WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 |

«Утверждаю Декан ХТФ В.М.Погребенков _2008 г. ПОЛУЧЕНИЕ, ОЧИСТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА Методические указания к выполнению лабораторных ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Утверждаю

Декан ХТФ

В.М.Погребенков

«_»2008 г.

ПОЛУЧЕНИЕ, ОЧИСТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА

КОАГУЛЯЦИИ КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Поверхностные явления и дисперсные системы» и «Коллоидная химия» для студентов ХТФ, ФТФ, ЭЛТИ, ИГНД и ИДО Издательство Томского политехнического университета Томск УДК 541. Получение, очистка и исследование процесса коагуляции коллоидного раствора. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Поверхностные явления и дисперсные системы» и «Коллоидная химия» для студентов ХТФ, ФТФ, ЭЛТИ, ИГНД и ИДО./Сост. Е.В.Михеева, Н.П.Пикула. – Томск:

Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 24 с.

Рецензент доцент, кандидат химических наук Л.С.Анисимова Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры физической и аналитической химии «25» октября 2007 г.

Зав.кафедрой ФАХ, профессор, доктор химических наук А.А.Бакибаев Одобрено учебно-методической комиссией ХТФ Председатель учебно-методической комиссии Н.В.Ушева Получение, очистка и исследование процесса коагуляции коллоидного раствора План коллоквиума 1. Дисперсные системы. Специфические особенности высокодисперсных систем.

2. Классификации дисперсных систем.

3. Методы получения дисперсных систем: диспергационные, конденсационные, метод пиптезации.

4. Методы очистки дисперсных систем.

5. Устойчивость и коагуляция дисперсных систем.

6. Правила электролитной коагуляции.

7. Строение коллоидных мицелл лиофобных золей.

Литература 1. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. – М.: Химия, 1988. – С.10Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. – СПб:

Химия, 1995. – С.23-29, 250-260.

3. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1976.

– С.9-18, 23-28, 223-258, 259-261, 286-295.

4. Практикум по коллоидной химии. Под ред. Лаврова И.С. – М.: Высш.шк., 1983. – С.76-85, 114-120.

5. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. – М.:

Химия, 1995. – С. 12-26, 122-123, 175-179, 213-223.

6. Карбаинова С.Н., Пикула Н.П., Анисимова Л.С., Катюхин В.Е., Романенко С.В. Поверхностные явления и дисперсные системы. – Томск: Изд.ТПУ, 2000. – С. 4-16, 74-76, 81-84.

Большинство веществ, находящихся в окружающем нас мире находится в раздробленном состоянии, то есть состоит из дисперсных систем. Дисперсные системы по размерам занимают промежуточное макроскопическими объектами (фазами). Частицы таких размеров широко распространены в природе и участвуют во многих технологических процессах.

Коллоидное состояние вещества – высокодисперсное (сильно раздробленное) состояние, в котором отдельные частицы представляют собой агрегаты, состоящие из множества молекул.

Такие агрегаты называют мицеллами.

Всякая дисперсная система состоит из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза – фаза дисперсной системы, раздробленная до мельчайших частиц и находящаяся в непрерывной дисперсионной среде.

1.1 Специфические особенности высокодисперсных систем 1. Гетерогенность (многофазность) – наличие межфазной поверхности или поверхностного слоя; количественно характеризуется величиной поверхностного натяжения () на границе раздела фаз.

2. Высокая дисперсность (раздробленность). Мерой раздробленности всякой дисперсной системы может служить:

поперечный размер частиц (а): для сферических частиц – диаметр, для кубических частиц – длина ребра куба;

дисперсность (D) – величина, обратная поперечному размеру частицы: D=1/a;

удельная поверхность (Sуд) – межфазная поверхность, приходящаяся на единицу объема (массы) дисперсной фазы.

3. Высокая свободная поверхностная энергия (GS).

