Dispersinių sistemų gavimas dispersijos metodais. Dispersinių sistemų paruošimas, stabilizavimas ir valymas

Kondensacijos metodai grindžiami naujos fazės atsiradimo procesais, sujungiant molekules, jonus ar atomus vienalytėje terpėje. Šiuos metodus galima suskirstyti į fizinius ir cheminius.

fizinis kondensatas. Svarbiausi fiziniai gavimo būdai išsklaidytos sistemos- garų kondensacija ir tirpiklio pakeitimas. Dauguma geras pavyzdys kondensacija iš garų yra rūko susidarymas. Pasikeitus sistemos parametrams, ypač mažėjant temperatūrai, garų slėgis virš skysčio (arba virš kietos medžiagos) gali tapti didesnis už pusiausvyros garų slėgį ir dujų fazėje atsiranda nauja skystoji (kieta) fazė. Dėl to sistema tampa nevienalytė – pradeda formuotis rūkas (dūmai). Tokiu būdu gaunami, pavyzdžiui, kamufliažiniai aerozoliai, kurie susidaro aušinant P2O5, ZnO ir kitų medžiagų garus. Liozoliai gaunami bendrai kondensuojant medžiagų garus, kurie sudaro dispersinę fazę ir dispersinę terpę ant aušinto paviršiaus.

Plačiai naudojamas tirpiklio pakeitimo būdas, pagrįstas, kaip ir ankstesnis, tokiu sistemos parametrų pasikeitimu, kai komponento cheminis potencialas dispersinėje terpėje tampa didesnis už pusiausvyrą ir tendencija perėjimas į pusiausvyros būseną veda prie naujos fazės susidarymo. Priešingai nei garų kondensacijos metodas (temperatūros pokytis), taikant tirpiklio pakeitimo metodą, keičiama terpės sudėtis. Taigi, jei sotus molekulinis sieros tirpalas etilo alkoholyje pilamas į didelį kiekį vandens, tada gautas tirpalas alkoholio ir vandens mišinyje jau yra persotintas. Persotinimas sukels sieros molekulių agregaciją ir susidarys naujos fazės dalelės - išsklaidytos.

Tirpiklio pakeitimo metodas naudojamas sieros, fosforo, arseno, kanifolijos, celiuliozės acetato ir daugelio kitų organinės medžiagos pilant į vandenį šių medžiagų alkoholio arba acetono tirpalus.

cheminis kondensatas. Šie metodai taip pat pagrįsti kondensaciniu naujos fazės atskyrimu nuo persotinto tirpalo. Tačiau, skirtingai nei fiziniai metodai, medžiaga, kuri sudaro dispersinę fazę, atsiranda dėl cheminės reakcijos. Taigi bet kokia cheminė reakcija, vykstanti susidarant naujai fazei, gali būti koloidinės sistemos gavimo šaltinis. Kaip pavyzdžiai pateikti šie cheminiai procesai.

• 1. Atsigavimas. Klasikinis šio metodo pavyzdys yra aukso zolio paruošimas redukuojant chloroauro rūgštį. Vandenilio peroksidas gali būti naudojamas kaip reduktorius (Zigmondy metodas):
• 2HauCl2+3H2O22Au+8HCl+3O2

Taip pat žinomi kiti reduktoriai: fosforas (M. Faraday), taninas (W. Oswald), formaldehidas (R. Zhigmondy). Pavyzdžiui,

• 2KauO2+3HCHO+K2CO3=2Au+3HCOOK+KHCO3+H2O
• 2. Oksidacija. Oksidacinės reakcijos yra plačiai paplitusios gamtoje. Taip yra dėl to, kad kylant magminiams lydalams ir nuo jų atskirtoms dujoms, skysčių fazėms ir požeminiam vandeniui iš zonos išeina visos judriosios fazės. atkūrimo procesai dideliame gylyje į šalia paviršiaus esančias oksidacinių reakcijų zonas. Tokių procesų pavyzdys yra sieros zolio susidarymas hidroterminiuose vandenyse su oksiduojančiomis medžiagomis (sieros dioksidu arba deguonimi):
• 2H2S+O2=2S+2H2O

Kitas pavyzdys yra geležies bikarbonato oksidacijos ir hidrolizės procesas:

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

Gautas geležies hidroksido zolis suteikia natūraliems vandenims raudonai rudą spalvą ir yra rūdžių rudų nuosėdų zonų apatiniuose dirvožemio sluoksniuose šaltinis.

• 3. Hidrolizė. Gamtoje paplitęs ir svarbą technologijoje druskų hidrolizės procesuose susidaro hidrozoliai. Nuotekų valymui naudojami druskos hidrolizės procesai (aliuminio hidroksidas gaunamas hidrolizuojant aliuminio sulfatą). Didelis specifinis hidrolizės metu susidarančių koloidinių hidroksidų paviršius leidžia efektyviai adsorbuoti priemaišas – aktyviųjų paviršiaus medžiagų molekules ir sunkiųjų metalų jonus.
• 4. Keitimosi reakcijos. Šis metodas yra labiausiai paplitęs praktikoje. Pavyzdžiui, gauti arseno sulfido zolį:
• 2H3AsO3+3H2SAs2S3+6H2O,

gauti sidabro jodido zolį:

AgNO3+KIAgI+KNO3

Įdomu tai, kad mainų reakcijos leidžia gauti zolius organiniuose tirpikliuose. Visų pirma, reakcija

Hg(CN)2+H2SHgS+2HCN

Jis atliekamas ištirpinant Hg (CN) 2 metilo, etilo arba propilo alkoholyje ir per tirpalą leidžiant vandenilio sulfidą.

Gerai žinomos analitinės chemijos reakcijos, pvz., bario sulfato arba sidabro chlorido nuosėdų susidarymas

Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl

AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

tam tikromis sąlygomis susidaro beveik skaidrūs, šiek tiek drumsti zoliai, dėl kurių vėliau gali iškristi krituliai.

Taigi zolių paruošimui kondensaciniu būdu būtina, kad medžiagos koncentracija tirpale viršytų tirpumą, t.y. tirpalas turi būti persotintas. Šios sąlygos būdingos tiek smulkiam zoliui, tiek normaliai kietosios fazės nuosėdoms susidaryti. Tačiau pirmuoju atveju atitiktis specialios sąlygos, kuri, remiantis Veimaro sukurta teorija, susideda iš daugybės išsklaidytos fazės branduolių atsiradimo vienu metu. Branduolys turėtų būti suprantamas kaip minimalus naujos fazės, kuri yra pusiausvyroje su aplinką. Norint gauti labai išsklaidytą sistemą, būtina, kad branduolio susidarymo greitis būtų daug didesnis nei kristalų augimo greitis. Praktiškai tai pasiekiama pilant vieno komponento koncentruotą tirpalą į labai praskiestą kito komponento tirpalą, intensyviai maišant.

Soliai susidaro lengviau, jei juos ruošiant į tirpalus įterpiami specialūs junginiai, vadinami apsauginėmis medžiagomis arba stabilizatoriais. Muilai, baltymai ir kiti junginiai naudojami kaip apsauginės medžiagos ruošiant hidrozolius. Stabilizatoriai taip pat naudojami ruošiant organozolius.

Solis yra dispersinė sistema su kietųjų dalelių dispersine faze. Aerozolis atitinka dujinę dispersinę terpę, liozolis (hidrozolis) – skystą dispersinę terpę.

Skysčių dispersija paprastai vadinama purškimu, kai ji vyksta dujų fazėje, o emulsacija, kai ji atliekama kitame skystyje, kuris nesimaišo su pirmuoju.

Sklaida- smulkus kietųjų medžiagų arba skysčių šlifavimas, dėl kurio susidaro milteliai, suspensijos, emulsijos ( emulsinimas, arba emulsinimas). Kai kietosios medžiagos yra išsklaidytos, įvyksta jų mechaninis sunaikinimas.

Dispersijos metodai

– mechaninė dispersija- atliekami veikiant išoriniams mechaniniams darbams. Metodai: abrazyvinis, smulkinimas, skaldymas, purškimas, burbuliavimas (oro srove praleidžiant per skystį), kratymas, sprogimas, garso ir ultragarso bangų veikimas. Šiuo būdu gaunami miltai, cukraus pudra, kakavos milteliai, prieskoniai, malta kava ir kt. Šiuo metodu gautas dalelių dydis, k.p. gana didelis, mažiausiai 100 nm. Įranga: skiediniai, malūnai, įvairių tipų trupintuvai, girnos.

Siekiant pagerinti efektyvumą, mechaninė dispersija atliekama skystoje terpėje. Skysčiai (paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalai, elektrolitai), drėkinantys kietą medžiagą, adsorbuojami ant jos ir apdirbant mažina stiprumą. Tai vadinama kietųjų medžiagų adsorbcijos stiprumo mažinimu arba rebinder efektas(1982 m. pateisino P.A. Rebinderis).

– elektrinė dispersija– pagrįstas įtampos lanko susidarymu tarp purškiamo metalo elektrodų, patalpintų į aušinamą nuolatinę srovę. Metalai išgaruoja esant įtampos lanko temperatūrai, o tada kondensuojasi šaltoje nuolatinėje srovėje. Šiuo metodu daugiausia gaunami metalų hidrozoliai (dispersijos terpė yra vanduo), pavyzdžiui, sidabras, auksas ir platina.

– ultragarso dispersija- remiantis ultragarso virpesiais, kurių dažnis didesnis nei 20 tūkst. per 1 s, kurių žmogaus ausis nepagauna, jis veiksmingas tik mažo stiprumo medžiagoms. Tai siera, grafitas, krakmolas, guma, želatina ir kt.

į fizikines ir chemines medžiagasdispersija taikoma metodas peptizacija. Jį sudaro šviežiai paruoštų birių nuosėdų perkėlimas į koloidinį tirpalą, veikiant specialiais stabilizuojančiais priedais (peptizatoriais - elektrolitais, paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalais). Peptizatoriaus veikimas yra tas, kad nuosėdų dalelės yra atskirtos viena nuo kitos ir perkeliamos į suspenduotą būseną, sudarydamos zolį. Šiuo metodu galima gauti, pavyzdžiui, geležies hidroksido hidrozolį (III). Peptizacijos metodas gali būti naudojamas tik šviežiai paruoštoms nuosėdoms, nes saugojimo metu vyksta rekristalizacija ir senėjimo procesai, dėl kurių dalelės susilieja viena su kita. Šiuo metodu gautų dalelių dydis yra apie 1 nm.

DISPERSIJA

Sklaida gali būti spontaniška ir nespontaniška. Liofilinėms sistemoms būdinga spontaniška dispersija. Kalbant apie liofobines sistemas, spontaniška sklaida neįtraukiama, sklaida jose įmanoma išleidžiant tam tikrą darbo kiekį.

Būdinga dispersija dispersijos laipsnis ( a ) . Jis nustatomas pagal pradinio produkto dydžių ir susidariusios sistemos dispersinės fazės dalelių santykį.

a = d n/ d k,(7.1)

d n , d k yra dalelių skersmuo prieš ir po šlifavimo.

Darbas W, reikalingas kietajai ar skysčiui sklaidyti, išleidžiamas kūno deformavimui W e ir apie naujos sąsajos formavimą W a, kuris matuojamas sukibimo darbu. Deformacija yra būtina kūno sunaikinimo sąlyga. Dispersijos darbas nustatomas pagal formulę:

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

* - vertė, proporcinga arba lygi paviršiaus įtempimui sąsajoje,

DB- fazės sąsajos padidėjimas dėl dispersijos,

V- pradinio korpuso tūris prieš dispersiją,

k- koeficientas, atitinkantis kūno tūrio vieneto deformacijos darbą.

Koloidinės chemijos metodų pagalba galima sumažinti dispersijai reikalingą energiją. Adsorbcijos stiprumo mažinimas yra vienas iš tokių būdų. Dėl paviršinio aktyvumo medžiagų adsorbcijos ant kieto kūno išorinių ir vidinių paviršių mažėja paviršinis paviršiaus įtempimas, palengvėja kieto kūno deformacija.

Sumažinti dispersijos energiją galima šiais būdais: proceso vykdymas skystoje terpėje, šlifavimas tuo pačiu metu vibruojant, ultragarso metodas.

DĖL KONDENSACIJOS PROCESŲ GAVIMAS DISPERSIJOS SISTEMOS

Kondensacijos metodai : kondensacija, desublimacija, kristalizacija. Jie pagrįsti naujos fazės susidarymu persotintos medžiagos būsenos sąlygomis dujinėje arba skystoje terpėje. Tokiu atveju sistema keičiasi iš homogeninės į nevienalytę. Kondensacija ir desublimacija būdinga dujinei terpei, o kristalizacija – skystai.

Būtina sąlyga kondensacijai ir kristalizacijai - medžiagos persotinimas ir netolygus pasiskirstymas dispersinėje terpėje bei kondensacijos centrų susidarymas (embrionai).

Persotinimo laipsnis b tirpalui ir garams gali būti išreikšti taip:

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

p, c - persočiųjų garų slėgis ir medžiagos koncentracija persotintame tirpale, p s- sočiųjų garų pusiausvyros slėgis ant plokščio paviršiaus, s s- pusiausvyros tirpumas, atitinkantis naujos fazės susidarymą.

Kondensaciją palengvina smulkiausios dalelės. Pavyzdžiui, orlaivių kuro degimo produktai, dirvožemio dalelės ir kt. gali būti vandens garų kondensacijos branduoliai.

Kai nėra kondensacijos branduolių, lašeliai gali egzistuoti peršalę. Kai tokiomis sąlygomis kondensuojasi garai, susidarys ne lašai, o kristalai. Vadinamas procesas, kurio metu dujinė medžiaga pereina į kietą būseną, nepraeidama skystosios būsenos desublimacija.

Sublimacija -kietosios medžiagos perėjimas į dujas nepraėjus per skystį.

Kondensacijos metodai yra pagrįsti savaiminiais procesais, kuriuos lydi Gibso energijos sumažėjimas.

Branduolių susidarymo ir dalelių susidarymo metu iš persotinto tirpalo ar dujų fazės cheminis potencialas kintam, atsiranda sąsaja, kuri tampa pertekliaus nešėja paviršiaus energija.

Kondensatas gali būti fizinis arba cheminis.

fizinis kondensatas - atliekamas sumažėjus dujinės terpės, kurioje yra įvairių medžiagų garų, temperatūrai.

Izoterminis distiliavimas : mažų dalelių dydžio sumažėjimas iki visiško jų išnykimo ir didelių dalelių augimo.

MEMBRANOS IR MEMBRANŲ PROCESAI

membranos- pusiau laidžios pertvaros, kurių pagalba atliekamas osmosas. Osmosas- savaiminis tirpiklio (dispersinės terpės) pernešimo per membraną procesas iš tirpiklio (mažiau koncentruoto arba koloidinio tirpalo) į tirpalą (arba į labiau koncentruotą tirpalą).

Membranos yra plonos porėtos plėvelės; tai dvimatės labai išsklaidytos sistemos.

Dažniausiai membranos naudojamos skysčiams išvalyti nuo priemaišų naudojant atvirkštinį osmosą (ištirpusių priemaišų judėjimą per membraną veikiant išoriniam slėgiui).

7.2 pav. Osmoso (a), atvirkštinio osmoso (b), ultrafiltravimo ir dializės (c) schema

1.dispersinė terpė (grynas skystis) L, 2.koloidinis S/L arba tikras tirpalas, 3.membrana, 4.grynas skysčio (tirpiklio) srautas, 5.priemaišų srautas.

Jei slėgis P taikomas iš išsklaidytos sistemos 2 pusės, tai skysčio srautas iš 2 srities pereis į 1 sritį. Per 3 membraną praeina tik tirpiklio molekulės (dėl didesnio judrumo). 1 srities turinys bus praturtintas grynu skysčiu, o priemaišos susikaups 2 srityje.

Skysčio judėjimo kryptis atvirkštinio osmoso atveju yra priešinga jo judėjimui osmoso atveju.

Darbas, reikalingas atvirkštiniam osmosui įgyvendinti, išleidžiamas skysčiui išstumti per poras:

W oc = D R V (7.4)

Dp yra slėgio kritimas abiejose membranos pusėse,

Vyra skysčio tūris, praėjęs per membranas.

D p = P - p (7.5)

P - perteklinis slėgis virš tirpalo,

p- osmoso slėgis.

7.5 lygtis reiškia, kad Р> p. Ši sąlyga nustato viršslėgį, reikalingą atvirkštiniam osmosui atlikti.

Su pagalba dializė(7.2, c) dispersinė sistema išvaloma nuo priemaišų jonų arba molekulių pavidalu. Disperguota sistema dedama į dešinę 2 indo dalį, nuo kairiosios dalies 1 atskirta membrana 3. Membrana yra laidi molekulėms ir jonams, tačiau išlaiko dispersinės fazės daleles. Priemaišos, atsirandančios dėl difuzijos iš didesnės koncentracijos 2 srities, savaime pereis į mažesnės koncentracijos 1 sritį.

Koloidinio tirpalo valymą dializės būdu galima sustiprinti taikant išorinį slėgį p (7.2, c). Šiuo atveju procesas vadinamas ultrafiltravimu.

Atvirkštinis osmosas, dializė, ultrafiltracija naudojami įvairiems tikslams, tačiau jie turi daug bendro, naudojama panaši įranga.

Pagrindinis membranos veikimo principas yra selektyvus pralaidumas, kurį lemia porų dydis, valomų sistemų savybės ir išorinis slėgis.

Be valymo tirpalų, membranos prisideda prie elektrolitų pusiausvyros, esant dalelėms ar jonams, kurių dydis neleidžia jiems prasiskverbti pro poras, vadinamieji. membranos pusiausvyra, kuris turi praktinę reikšmę IUD tirpalams, medžiagų brinkimo procesuose ir įvairiuose fiziologiniuose procesuose.

Membranų technologija yra daug efektyvesnė nei kitos panašios technologijos ir reikalauja mažiau energijos sąnaudų.

MOLEKULINIŲ-KINETINIŲ SAVYBIŲ PRIEŽASTIS

Visas molekulines-kinetines savybes lemia chaotiškas šiluminis dispersinės terpės molekulių judėjimas, kurį sudaro molekulių transliaciniai, sukimosi ir vibraciniai judesiai.

Molekulės turi skirtingą kinetinę energiją. Tačiau esant tam tikrai temperatūrai, vidutinė molekulių kinetinės energijos vertė išlieka pastovi. Dispersijos terpės molekulių kinetinės energijos verčių svyravimai yra molekulinių kinetinių savybių priežastis.

Molekulinės-kinetinės savybės pasireiškia skystoje ir dujinėje dispersinėje terpėje.

BRŪNAS JUDĖJIMAS

Mažiausios nereikšmingos masės dalelės patiria nevienodą dispersinės terpės molekulių poveikį, paveiksle parodyta susidariusi jėga F, dėl kurio dalelės juda.

7.3 pav. Dispersinės terpės molekulių poveikis dispersinės fazės dalelei.

Šios jėgos kryptis ir impulsas nuolat kinta, todėl dalelės juda atsitiktinai.

Einšteinui ir Smoluchovskiui 1907 m. pavyko nustatyti susidarančios jėgos kryptį ir susieti ją su molekulinėmis-kinetinėmis terpės savybėmis nepriklausomai vienas nuo kito.

Jų skaičiavimai buvo pagrįsti ne tikruoju dalelių keliu, o dalelių poslinkiu (7.4 pav.).

Dalelės kelią lemia polilinija ir poslinkis X apibūdina dalelės koordinatės pasikeitimą per tam tikrą laikotarpį. Vidutinis poslinkis lems dalelės kvadratinį poslinkį:

(7.6)

x 1, x 2, x i- dalelės pasislenka tam tikrą laiką.

Brauno judėjimo teorija kilusi iš atsitiktinės jėgos sąveikos sampratos f( t) , kuris apibūdina molekulių ir jėgų poveikį Ft, priklausomai nuo laiko ir trinties jėgos dispersinės fazės dalelėms judant dispersinėje terpėje greičiu v. Brauno judėjimo lygtis(Langevino lygtis) turi tokią formą:

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

Kur m yra dalelės masė,hyra trinties koeficientas dalelėms judant.

Esant dideliems laiko intervalams, dalelių inercija, tai yra terminas m(dv/ dt) galima nepaisyti. Po integravimo 7.7. su sąlyga, kad atsitiktinės jėgos impulsų vidutinė sandauga lygi nuliui, raskite vidutinį poslinkį:

(7.8)

Kur t- laikas, h- dispersinės terpės klampumas, r yra dispersinės fazės dalelių spindulys.

Brauno judėjimas ryškiausias labai išsklaidytose sistemose. Priežasčių supratimas ir Brauno judėjimo teorijos plėtojimas yra puikus medžiagos molekulinės prigimties įrodymas.

DIFUZIJA

Difuzija- savaiminio medžiagos plitimo iš didesnės koncentracijos srities į mažesnės koncentracijos plotą procesas.

Difuzijos tipai:

1. molekulinis;

2. joninis;

3. koloidinių dalelių difuzija.

Jonų difuzija yra susijusi su spontanišku jonų judėjimu. Difuzinio priešjonų sluoksnio susidarymas ant dispersinės fazės dalelių paviršiaus vyksta pagal jonų difuzijos mechanizmą.

Labai dispersinių koloidinių dalelių difuzija parodyta fig. 7.5.n 1 > n 2 . Tai yra, difuzija eina iš apačios į viršų. Difuzijai būdingas tam tikras medžiagos judėjimo greitis per skerspjūvį B, kuris yra lygus dm/ dt.

Ant atstumo Dx koncentracijos skirtumas busn 2 - n 1 , yra neigiama reikšmė.

dn/ dx yra koncentracijos gradientas.

Medžiagos judėjimo greitis:

dm = – D·( dn/ dx) · Bdt (7.9)

D- difuzijos koeficientas.

7.9 lygtis – pagrindinė difuzijos lygtis V diferencinė forma. Jis galioja visoms difuzijos rūšims. Integruota forma jis taikomas dviem procesams: stacionarus ir nestacionarus.

Stacionariam procesui koncentracijos gradientas yra pastovus. Integruodami 7.9., gauname:

m = – D(dn/ dx) Bt- Pirmasis Ficko įstatymas (7.10)

Fizinė difuzijos koeficiento reikšmė : Jei- dn/ dx= 1, B = 1, t= 1, tada m = D ty difuzijos koeficientas skaitine prasme lygus difuzuojančios medžiagos masei, kai koncentracijos gradientas, difuzijos srauto skerspjūvio plotas, laikas lygus vienetui.

Koloidinėms dalelėms būdingas minimalus difuzijos koeficientas.

Difuzija yra kiekybiškai įvertinta difuzijos koeficientas, kuris yra susijęs su vidutiniu poslinkiu:

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

D= kT/ (6 phr) (7.12)

k= R/ N A .

Iš šios formulės matyti, kad difuzijos koeficientas priklauso ir nuo dalelių formos, taigi, žinant difuzijos koeficientą, galima nustatyti dispersinės fazės dalelių dydį.

OSMOZĖ

Kai du skirtingos koncentracijos tirpalai yra atskirti pusiau pralaidžia pertvara, tirpiklio srautas vyksta iš mažesnės koncentracijos į didesnę. Šis procesas vadinamas osmosu.

1 - indas su tirpalu, 2 - indas su grynu skysčiu, 3 - pusiau pralaidi pertvara (membrana).

Termodinaminis osmoso paaiškinimas:

Gryno skysčio cheminis potencialasm 2 viršija to paties skysčio cheminį potencialą tirpalem 1 .Procesas spontaniškai eina link mažesnio cheminio potencialo, kol cheminiai potencialai išsilygins.

Dėl skysčio judėjimo bake 1 susidaro perteklinis slėgisppaskambino osmosinis. Į 1 sritį prasiskverbiantis tirpiklis pakelia skysčio lygį iki aukščio H, o tai kompensuoja gryno tirpiklio slėgį.

Osmoso slėgis - perteklinis slėgis virš tirpalo, kuris būtinas, kad tirpiklis nepatektų per membraną.

Osmosinis slėgis yra lygus slėgiui, kurį sukurtų dispersinė fazė, jei ji, esanti tos pačios temperatūros dujų pavidalu, užimtų tokį patį tūrį kaip koloidinė sistema (tirpalas). Osmosinis slėgis atsiranda spontaniškai dėl dispersinės terpės molekulinių-kinetinių savybių.

Osmosinis slėgis idealiems neelektrolitų tirpalams:

pV = RTln(1 – x) (7.13)

Vyra tirpiklio molinis tūris, x yra ištirpusios medžiagos molinė dalis.

Atskiestų ne elektrolitų tirpalų atveju:

pV = nRT (7.14)

Kur n yra tirpios medžiagos molių skaičius.

Jei ištirpusios medžiagos masė = q, masė \u003d M, tada n = q/M, tada:

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

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

r- dalelių tankis, m- dispersinės fazės dalelių molekulinė masė, r yra dispersinės fazės dalelių spindulys.

Tada:

(7.17)

Iš šios formulės išplaukia, kad osmosinis slėgis yra tiesiogiai proporcingas dispersinės fazės koncentracijai ir atvirkščiai proporcingas šių dalelių dydžiui.

Koloidinių tirpalų osmosinis slėgis yra nereikšmingas.

SEDIMENTACIJA

Sedimentacija- dispersinės fazės dalelių nusėdimas, atvirkštinė sedimentacija - dalelių plūdimas.

Kiekvieną sistemos dalelę veikia gravitacija ir Archimedo kėlimo jėga:

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

Kur r, r 0 - dispersinės fazės ir dispersinės terpės dalelių tankis, m yra dalelės masė, v yra dalelės tūris, g- gravitacijos pagreitis.

Šios jėgos yra pastovios ir nukreiptos įvairiomis kryptimis. Gaunama jėga, sukelianti sedimentaciją, yra:

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

Jeigu r> r 0 , tada dalelė nusėda, jei atvirkščiai, tada ji plūduriuoja.

Dalelės laminarinio judėjimo metu atsiranda pasipriešinimas - trinties jėga:

F tr = B u (7.20)

B - trinties koeficientas, u yra dalelės greitis.

Jėga, veikianti dalelę judėjimo metu:

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

Didėjant greičiui esant pakankamai dideliam trinties koeficientui, ateina momentas, kai trinties jėga pasiekia jėgą, sukeliančią nusėdimą, ir varomoji jėga bus lygi nuliui. Po to dalelės greitis tampa pastovus:

u = vg(r (7,23)

Žinant į lygtį įtrauktus dydžius, galima nesunkiai rasti išsklaidytos fazės dalelių spindulį.

Gebėjimas nusodinti išreiškiamas per sedimentacijos konstanta:

S sed = u/g (7.24)

Sedimentacijos reiškinys plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose, įskaitant dažnai naudojamą dispersinėms sistemoms analizuoti.

Du dispersinių sistemų gavimo būdai – dispersija ir kondensacija

Dispersija ir kondensacija – laisvos dispersijos sistemų gavimo būdai: milteliai, suspensijos, zoliai, emulsijos ir kt. Pagal dispersiją suprasti medžiagos gniuždymą ir malimą kondensacijos būdu - nevienalytės dispersinės sistemos susidarymą iš homogeninės dėl molekulių, atomų ar jonų susijungimo į agregatus.

Pasaulyje įvairių medžiagų ir medžiagų gamyboje dispersijos ir kondensacijos procesai užima vieną iš pirmaujančių vietų. Milijardai tonų žaliavų ir produktų gaunama laisvai išsklaidytos būsenos. Tai užtikrina jų transportavimo ir dozavimo patogumą, taip pat leidžia gauti vienalyčių medžiagų ruošiant mišinius.

Pavyzdžiai: rūdos smulkinimas ir malimas, akmens anglys, cemento gamyba. Skystojo kuro degimo metu įvyksta dispersija.

Kondensatas atsiranda formuojantis rūkui, kristalizacijos metu.

Reikėtų pažymėti, kad dispersijos ir kondensacijos metu dispersinių sistemų susidarymas lydi naujo paviršiaus atsiradimą, ty medžiagų ir medžiagų specifinio paviršiaus ploto padidėjimą, kartais tūkstančius ar daugiau kartų. Todėl norint gauti išsklaidytas sistemas, su kai kuriomis išimtimis, reikia energijos.

Smulkinimo ir malimo metu medžiagos sunaikinamos pirmiausia stiprumo defektų (makro ir mikro įtrūkimų) vietose. Todėl, didėjant šlifavimo procesui, dalelių stiprumas didėja, todėl didėja energijos suvartojimas jų tolesniam sklaidai.

Medžiagų sunaikinimą galima palengvinti naudojant Rebinder efektas – adsorbcijos kietųjų kūnų iškrypimo mažinimas. Šis poveikis sumažina paviršiaus energiją naudojant paviršinio aktyvumo medžiagas, taip palengvinant kietosios medžiagos deformaciją ir sunaikinimą. Kaip tokios aktyviosios paviršiaus medžiagos, čia vadinamos kietumo reduktoriai, gali būti naudojami, pavyzdžiui, skystieji metalai kietiems metalams sunaikinti arba tipiškos paviršinio aktyvumo medžiagos.

Kietumo mažinimo priemonės pasižymi nedideliu kiekiu, sukeliančiu Rebinder efektą ir veikimo specifiškumą. Medžiagą drėkinantys priedai padeda terpei prasiskverbti į defektų vietas, o kapiliarinių jėgų pagalba taip pat palengvina kietosios medžiagos sunaikinimą. Paviršinio aktyvumo medžiagos ne tik prisideda prie medžiagos sunaikinimo, bet ir stabilizuoja išsklaidytą būseną, neleidžiant dalelėms sulipti.

Sistemas su didžiausiu dispersijos laipsniu galima gauti tik naudojant kondensacijos metodus.

Taip pat galima gauti koloidinius tirpalus cheminis kondensacijos metodas, pagrįsta cheminių reakcijų vykdymu, kartu su netirpių arba mažai tirpių medžiagų susidarymu. Šiuo tikslu naudojami Įvairių tipų reakcijos – skilimas, hidrolizė, redoksas ir kt.

Dispersinių sistemų valymas.

Didelės molekulinės masės junginių (HMC) zoliuose ir tirpaluose yra mažos molekulinės masės junginių kaip nepageidaujamų priemaišų. Jie pašalinami šiais būdais.

Dializė. Dializė istoriškai buvo pirmasis valymo būdas. Ją pasiūlė T. Greimas (1861). Paprasčiausio dializatoriaus schema parodyta fig. 3 (žr. priedą). Išvalomas zolis, arba IUD tirpalas, pilamas į indą, kurio dugne yra membrana, kuri sulaiko koloidines daleles arba makromolekules ir praleidžia tirpiklio molekules bei mažos molekulinės masės priemaišas. Išorinė terpė, besiliečianti su membrana, yra tirpiklis. Mažos molekulinės masės priemaišos, kurių koncentracija pelenų ar stambiamolekuliniame tirpale didesnė, pro membraną patenka į išorinę aplinką (dializatą). Paveiksle mažos molekulinės masės priemaišų srauto kryptis parodyta rodyklėmis. Valymas tęsiamas tol, kol priemaišų koncentracijos pelenuose ir dializate tampa artimos dydžiui (tiksliau, kol išsilygins cheminiai potencialai pelenuose ir dializate). Jei atnaujinsite tirpiklį, galite beveik visiškai atsikratyti priemaišų. Šis dializės naudojimas yra tinkamas, kai valymo tikslas yra pašalinti visas mažos molekulinės masės medžiagas, praeinančias per membraną. Tačiau kai kuriais atvejais užduotis gali pasirodyti sunkesnė – reikia atsikratyti tik tam tikros dalies mažos molekulinės masės junginių sistemoje. Tada kaip išorinė aplinka taikyti tirpalą tų medžiagų, kurias reikia saugoti sistemoje. Būtent ši užduotis iškeliama valant kraują nuo mažos molekulinės masės šlakų ir toksinų (druskų, karbamido ir kt.).

Ultrafiltracija. Ultrafiltravimas – tai valymo būdas, kai dispersinė terpė per ultrafiltrus suspaudžiama kartu su mažos molekulinės masės priemaišomis. Ultrafiltrai yra to paties tipo membranos, naudojamos dializei.

Paprasčiausias ultrafiltravimo įrenginys parodytas fig. 4 (žr. priedą). Išgrynintas sol arba IUD tirpalas pilamas į maišelį iš ultrafiltro. Perteklius taikomas zoliui, palyginti su Atmosferos slėgis. Jį gali sukurti arba išorinis šaltinis (suspausto oro bakas, kompresorius ir kt.) arba didelė skysčio kolonėlė. Dispersijos terpė atnaujinama į zolį pridedant gryno tirpiklio. Kad valymo greitis būtų pakankamai didelis, atnaujinimas atliekamas kuo greičiau. Tai pasiekiama taikant didelį viršslėgį. Kad membrana atlaikytų tokias apkrovas, ji uždedama ant mechaninės atramos. Kaip tokia atrama tarnauja grotelės ir plokštės su skylutėmis, stiklo ir keramikos filtrai.

Mikrofiltravimas . Mikrofiltravimas – tai mikrodalelių, kurių dydis svyruoja nuo 0,1 iki 10 mikronų, atskyrimas filtrais. Mikrofiltrato veikimą lemia membranos poringumas ir storis. Norėdami įvertinti poringumą, ty porų ploto santykį su bendro ploto filtrai, naudojami įvairūs metodai: skysčių ir dujų forsavimas, membranų elektrinio laidumo matavimas, forsavimo sistemos, kuriose yra kalibruotų dispersinės fazės dalelių ir kt.

Mikroporiniai filtrai pagaminti iš neorganinių medžiagų ir polimerai. Sukepindami miltelius, membranas galima gauti iš porceliano, metalų ir lydinių. Mikrofiltravimo polimerinės membranos dažniausiai gaminamos iš celiuliozės ir jos darinių.

Elektrodializė. Elektrolitų pašalinimą galima paspartinti pritaikius išoriškai įvestą potencialų skirtumą. Šis valymo būdas vadinamas elektrodialize. Jo naudojimas įvairių sistemų valymui su biologiniais objektais (baltymų tirpalais, kraujo serumu ir kt.) pradėtas dėl sėkmingo Doré (1910) darbo. Paprasčiausio elektrodializatoriaus įtaisas parodytas fig. 5 (žr. priedą). Valomas objektas (sol, IUD tirpalas) dedamas į vidurinę kamerą 1, o terpė pilama į dvi šonines kameras. Katodo 3 ir anodo 5 kamerose jonai praeina per membranų poras, veikiant elektros įtampai.

Elektrodializė yra tinkamiausia valymui, kai galima naudoti aukštą elektros įtampą. Daugeliu atvejų pradiniame valymo etape sistemose yra daug ištirpusių druskų, o jų elektrinis laidumas yra didelis. Todėl esant aukštai įtampai gali išsiskirti didelis šilumos kiekis, o sistemose su baltymais ar kitais biologiniais komponentais gali atsirasti negrįžtamų pokyčių. Todėl racionalu naudoti elektrodializę kaip galutinį valymo metodą, naudojant išankstinę dializę.

Kombinuotas valymo būdai. Be atskirų gryninimo būdų – ultrafiltracijos ir elektrodializės – žinomas jų derinys: elektroultrafiltracija, naudojama baltymams valyti ir atskirti.

Galima išvalyti ir tuo pačiu padidinti IUD zolio ar tirpalo koncentraciją naudojant metodą, vadinamą elektrodekantacija. Metodą pasiūlė V. Pauli. Elektrodekantacija įvyksta, kai elektrodializatorius veikia nemaišant. Saulės dalelės arba makromolekulės turi savo krūvį ir, veikiamos elektrinio lauko, juda vieno iš elektrodų kryptimi. Kadangi jie negali praeiti pro membraną, jų koncentracija vienoje iš membranų padidėja. Paprastai dalelių tankis skiriasi nuo terpės tankio. Todėl solo koncentracijos vietoje sistemos tankis skiriasi nuo vidutinės reikšmės (dažniausiai tankis didėja didėjant koncentracijai). Koncentruotas zolis nuteka į elektrodializatoriaus dugną, o kameroje vyksta cirkuliacija, kuri tęsiasi tol, kol dalelės beveik visiškai pašalinamos.

Koloidiniai tirpalai ir ypač liofobinių koloidų tirpalai, išgryninti ir stabilizuoti, nepaisant jų termodinaminio nestabilumo, gali egzistuoti neribotą laiką. Faradėjaus paruošti raudonojo aukso solo tirpalai kol kas nepatyrė jokių matomų pokyčių. Šie duomenys rodo, kad koloidinės sistemos gali būti metastabilioje pusiausvyroje.

Koloidinės sistemos pagal dispersijos laipsnį užima tarpinę padėtį tarp tikrų tirpalų (molekulinių arba jonų dispersinių sistemų) ir stambiai dispersinių sistemų. Todėl yra dvi dispersinių sistemų gavimo metodų grupės: 1 grupė – dispersinė, t.y. stambių sistemų dispersinės fazės dalelių pulverizacija, 2 grupė yra pagrįsta agregacijos (kondensacijos) procesais, kurių metu molekulės, veikiamos sanglaudos jėgų, susijungia ir pirmiausia sukuria naujos fazės embrioną, o po to - realias naujos fazės daleles.

Kita būtina sąlyga norint gauti zolių, be dalelių dydžio padidinimo iki koloidinio, yra stabilizatorių - medžiagų, kurios neleidžia savaiminiam koloidinių dalelių padidėjimui, buvimas sistemoje.

Dispersijos metodai

Dispersijos metodai yra pagrįsti kietųjų medžiagų susmulkinimu iki koloidinio dydžio dalelių ir tokiu būdu koloidinių tirpalų susidarymu. Atliekamas dispersijos procesas įvairių metodų: mechaninis medžiagos malimas koloidiniuose malūnuose, metalų purškimas elektriniu lanku, medžiagos smulkinimas ultragarso pagalba.

Kondensacijos metodai

Medžiaga, kuri yra molekuliškai dispersinėje būsenoje, gali būti perkelta į koloidinę būseną, pakeičiant vieną tirpiklį kitu - tie. tirpiklio pakeitimo metodas. Pavyzdys yra kanifolijos zolio, kuris netirpsta vandenyje, bet gerai tirpsta etanolyje, paruošimas. Palaipsniui į vandenį įpilant alkoholio kanifolijos tirpalo, smarkiai sumažėja kanifolijos tirpumas, todėl vandenyje susidaro koloidinis kanifolijos tirpalas. Sieros hidrozolis gali būti gaunamas panašiu būdu.

Šiuo metodu taip pat galima gauti koloidinius tirpalus cheminis kondensatas, remiantis cheminių reakcijų vykdymu, kartu su netirpių arba mažai tirpių medžiagų susidarymu. Tam naudojamos įvairios reakcijos – skilimas, hidrolizė, redoksas ir kt. Taigi raudonojo aukso zolis gaunamas redukuojant aukso rūgšties natrio druską formaldehidu:

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

Darbo pabaiga -

Ši tema priklauso:

Fizinė chemija

Krasnojarskas Valstijos universitetas.. N S Kudryasheva fizikinė chemija..

Jei tau reikia papildomos medžiagosšia tema, arba neradote to, ko ieškojote, rekomenduojame pasinaudoti paieška mūsų darbų duomenų bazėje:

Ką darysime su gauta medžiaga:

Jei ši medžiaga jums pasirodė naudinga, galite ją išsaugoti savo puslapyje socialiniuose tinkluose:

tviteryje

Visos temos šiame skyriuje:

Fizinė chemija
Pamoka Krasnojarskas 2007 UDC 541.128: LBC 35.514 Ya 73

ir plėtra
Visas žinomas chemines reakcijas, nepriklausomai nuo reagentų pobūdžio, lydi įvairūs fizikiniai reiškiniai – šilumos, šviesos išsiskyrimas ar sugėrimas, tūrio pasikeitimas.

Idealios dujos. Dujų būsenos lygtys
Idealiųjų dujų būsenos lygtis yra Clapeyrono-Mendelejevo lygtis; paprasčiausia tikrų dujų būsenos lygtis yra van der Waals lygtis. Čia seka

Vidinė energija, šiluma, darbas
Vidinė energija U apibūdina bendrą judėjimo ir visų sistemą sudarančių dalelių sąveikos energiją. Ji apima molekulių transliacinio ir sukamojo judėjimo energiją, energiją

Pirmasis termodinamikos dėsnis
Pirmasis termodinamikos dėsnis yra postulatas. Tai reiškia, kad šis dėsnis negali būti įrodytas logiškai, o išplaukia iš žmogaus patirties sumos. šviesus

Pirmasis termodinamikos dėsnis izobarinėmis, izochorinėmis, izoterminėmis ir adiabatinėmis sąlygomis idealioms dujų sistemoms
Pirmojo termodinamikos dėsnio lygtis, kaip minėta aukščiau, izobarinėms (p = const) sąlygoms idealioje dujų sistemoje yra tokia: QP = DH = DU + p

Heso dėsnis. Heso dėsnio pasekmės
Termochemija yra fizikinės chemijos šaka, tirianti cheminių reakcijų šiluminį poveikį. Cheminės reakcijos terminis poveikis yra šiluma, kuri

Standartiniai šiluminiai efektai
Šiluminių efektų, taip pat kitų termodinaminių funkcijų palyginimo patogumui įvedama standartinės medžiagos būsenos samprata. Kietoms medžiagoms ir skysčiams standartiškai su

Pirmoji Hesso įstatymo pasekmė
Ši pasekmė yra susijusi su junginių susidarymo šiluma. Junginio susidarymo šiluma (entalpija) yra šilumos kiekis, išsiskiriantis arba sugertas susidarant 1 mol.

Antroji Heso dėsnio pasekmė
Kai kuriais atvejais reakcijos terminį efektą patogiau apskaičiuoti iš reakcijoje dalyvaujančių medžiagų degimo karščių (entalpijų). Junginio degimo šiluma (entalpija) vadinama ta

Kirchhoffo lygtis. Reakcijos šiluminio poveikio priklausomybė nuo temperatūros
Diferencijuodami pagal temperatūrą (esant pastoviam slėgiui) lygybę DH = H2 − H1 gauname ¶(

Entropijos samprata. Statistinė termodinamika ir fizikinė entropijos reikšmė
Visus gamtoje vykstančius procesus galima suskirstyti į spontaniškus ir nesavaiminius. Spontaniški procesai vyksta nenaudojant energijos iš išorės; profesionalams

Entropijos pokytis kaip spontaniško proceso tėkmės izoliuotoje sistemoje kriterijus
Spontaniški procesai vyksta nenaudojant energijos iš išorės. Spontaniška proceso eiga yra susijusi su negrįžtamumu. negrįžtamas termodinose

Plancko postulatas. (Trečiasis termodinamikos dėsnis)
Skirtingai nuo vidinės energijos ir entalpijos, entropijai gali būti suteikiamos absoliučios vertės. Ši galimybė atsiranda naudojant Plancko postulatą, kuris

Termodinaminiai potencialai
Matematinis termodinamikos aparatas pagrįstas pirmojo ir antrojo termodinamikos dėsnių kombinuota grįžtamųjų procesų lygtimi: dU = T d

Gibso energijos pokytis vykstant cheminėms reakcijoms
DG skaičiavimas cheminiai procesai galima padaryti dviem būdais. Pirmajame metode naudojamas santykis (27): DG = D

Cheminis potencialas
Apsvarstykite sistemas, kuriose keičiasi medžiagų kiekiai. Šie pokyčiai gali atsirasti dėl cheminių reakcijų arba fazių virsmų. Tuo pačiu jie keičiasi

Gibso fazės taisyklė
Komponentas – chemiškai vienalytė sistemoje esanti medžiaga, kuri gali būti izoliuota nuo sistemos ir gali egzistuoti izoliuota forma ilgą laiką.

Vieno komponento sistemos
Esant kn = 1, fazės taisyklės lygtis bus tokia: С = 3 - Ф, jei pusiausvyroje yra 1 fazė, tada С = 2,

Vandens fazių diagrama
Vandens fazių diagrama koordinatėse p - T parodyta 8 pav. Jį sudaro 3 fazės laukai – skirtingų (p, T) reikšmių plotai, kuriems

Sieros fazės diagrama
Kristalinė siera egzistuoja dviejų modifikacijų – rombinės (Sp) ir monoklininės (Sm) – pavidalu. Todėl gali būti, kad ten

Clausius-Clapeyron lygtis
Judėjimas pagal dvifazės pusiausvyros linijas fazių diagramoje (C=1) reiškia koordinuotą slėgio ir temperatūros pokytį, t.y. p = f(T). Bendra forma tokia funkcija vienkomponentei

Garavimo entropija
Garavimo molinė entropija DSsp = DHisp/Tboil yra lygi skirtumui Svapor - Sliquid. Kadangi Sp

Cheminė pusiausvyra
Termodinaminė pusiausvyra yra tokia sistemos būsena, kurios charakteristikos (temperatūra, slėgis, tūris, koncentracija) nesikeičia laike esant pastoviai

Masinių veiksmų įstatymas. Pusiausvyros konstantos
Kiekybinė cheminės pusiausvyros charakteristika yra pusiausvyros konstanta, kuri gali būti išreikšta pusiausvyros Ci koncentracija,

Cheminės reakcijos izobaras ir izochoras
Norėdami gauti pusiausvyros konstantos Kp priklausomybę nuo temperatūros, naudojame Gibbso-Helmholtzo lygtį:

Sprendimų termodinamika
Absoliučiai grynų medžiagų egzistavimas yra neįmanomas – bet kuri medžiaga būtinai turi priemaišų, arba, kitaip tariant, bet kuri vienalytė sistema yra daugiakomponentė. Sprendimas yra vienalytė sistema

Sprendimų formavimas. Tirpumas
Komponento koncentracija tirpale gali svyruoti nuo nulio iki tam tikros didžiausios vertės, vadinamos komponento tirpumu. Tirpumas yra komponento koncentracija sočiajame vandenyje

Dujų tirpumas skysčiuose
Dujų tirpumas skysčiuose priklauso nuo daugelio veiksnių: dujų ir skysčio pobūdžio, slėgio, temperatūros, skystyje ištirpusių medžiagų koncentracijos (ypač

Abipusis skysčių tirpumas
Priklausomai nuo jų pobūdžio, skysčiai gali būti maišomi bet kokiu santykiu (šiuo atveju jie kalba apie neribotą abipusį tirpumą), jie gali būti praktiškai neriboti.

Kietųjų medžiagų tirpumas skysčiuose
Kietųjų medžiagų tirpumą skysčiuose lemia medžiagų pobūdis ir, kaip taisyklė, labai priklauso nuo temperatūros; informacija apie tikslinių kietųjų medžiagų tirpumą

Skysto tirpalo ir garų sudėties ryšys. Konovalovo įstatymai
Santykinis komponentų kiekis garuose, kaip taisyklė, skiriasi nuo jų kiekio tirpale – garai yra santykinai turtingesni komponente, kurio virimo temperatūra žemesnė. Šis faktas

Praskiestų tirpalų sočiųjų garų slėgis. Raulo dėsnis
Įsivaizduokite, kad į pusiausvyros sistemą įvedama tam tikra medžiaga B skystis A – garai A. Susidarius tirpalui, tirpiklio XA molinė dalis tampa

Nukrypimai nuo Raoult dėsnio
Jei abi dvejetainio (sudaryto iš dviejų komponentų) tirpalo komponentai yra lakūs, tada virš tirpalo esančiuose garuose bus abu komponentai. Apsvarstykite dvejetainį sprendimą, cos

Praskiestų tirpalų kristalizacijos temperatūra
Tirpalas, skirtingai nei grynas skystis, esant pastoviai temperatūrai, visiškai nesustingsta. Tam tikroje temperatūroje, vadinamoje kristalizacijos pradžios temperatūra

Praskiestų tirpalų virimo temperatūra
Nelakiosios medžiagos tirpalų virimo temperatūra visada yra aukštesnė už gryno tirpiklio virimo temperatūrą esant tokiam pačiam slėgiui. Panagrinėkime p-T diagramą su

Tirpalo aktyvumo samprata
Jeigu ištirpusios medžiagos koncentracija neviršija 0,1 mol/l, tai neelektrolitinis tirpalas dažniausiai laikomas praskiestu. Tokiuose tirpaluose sąveika tarp molekulių

Koliatyvinės tirpalų savybės
Kai kurios tirpalų savybės priklauso tik nuo ištirpusių dalelių koncentracijos ir nepriklauso nuo jų pobūdžio. Tokios tirpalo savybės vadinamos koligatyvinėmis. Tuo pačiu metu net

Elektrolitinės disociacijos teorija. Disociacijos laipsnis
Elektrolitai yra medžiagos, kurių tirpalai arba tirpalai praleidžia elektros srovę dėl disociacijos į jonus. Elektrolitų tirpalų savybių ypatumams paaiškinti S. Arrhenius pasiūlė

Silpni elektrolitai. Disociacijos konstanta
Silpnų elektrolitų disociacijos procesas yra grįžtamas. Sistemoje nusistovi dinaminė pusiausvyra, kurią galima kiekybiškai įvertinti konstanta pa

Stiprūs elektrolitai
Stiprūs elektrolitai bet kokios koncentracijos tirpaluose visiškai disocijuoja į jonus, todėl silpniems elektrolitams gauti dėsniai negali būti taikomi stipriems elektrolitams.

