Методы получения дисперсных систем (стр. 3 из 3)
Мономолекулярные пленки на поверхности воды могут находиться в трех состояниях: газообразном, жидком и твердом. Жидкие и твердые поверхностные пленки называются также конденсированными.
Если силы, действующие между молекулами в пленке, сравнительно невелики, то молекулы ПАВ свободно распределяются по поверхности воды, максимально удаляясь друг от друга, что обусловливает поверхностное давление, действующее в направлении, противоположном поверхностному натяжению, такую пленку можно считать двумерным газом, так как молекулы этого газа не могут оторваться от поверхности воды и могут двигаться только в двух измерениях. К веществам, образующим на воде двумерные газообразные пленки, относятся, например, жирные кислоты с числом углеводородных атомов от 12 до 20-22, алифатические спирты и амины с не очень большой молекулярной массой.
Если тангенциально действующие силы между углеводородными радикалами молекул ПАВ в поверхностной пленке велики, то молекулы слипаются, образуя крупные конденсированные «острова», в которых тепловое движение молекул затруднено. В таких «островах» молекулы обычно ориентируются параллельно друг другу и перпендикулярно поверхности воды. Следует, однако, заметить, что, например, при повышении температуры конденсированные пленки могут переходить в газообразные.
Конденсированные пленки обычно жидкие, и молекулы в них перемещаются довольно свободно. если же силы взаимодействия между радикалами настолько велики, что молекулы не могут перемещаться, то конденсированные пленки можно рассматривать как твердые. Такие пленки образуют карбоновые кислоты с числом углеродных атомов более 20-24.
О наличии у поверхностных пленок свойств твердого тела можно убедиться, напыляя на поверхность порошок. Если пленка твердая, то при осторожном сдувании порошок остается неподвижным, если жидкая -порошок перемещается по поверхности.
Следует отметить, что помимо газообразных и конденсированных пленок существуют еще так называемые растянутые пленки, занимающие промежуточное положение.
Такие пленки могут образовываться из конденсированных при повышении температуры. Полагают, что в растянутых пленках углеводородные радикалы молекул ПАВ не ориентированы параллельно, а переплетены между собой, лежат «плашмя» на воде, что препятствует неограниченному растеканию пленки, в то время как полярные группы относительно свободно перемещаются в поверхностном слое.
Способность веществ образовывать те или иные пленки для ионогенных ПАВ зависит от рН раствора. Высшие жирные кислоты в кислых и нейтральных растворах (т.е. при практически недиссоциированных группах) при определенной температуре дают на поверхности раздела с воздухом растянутые пленки. При той же температуре в щелочной среде на поверхности раствора образуются газообразные пленки, что обусловлено отталкиванием одноименных зарядов соседних групп, появившихся в результате их диссоциации.
89. Написать формулу строения мицеллы золя, образованного в результате взаимодействия указанных веществ(избытка одного, затем другого вещества): CdCl2 + Na2S; FeCl3 + NaOH. Назвать составляющие компоненты мицеллы.
1) CdCl2 + Na2S
Избыток CdCl2 дает мицеллу:
[ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+ x Cl–
зародыш: (CdCl2 )
ядро: [ (CdCl2 ) Cd2+
гранула: [ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+
Избыток Na2S дает мицеллу:
[2 (NaCl) 2 Cl– · Na+]– x Na+
зародыш: (NaCl )
ядро: (NaCl ) 2 Cl-
гранула: [ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+
2) FeCl3 + NaOH
Избыток FeCl3даетмицеллу:
[ (FeCl3 ) Fe3+ · 2Cl–]+ x Cl–
зародыш: (FeCl3 )
ядро: (FeCl3 ) Fe3+
гранула: [ (FeCl3 ) Fe3+ · 2Cl–]+
Избыток NaOH даетмицеллу:
[3 (NaCl) 3 Cl– · 2Na+]– x Na+
зародыш: (NaCl )
ядро: 3 (NaCl) 3 Cl–
гранула: [3 (NaCl) 3 Cl– · 2Na+]–
94. Защита коллоидных частиц с использованием ВМС. Механизм защитного действия. Белки, углеводы, пектины как коллоидная защита.
Коллоидная защита – стабилизация дисперсной системы путем образования адсорбционной защитной оболочки вокруг частиц дисперсной фазы. Белки, пектины и углеводы выступают как стабилизаторы дисперсных систем, предохраняющих системы от дальнейшей коагуляции или седиментации.
110. Пены, условия их образования и свойства. Роль пенообразования для продуктов питания и примеры использования пен.
Пены – высококонцентрированные дисперсные системы (объемная доля газа более 60-80%), в которых дисперсная фаза – газ, а дисперсионная среда – жидкость или твердое тело (пенобетон, пеногипс, пенополимеры и т.д.). Пены – грубодисперсные системы, размер пузырьков в которых от 0,01 см до 0,1 см и более. Чаще всего пены с жидкой дисперсионной средой получают диспергированием газа в жидкости в присутствии стабилизатора, который в этом случае называют пенообразователем.
В качестве продуктов питания, представляющих собой пены можно привести такие пены как взбитые сливки в баллонах, молочные коктейли тоже получают методом взбивания и первоначально его составляющие образуют пену. При помощи пенообразования в пищевой промышленности добиваются извлечением из растворов ценных примесей, что является особенно эффективным в сухих пенах. Но при производстве сахара пена мешает нормальному протеканию процессов и в этом случае производят пеногашение.
ЛИТЕРАТУРА
Ахметов Б. В. Задачи и упражнения по физической и коллоидной химии. – Л.: Химия, 1989.
Гамеева О. С. Физическая и коллоидная химия. – М.: Высшая школа, 1983.
Евстратова К. И., Купина Н. А., Малахова Е. М. Физическая и коллоидная химия. – М.: Высшая школа, 1990.
Зимон А. Д., Лещенко Н. Ф. Коллоидная химия. – М.: Химия, 2001.
Зимон А. Д., Лещенко Н. Ф. Физическая химия. – М.: Химия, 2000.
Киселев Е. В. Сборник примеров и задач по физической химии. – М.: Высшая школа, 1983.
Кнорре Д. Г. Физическая химия. – М.: Высшая школа, 1990.
Стромберг А. Г. Физическая химия. – М.: Высшая школа, 2001.
Степин Б. Д. Международные системы единиц физических величин в химии. – М.: Высшая школа, 1990.
Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. – Л.: Химия, 1995.
Хмельницкий Р. А. Физическая и коллоидная химиия. – М.: Высшая школа, 1988.