Значительная доля всех молекул или атомов, составляющих вещество, находится на поверхности раздела фаз. Поверхностные молекулы отличаются от молекул, находящихся внутри фазы, по своему положению в несимметричном силовом поле и энергетическому состоянию. Существование избыточной поверхностной энергии обуславливает все своеобразие высокодисперсных систем.

высокодисперсных систем характерны самопроизвольные процессы, снижающие избыток свободной поверхностной энергии путем уменьшения поверхностного натяжения и дисперсности.

5. Невоспроизводимость. Поверхность реальной частицы твердого тела состоит из выступов, впадин, участков различной кривизны. Поэтому две системы одного и того же состава с одинаковой удельной поверхностью могут быть энергетически неравноценны.

6. Структурообразование. Любая система стремится к равновесию (термодинамической устойчивости) за счет образования ориентированных макроструктур.

В современной коллоидной химии отсутствует единая классификация дисперсных систем. Причина этого заключается в том, что любая предложенная классификация принимает в качестве критерия не все свойства дисперсной системы, а только какое-нибудь из них.



Наиболее распространенные классификации дисперсных систем:

1. По размерам частиц дисперсной фазы: грубодисперсные – размер частиц 10-5 м; среднедисперсные (микрогетерогенные) – размер частиц 10-5 – 10-6 м; высокодисперсные (коллоидные) – размер частиц 10-7 – 10-9 м.

2. По агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды: золи, суспензии, эмульсии, пены, аэрозоли, твердые коллоидные растворы и др.

3. По силе межфазного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды: лиофильные и лиофобные.

4. По фазовой различимости дисперсных систем: суспензоиды и молекулярные коллоиды.

5. По подвижности частиц дисперсной фазы (по структуре):

свободнодисперсные и связнодисперсные.

6. По форме частиц дисперсной фазы: корпускулярные, ламинарные, фибриллярные.

2. Методы получения дисперсных систем Поскольку дисперсные системы широко используются в различных областях промышленности, следовательно, такие системы нужно получать с необходимым набором физических и химических свойств (состав, агрегатное состояние, размер, форма, структура, поверхностные свойства и др.).

При получении дисперсных систем решают две важные задачи:

1. Получение дисперсных частиц нужного размера и формы.

2. Стабилизация дисперсных систем, т.е. сохранение размеров дисперсных частиц в течение достаточно длительного времени.

Методы получения дисперсных систем делятся на:

диспергационные, конденсационные и метод пептизации.

Диспергационные методы заключаются в измельчении крупных (макроскопических) образцов данного вещества до частиц дисперсных размеров. При диспергировании химический состав и агрегатное состояние вещества обычно не меняются, меняется размер частиц и их форма. Диспергирование происходит, как правило, не самопроизвольно, а с затратой внешней работы, расходуемой на преодоление межмолекулярных сил при дроблении вещества.

Диспергационные методы используют, в основном, для получения грубодисперсных частиц – от 1 мкм и выше.

механические (дробление, истирание и т.п.), электрические (распыление в электрическом поле) и другие методы. В лабораторных условиях диспергирование проводят в шаровых и вибрационных мельницах.

При дроблении материалы разрушаются по местам прочностных дефектов (трещин). Для облегчения диспергирования твердых тел используют понизители твердости (растворы электролитов, ПАВ, и др.) – вещества, повышающие эффективность диспергирования за счет образования микротрещин (эффект П.А.Ребиндера). Понизители твердости обычно составляют 0,1 % от общей массы измельчаемых веществ и при этом снижают энергозатраты на получение дисперсных систем более чем на половину.

Для диспергирования жидкостей и получения мелких капель в аэрозолях и эмульсиях используют: механические способы – встряхивание, быстрое перемешивание с кавитационными взрывами;

воздействие ультразвука; распыление при течении жидкости через тонкие отверстия при быстром движении струи и т.д.

При диспергировании газов используют: барботирование – прохождение газовой струи через жидкость с большой скоростью;

одновременное смешивание потоков жидкости и газа в специальных устройствах.

Конденсационные методы не требуют затраты внешней работы и основаны на ассоциации молекул в агрегаты из истинных растворов (гомогенных сред). Путем конденсации в зависимости от условий могут быть получены системы любой дисперсности, с частицами любого размера, но, в основном, эти методы используют для получения высокодисперсных систем. Появление новой фазы происходит при пересыщении среды, т.е. создании концентраций, превышающих равновесные.

1. Стадия зародышеобразования – возникновение зародышей (центров кристаллизации) в пересыщенном растворе.

2. Стадия роста зародышей.

3. Стадия формирования слоя стабилизатора, определяющего устойчивость полученной дисперсной системы.

Правила получения дисперсных систем конденсационными 1. Чем больше степень пересыщения, тем меньше радиус зародыша, тем легче он образуется.

2. Для получения высокодисперсных частиц необходимо, чтобы скорость образования зародышей была больше скорости их роста.

Пересыщение можно вызвать физическим процессом или проведением химической реакции. Различают физические и химические конденсационные методы.

2.2.1 Физические конденсационные методы Метод конденсации из паров – образование тумана в газовой фазе при понижении температуры.

Метод замены растворителя – раствор данного вещества при постоянном перемешивании приливают к жидкости, в которой это вещество практически не растворимо, возникающее при этом пересыщение приводит к образованию дисперсных частиц. Так получают гидрозоли серы, холестерина, канифоли и др.

2.2.2 Химические конденсационные методы (малорастворимого соединения) в результате протекания химической концентрированный раствор одного компонента добавляют к разбавленному раствору другого компонента при постоянном перемешивании. Примеры химических реакций, используемых для образования коллоидных систем:

1. Реакции восстановления, например, восстановление аурата натрия формальдегидом:

2 NaAuO2 3HCOH Na2CO3 2 Au 3HCOONa NaHCO3 H 2O В результате получается золь золота, стабилизированный ауратом натрия. Строение мицеллы этого золя можно представить:

2. Реакции обмена, например, получение золя иодида серебра:

Строение мицеллы:

3. Реакции окисления, например, образование золя серы:

Строение мицеллы:

4. Реакции гидролиза, например, получение золя гидроксида железа:

Cтроение мицеллы:

Пептизация – метод, основанный на переводе в коллоидный раствор осадков, первичные размеры которых уже имеют размеры высокодисперсных систем.

Суть метода: свежевыпавший рыхлый осадок переводят в золь путем обработки пептизаторами (растворами электролитов, поверхностно-активных веществ, растворителем).



Pages:     || 2 | 3 |
 



Похожие работы:

«Гемба Кайдзен_5-е изд.indd 1 09.06.2010 11:00:03 MASAAKI IMAI GEMBA KAIZEN A COMMONSENSE, LOW-COST APPROACH TO MANAGEMENT McGRAW-HILL PUBLISHING COMPANY New York San Francisco Washington, D.C. Auckland Bogot Caracas Lisbon London Madrid Mexico City Milan Montreal New Delhi San Juan Singapore Sydney Tokyo Toronto Гемба Кайдзен_5-е изд.indd 2 09.06.2010 11:00:10 Серия Модели менеджмента ведущих корпораций МАСААКИ ИМАИ ГЕМБА КАЙД ЕН ПУТЬ К СНИЖЕНИЮ ЗАТРАТ И ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА Перевод с английского...»

«ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Т.Н. Александрова, Л.Н. Липина Институт горного дела ДВО РАН, IGD@rambler.ru lipina@igd.khv.ru RESEARCH OF THE MAINTENANCE OF HEAVY METALS IN SOILS AND VEGETATION TO THE OPERATIVE RANGE OF THE MINING ENTERPRISE В статье приводятся результаты исследований содержания тяжелых металлов в почвах и растительности в зоне действия горнопромышленного предприятия. Выявлены зоны локального...»

«АВАРИИ И АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 280200 Защита окружающей среды всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 УДК 614.8 ББК 28.08 А18 Рекомендовано к изданию в электронном виде кафедрой общей и прикладной экологии Сыктывкарского лесного института. Утверждено к изданию в электронном виде советом технологического факультета Сыктывкарского лесного института С о...»

«ДОСТИЖЕНИЯ ФАКУЛЬТЕТОВ ЯРОСЛАВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМЕНИ П.Г. ДЕМИДОВА В НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В 2006 ГОДУ ФАКУЛЬТЕТ БИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ Преподаватели и сотрудники факультета биологии и экологии принимали участие в выполнении 4 научных грантов (руководители Русаков А.И., Еремейшвили А.В., Плисс Е.М. Бабаназарова О.В.), хоздоговорных работ (руководитель Бабаназарова О.В.). Сотрудниками и аспирантами факультета защищены 4 кандидатские диссертации (Гошин М.Е., Криницына Г.В., Соколов...»

«ОТЗЫВ официального оппонента на работу Е.Н. Соколовой Физико-химические условия кристаллизации гранитных расплавов редкометалльных дайковых поясов Южного Алтая и Восточного Казахстана, представленную на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук по специальности 25.00.04 – петрология, вулканология Работа Е.Н.Соколовой посвящена изучению условий кристаллизации субвулканических редкометалльных пород в нескольких районах Южного Алтая и Восточного Казахстана. Диссертация...»

«XXI МОСКОВСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПРОЕКТНЫХ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ ПО ХИМИИ ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ МОСКВА 2013 3 21-я Московская конференция проектных и исследовательских работ учащихся по химии. Тезисы докладов. 21 марта 2013 года, Москва, Московский институт открытого образования. 21-я Московская конференция проектных и исследовательских работ учащихся по химии проводится при финансовой поддержке Департамента образования города Москвы, ГБОУ города Москвы Центр педагогического мастерства, при...»

«УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС дисциплины Б.2. Экономическая теория Код и направление : 110400.62 – Агрономия Профиль подготовки: Защита растений Квалификация бакалавр (степень) выпускника Факультет Агрохимии и почвоведения Ведущий преподаватель Малейченко Вячеслав Николаевич Кафедра-разработчик Экономической теории Краснодар, 2013 1 Содержание Рабочая программа 3 Лист согласования рабочей программы дисциплины 4 Протокол согласования рабочей программы со смежными дисциплинами 5 1 Цель освоения...»

«Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты. Erich Grosse, Christian Weissmantel Chemie selbst erlebt. Das kannst auch du das chemie-experimentierbuch 2-е русское изд. - Л.:Химия, 1985—Лейпциг, 1974. Перевод с немецкого Л. Н. Исаевой под ред. Р. Б. Добротина (гл. 1—3) и А. Б. Томчина (гл. 4—8) © Urania-Verlag Leipzig-Jena-Berlin. Verlag fur popularwissenchaftliche Literatur. Leipzig, 1968 © Перевод на русский язык, Издательство Химия, 1978 OCR and Spellcheck Афанасьев Владимир...»

«ПРОБЛЕМЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В БАССЕЙНЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ И РОЛЬ ЗЕЛЕНОЙ ЭКОНОМИКИ В ИХ РЕШЕНИИ Улан-Удэ Издательство Бурятского научного центра СО РАН 2013 1 УДК 332.1, 502:338 ББК 65.05, 20.1 П Ответственный редактор канд.химич.наук С.С.Палицына Рецензенты канд.экон.наук К.П.Дырхеев канд.геогр.наук В.С.Батомункуев Проблемы окружающей среды в бассейне озера Байкал и роль зеленой экономики в их решении.- Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2013. ISBN В работе рассмотрены проблемы охраны и использования...»

«УТВЕРЖДАЮ: Заместитель Министра образования Российской Федерации _В.Д. Шадриков _10 марта 2000 г. Гос. рег № 129 ЕН/маг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление 510500 - Химия Степень (квалификация) — магистр Вводится с момента утверждения Москва, 2000 г. 2 1. Общая характеристика направления 510500 - Химия 1.1. Направление утверждено приказом Министрества образования Российской Федерации от 02.03.2000 г. № 686. 1.2. Квалификация (степень) —...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.