Поиск по базе сайта:
Учебники по общей химии включают основы коллоидной химии как отдельный раздел. При этом изложение вопросов получения и применения коллоидных систем часто лишено связи с растительными и почвенными сельскохозяйственными системами icon

Учебники по общей химии включают основы коллоидной химии как отдельный раздел. При этом изложение вопросов получения и применения коллоидных систем часто лишено связи с растительными и почвенными сельскохозяйственными системами




Скачати 74.51 Kb.
НазваУчебники по общей химии включают основы коллоидной химии как отдельный раздел. При этом изложение вопросов получения и применения коллоидных систем часто лишено связи с растительными и почвенными сельскохозяйственными системами
Дата конвертації24.07.2013
Розмір74.51 Kb.
ТипУчебники

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Александрова Э.А., Ткаченко З.Н.


ХИМИЯ

КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ


Учебное пособие для студентов

биологических и инженерных специальностей

аграрных вузов


2005 г.


ПРЕДИСЛОВИЕ


Коллоидная химия представляет собой самостоятельную науку и дисциплину, изучаемую студентами при получении химического образования. В аграрных вузах коллоидная химия как дисциплина изучается студентами только биологических специальностей по специальным учебникам «Физическая и коллоидная химия».

Для инженерных специальностей учебники по общей химии включают основы коллоидной химии как отдельный раздел. При этом изложение вопросов получения и применения коллоидных систем часто лишено связи с растительными и почвенными сельскохозяйственными системами.

Объем и содержание отдельных глав и параграфов учебников, посвященных химии коллоидов, не соответствуют требованиям учебных программ по химии для аграрных специальностей. Кроме того, теория и лабораторно-практические работы по коллоидной химии редко совмещаются в одном и том же учебном пособии, чаще учебники и лабораторный практикум разделены.

В связи с указанным появилась необходимость написания данного учебного пособия по химии коллоидных систем для аграрных специальностей.

Авторы пособия стремились изложить материал в понятной форме, обращая внимание на физический смысл отдельных явлений, а также приблизить изложение к задачам сельскохозяйственного профиля. Данное пособие включает не только теоретическую часть, но, лабораторно-практические работы и вопросы для самоконтроля полученных знаний.

В таком виде пособие будет полезно не только студентам аграрных вузов, но и широкому кругу читателей, желающих познакомиться с основами химии коллоидов.


СОДЕРЖАНИЕ


Введение……………………………………..………………

1 Развитие науки о коллоидах…………..………………..

^ 2 Основные особенности коллоидного состояния

дисперсных систем…….………………………………….

3 Классификация дисперсных систем………………….

4 Методы получения коллоидов…………………………

^ 5 Строение коллоидной частицы………………………..

6 Свойства коллоидных систем………………………….

6.1 Молекулярно-кинетические свойства…………………...

6.2 Оптические свойства……………………………………..

6.3 Электрокинетические свойства…………………………..

7 Устойчивость коллоидных систем. Коагуляция…...

7.1 Коагуляция…………………………..…………………….

7.2 Коагуляция гидрофобных золей электролитами.

Порог коагуляции…………………………………..…….

7.3 Кинетика коагуляции…………………………………….

7.4 Пептизация гидрофобных золей…………………………

7.5 Тиксотропия……………………………………………….

7.6 Особенности коагуляции коллоидных высоко-

молекулярных соединений……….………………………

7.7 Коацервация………………………………………………

7.8 Защитные действия растворов высокомолекулярных

соединений………………………………………………..

7.9 Гели, их образование, строение и свойства…………….

8 Поверхностные явления на границе раздела фаз..

8.1 Свободная энергия поверхности раздела фаз…………..

8.2 Общая характеристика сорбционных явлений………….

8.3 Адсорбция на поверхности раздела твердое

вещество – газ.…………………………………………….

8.4 Адсорбция на поверхности раздела жидкость – газ……

8.5 Адсорбция на поверхности твердое вещество –

жидкость…………………………………………………..

8.6 Адсорбция и биологические процессы………………….

^ 9 Почвенные коллоиды…………………………………….

10 Коллоиды вокруг нас……………………………………..

11 Лабораторные работы……………………………………

12 Варианты индивидуальных заданий…………………

Литература…………………………………………………..

4

5


6

7

11

13

15

15

18

19

20

22


24

30

32

35


37

40


42

46

56

56

57


60

63


67

77

79

83

88

92

96



ВВЕДЕНИЕ


Современная коллоидная химия играет огромную роль в развитии материальной культуры человечества, так как материальная основа современной цивилизации и самого существования человека связана с коллоидными системами. Мышечные и нервные клетки, волокна, вирусы, протоплазма – все это коллоидные образования. Тот факт, что живые системы являются высокодисперсными, делает изучение коллоидной химии необходимым и обязательным для биолога. Чрезвычайно большую роль играет коллоидная химия в развитии учения о почве. Работами академика Гедройца и его школы была установлена связь между коллоидно-химическими свойствами почвы и ее плодородием, показано решающее значение коллоидно-химических факторов в процессах образования почв, их засоления и внесения удобрений. Нет ни одной отрасли промышленности, где бы коллоидная химия не находила применения. Так, суспензии, зернистые материалы и порошки используют в строительстве, они являются основой цементной, силикатной, керамической и других отраслей промышленности. Качество цемента и красок зависит от дисперсности, степени взаимодействия между фазами и их коллоидно-химических свойств.

