel-Jacobi galvaanilisele elemendile, mis koosneb kahest poolelemendist - tsink- ja vaskplaatidest, mis on paigutatud vastavalt tsingi ja vasksulfaatide lahustesse, mis on ühendatud.

Elektroodi potentsiaal. Nernsti võrrand
Galvaanielemendi E EMF on mugavalt kujutatud iga elektroodi iseloomustavate suuruste erinevusena - elektroodide potentsiaalid; O

Võrdluselektroodid
Elektroodi potentsiaali määramiseks on vaja mõõta galvaanilise elemendi EMF, mis koosneb testitavast elektroodist ja täpselt teadaoleva potentsiaaliga elektroodist.

Indikaatorelektroodid
Elektroode, mis on vesinikiooni suhtes pöörduvad, kasutatakse praktikas nende ioonide aktiivsuse määramiseks lahuses (ja seega ka lahuse pH) potentsioomi abil.

Redokselektroodid
Erinevalt kirjeldatud elektroodiprotsessidest toimuvad redokselektroodide puhul elektronide vastuvõtmise ja väljaandmise protsessid aatomite või ioonide poolt.

Keemilise reaktsiooni kiirus
Keemilise kineetika põhikontseptsioon on keemilise reaktsiooni kiirus. Keemilise reaktsiooni kiirus on reagentide kontsentratsiooni muutus ajaühikus. matemaatika

Keemilise kineetika põhipostulaat
(massi toime seadus keemilises kineetikas) Keemiline kineetika põhineb keemilise kineetika põhipostulaadil: Keemilise reaktsiooni kiirus on otseselt võrdeline

Nulljärjekorra reaktsioonid
Asendame avaldise (71) võrrandisse (74), võttes arvesse asjaolu, et arvutus põhineb lähteainel A (mis määrab miinusmärgi valiku):

Esimese järgu reaktsioonid
Asendame avaldise (71) võrrandiga (75): Integratsioon

Teise järgu reaktsioonid
Vaatleme kõige lihtsamat juhust, kui kineetilisel võrrandil on kuju (76). Sel juhul võime (71) arvesse võttes kirjutada:

CH3COOC2H5 + H2O -> CH3COOH + C2H5OH
Kui see reaktsioon viiakse läbi etüülatsetaadi ja vee lähedasel kontsentratsioonil, on reaktsiooni üldine järjekord kaks ja kineetiline võrrand on järgmisel kujul:

Reaktsiooni järjekorra määramise meetodid
Reaktsiooni osaliste järjekordade määramiseks kasutatakse liigkontsentratsioonide meetodit. See seisneb selles, et reaktsioon viiakse läbi tingimustes, kus ühe reaktiivi kontsentratsioon on suur

Paralleelsed reaktsioonid
Lähteained võivad samaaegselt moodustada erinevaid reaktsiooniprodukte, näiteks kahte või enamat isomeeri:

ahelreaktsioonid
Need reaktsioonid koosnevad reast omavahel seotud etappidest, kus iga etapi käigus toodetud osakesed genereerivad järgnevaid etappe. Reeglina toimuvad ahelreaktsioonid vabade osavõtul

Van't Hoffi ja Arrheniuse võrrandid
Reaktsioonikiiruse konstant k võrrandis (72) on temperatuuri funktsioon; temperatuuri tõus üldiselt suurendab kiiruskonstanti. Esimene katse võtta arvesse temperatuuri mõju oli

Fotokeemilised reaktsioonid
Aktiveerimisbarjääri ületamiseks molekulide interaktsiooni ajal saab süsteemi energiaga varustada valguskvantide kujul. Reaktsioonid, mille käigus osakesed aktiveeruvad

Katalüüs
Keemilise reaktsiooni kiiruse antud temperatuuril määrab aktiveeritud kompleksi moodustumise kiirus, mis omakorda sõltub energiast

Michaelise võrrand
Ensümaatiline katalüüs - katalüütilised reaktsioonid, mis toimuvad ensüümide osalusel - valgulise iseloomuga bioloogilised katalüsaatorid. Ensümaatilisel katalüüsil on kaks iseloomulikku tunnust

Dispergeeritud süsteemide molekulaarsed ja kineetilised omadused
Purustatud osakesi iseloomustab Browni liikumine. See on intensiivsem, seda väiksem on osakeste läbimõõt ja seda madalam on söötme viskoossus. Osakeste läbimõõduga 3–4 µm on Browni liikumine

Kolloidsüsteemide optilised omadused
Kolloidsüsteeme iseloomustab tuhm (tavaliselt sinakas) helendus, mida on võimalik jälgida tumedal taustal, kui valgusvihk neist läbi lastakse. See sära põlema

Adsorptsioon. Gibbsi võrrand
Adsorptsioon on aine massi pinnakihi spontaanse paksenemise nähtus, mis alandab selle olemasolu tõttu pindpinevust. Adsorptsiooni väärtus (G, mol/m

Adsorptsioon tahke-gaasi liidesel
Kui gaase adsorbeeritakse tahketele ainetele, on adsorbaadi (adsorbeeritav aine) ja adsorbendi (adsorbeeritav aine) molekulide interaktsiooni kirjeldus väga keeruline.

Adsorptsioon lahustest
Pindaktiivsed ained (surfaktants) Pindaktiivsed ained (pindaktiivsed ained) vähendavad pindpinevust. Vees adsorbeerunud pindaktiivsete ainete molekulid p

Mitsellistumine
Sarnaselt adsorptsiooniga on mitselli moodustumise nähtus seotud selle polaarsete molekulide (molekulide osade) ja süsivesinike ahela hüdrofoobsete sidemetega. Kõrgem

Kahekordne elektrikiht ja elektrokineetilised nähtused
Mitsellide struktuuri vaagimisel selgus, et kolloidosakeste pinnale moodustub topeltelektriline kiht (EDL). Esimese DEL-struktuuri teooria töötasid välja Helmholtz ja Perret