Elektrolitų tirpalų elektrinis laidumas
Elektros srovė yra tvarkingas įkrautų dalelių judėjimas. Elektrolitų tirpalai turi joninį laidumą dėl jonų judėjimo elektrinėje

Elektriniai potencialai fazių ribose
Kai metalinis elektrodas (elektroninio laidumo laidininkas) elektrodo ir skysčio sąsajoje susiliečia su poliniu tirpikliu (vandeniu) arba elektrolito tirpalu,

Galvaninis elementas. Galvaninio elemento EML
Apsvarstykite paprasčiausią Daniel-Jacobi galvaninį elementą, susidedantį iš dviejų pusinių elementų - cinko ir vario plokščių, dedamų atitinkamai į cinko ir vario sulfatų tirpalus, kurie yra sujungti.

Elektrodo potencialas. Nernsto lygtis
Galvaninio elemento E EMF patogiai pavaizduotas kaip kai kurių dydžių, charakterizuojančių kiekvieną elektrodą, skirtumas - elektrodų potencialai; O

Etaloniniai elektrodai
Norint nustatyti elektrodo potencialą, būtina išmatuoti galvaninio elemento, sudaryto iš tiriamo elektrodo ir tiksliai žinomo potencialo elektrodo, EML

Indikatoriaus elektrodai
Šių jonų aktyvumui tirpale (taigi ir tirpalo pH) potenciomu nustatyti praktiškai naudojami elektrodai, kurie yra grįžtami vandenilio jonų atžvilgiu.

Redokso elektrodai
Priešingai nei aprašyti elektrodų procesai, redokso elektrodų atveju vyksta elektronų priėmimo ir išdavimo procesai atomais arba jonais.

Cheminės reakcijos greitis
Pagrindinė cheminės kinetikos sąvoka yra cheminės reakcijos greitis. Cheminės reakcijos greitis yra reagentų koncentracijos pokytis per laiko vienetą. Matematika

Pagrindinis cheminės kinetikos postulatas
(masės veikimo dėsnis cheminėje kinetikoje) Cheminė kinetika pagrįsta pagrindiniu cheminės kinetikos postulatu: cheminės reakcijos greitis yra tiesiogiai proporcingas

Nulinės eilės reakcijos
Išraišką (71) pakeičiame į (74) lygtį, atsižvelgdami į tai, kad skaičiavimas pagrįstas pradine medžiaga A (kuri nulemia minuso ženklo pasirinkimą):

Pirmos eilės reakcijos
Išreiškimą (71) pakeičiame į (75) lygtį: Integracija

Antros eilės reakcijos
Panagrinėkime paprasčiausią atvejį, kai kinetinė lygtis turi formą (76). Šiuo atveju, atsižvelgdami į (71), galime parašyti:

CH3COOC2H5 + H2O -> CH3COOH + C2H5OH
Jei ši reakcija vykdoma esant artimoms etilo acetato ir vandens koncentracijoms, tada bendra reakcijos eilė yra dvi, o kinetinė lygtis yra tokia:

Reakcijos eiliškumo nustatymo metodai
Norint nustatyti dalines reakcijos eiles, naudojamas perteklinių koncentracijų metodas. Tai slypi tame, kad reakcija vyksta tokiomis sąlygomis, kai vieno iš reagentų koncentracija yra didelė

Lygiagrečios reakcijos
Pradinės medžiagos vienu metu gali sudaryti įvairius reakcijos produktus, pavyzdžiui, du ar daugiau izomerų:

grandininės reakcijos
Šios reakcijos susideda iš eilės tarpusavyje susijusių etapų, kurių metu kiekvienoje stadijoje pagamintos dalelės sukuria tolesnius etapus. Paprastai grandininės reakcijos vyksta dalyvaujant laisvai

Van't Hoff ir Arrhenius lygtys
Reakcijos greičio konstanta k (72) lygtyje yra temperatūros funkcija; temperatūros padidėjimas paprastai padidina greičio konstantą. Pirmasis bandymas atsižvelgti į temperatūros poveikį buvo

Fotocheminės reakcijos
Įveikti aktyvacijos barjerą molekulių sąveikos metu galima tiekiant energiją į sistemą šviesos kvantų pavidalu. Reakcijos, kurių metu suaktyvėja dalelės

Katalizė
Cheminės reakcijos greitį tam tikroje temperatūroje lemia aktyvuoto komplekso susidarymo greitis, kuris, savo ruožtu, priklauso nuo energijos

Michaelio lygtis
Fermentinė katalizė – katalizinės reakcijos, vykstančios dalyvaujant fermentams – baltyminio pobūdžio biologiniams katalizatoriams. Fermentinė katalizė turi dvi būdingas savybes

Disperguotų sistemų molekulinės ir kinetinės savybės
Sulaužytoms dalelėms būdingas Brauno judėjimas. Jis intensyvesnis, tuo mažesnis dalelių skersmuo ir mažesnis terpės klampumas. Kai dalelių skersmuo yra 3–4 µm, Brauno judėjimas yra

Koloidinių sistemų optinės savybės
Koloidinėms sistemoms būdingas blankus (dažniausiai melsvas) švytėjimas, kurį galima stebėti tamsiame fone, kai pro jas praleidžiamas šviesos pluoštas. Šis švytėjimas įsijungia

Adsorbcija. Gibbso lygtis
Adsorbcija yra savaiminio medžiagos masės paviršiaus sluoksnio sutirštėjimo reiškinys, dėl kurio sumažėja paviršiaus įtampa. Adsorbcijos vertė (G, mol/m

Adsorbcija kietųjų dujų sąsajoje
Kai dujos adsorbuojamos ant kietų medžiagų, adsorbato (absorbuojamos medžiagos) ir adsorbento (absorbuojamosios medžiagos) molekulių sąveikos aprašymas yra labai sudėtingas.

Adsorbcija iš tirpalų
Paviršinio aktyvumo medžiagos (paviršinio aktyvumo medžiagos) Paviršinio aktyvumo medžiagos (paviršinio aktyvumo medžiagos) mažina paviršiaus įtempimą. Vandenyje adsorbuotos paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės p

Miceliacija
Kaip ir adsorbcija, micelių susidarymo reiškinys yra susijęs su jo polinių molekulių (molekulių dalių) molekuline sąveika ir hidrofobinėmis angliavandenilių grandinės jungtimis. Aukščiau

Dvigubas elektrinis sluoksnis ir elektrokinetiniai reiškiniai
Nagrinėjant micelių struktūrą, buvo parodyta, kad koloidinių dalelių paviršiuje susidaro dvigubas elektrinis sluoksnis (EDL). Pirmąją DEL struktūros teoriją sukūrė Helmholtzas ir Perretas