Приготовление пищевых продуктов, производство искусственного шелка, синтетических волокон, керамических изделий, пластмасс, цветного стекла, смазочных материалов, красителей, лаков, мыла и многих других продуктов основано на коллоидно-химических процессах (набухании, пептизации, адсорбции и других). Велико значение коллоидов в сельском хозяйстве, медицине, металлургической, нефтеперерабатывающей промышленности и других отраслях.

Столь широкое распространение коллоидных систем, их огромное значение и будущее химии коллоидов связано с универсальностью коллоидного состояния дисперсных систем и характерными для него поверхностными явлениями.

В настоящее время отечественная наука коллоидная химия представляет собой отрасль знаний по физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. Основные достижения науки в области изучения поверхностных слоев, адсорбционных сил, устойчивости коллоидов будут рассмотрены нами далее в пособии.

^ 1 РАЗВИТИЕ НАУКИ О КОЛЛОИДАХ


Наука о коллоидах имеет небольшую историю, хотя свойства коллоидных систем и коллоидно-химические процессы человек использовал с древнейших времен.

Одним из первых, кто обратил внимание на особые свойства коллоидов (неустойчивость и опалесценцию), был итальянский ученый Ф. Сельми, но его исследования остались неизвестны современникам. К началу 60-х годов ХIХ века шотландский химик Томас Грэм установил неспособность коллоидных систем проникать через мембраны в отличие от молекул обычных растворов. Он является основоположником коллоидной химии. По Грэму, все вещества можно разделить на два класса:

1) кристаллоиды (соли, основания, кислоты), которые проходят через полупроницаемую мембрану;

2) коллоиды (от греч. «колла» – клей, «eudoc» – вид), которые не могут проникать через полупроницаемую мембрану.

Но это была ошибочная классификация. В 1869 году русский ученый И.Г. Борщев и в 1906 году П.П. Веймарн доказали, что любое вещество в зависимости от условий может быть получено в коллоидном состоянии. Поэтому следует различать коллоидное и кристаллоидное состояние вещества.

Значительный вклад в изучение коллоидных систем внесли работы Зигмонди (1903), сконструировавшего ультрамикроскоп, который сделал возможным идентификацию коллоидных частиц по отраженному ими свету. Ультрамикроскоп позволял считать количество коллоидных частиц и изучать их движение.

В 1905 году А. Эйнштейн и М. Смолуховский разработали теорию движения коллоидных частиц, а Ж. Перрен (1908) и Т. Сведберг (1912) провели фундаментальную экспериментальную проверку этой теории.

В 1923 году Т. Сведберг разработал ультрацентрифугу, с помощью которой можно было разделить коллоидные частицы и определить их массы.

В работах П.А. Ребиндера и его сотрудников показана большая роль поверхностных явлений в дисперсных системах. В 1916 году И. Ленгмюр предположил и позже доказал существование мономолекулярной адсорбции, то есть прилипания к поверхности вещества слоя поверхностно-активных веществ (ПАВ) толщиной в одну молекулу. Это свойство особенно важно при изучении адсорбции газов и в гетерогенном катализе, но оно также имеет отношение и к границам раздела фаз в коллоидных системах. Движение заряженных частиц в электрическом поле (электрофорез) впервые наблюдал Ф. Рейсс в 1809 году, который показал, что отрицательно заряженные частицы суспензии глины мигрируют в сторону положительного электрода. В 1910 году Л. Гуи и Д. Чепмен развили простую (электростатическую) теорию двойного электрического слоя. Дальнейшим усовершенствованием этой теории занимались О. Штерн (1924) и Д. Грэм (1947) на основе более сложных моделей. В 1931 году Г. Шульце и В. Гарди изучили процесс разрушения (коагуляции) коллоидных систем.

Н.А. Фукс, И.В. Петрянов-Соколов, Б.В. Дерягин, А.Г. Амелин являются основателями учения об аэродисперсных системах, которые играют особо важную роль в создании методов защиты окружающей среды от загрязнений.

Большой вклад в разработку основных проблем коллоидного состояния вещества внесли советские ученые Н.П. Песков, И.И. Жуков, А.И. Рабинович, А.В. Думанский, П.А. Ребиндер, В.А. Каргин, С.М. Липатов, Б.В. Дерягин и др.








Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації