- •П.А. Киселев, с.Б. Бокуть курс лекций по коллоидной химии
- •1. Коллоидная химия
- •1.1. Классификация коллоидных систем
- •1.2.Свойства коллоидных растворов
- •1.3. Методы приготовления коллоидных растворов
- •1.4. Оптические свойства и методы исследования коллоидных растворов
- •1.5.Рассеяние света (опалесценция)
- •1.6.Нефелометрия
- •1.7. Абсорбция (поглощение) света коллоидами и окраска коллоидных растворов
- •2. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов
- •2.1. Броуновское движение
- •2.2. Кинетическая устойчивость дисперсионных систем и седиментационное равновесие
- •2.3. Осмотическое давление
- •2.4. Равновесие Гиббса-Доннана
- •2.5. Электрические свойства коллоидных растворов. Электроосмос и электрофорез
- •2.6. Строение коллоидных частиц
- •3. Устойчивость дисперсных систем
- •3.1. Основные положения
- •3.2. Коагуляция гидрофобных коллоидов
- •3.3.Адсорбционно-сольватный барьер как фактор стабилизации коллоидных систем
- •3.4. Электрокинетический потенциал
- •3.5.Обратимость коагуляции. Пептизация
- •3.6. Студни и гели
- •4. Свойства растворов высокомолекулярных соединений
- •4.1. Набухание и растворение вмс
- •4.2. Термодинамические свойства растворов вмс
- •4.3. Вязкость растворов вмс
- •4.4. Растворы полимерных электролитов. Изоэлектрическая точка
- •5. Характеристика некоторых широко применяемых дисперсных систем
- •5.1. Общая характеристика эмульсий
- •5.2. Устойчивость эмульсий
- •5.3. Разрушение и обращение эмульсий
- •5.4. Пены
- •5.5. Суспензии
- •5.6. Аэрозоли
- •6. Характеристика некоторых спектральных методов исследования растворов вмс
- •6.1. Абсорбционная спектроскопия
- •6.2. Факторы, влияющие на абсорбционные свойства хромофора
- •6.3. Инфракрасная спектроскопия
- •6.4. Спектроскопия комбинационного рассеяния
- •6.5. Флуоресцентная спектроскопия
- •6.6. Изучение белков путем измерения их собственной флуоресценции
- •6.7. Поляризация флуоресценции
- •Содержание
Министерство образования Республики Беларусь
Международный государственный экологический университет им. А.Д. Сахарова |
Факультет экологической медицины
Кафедра биохимии и биофизики
П.А. Киселев, с.Б. Бокуть курс лекций по коллоидной химии
Минск
МГЭУ им. А.Д. Сахарова
2005
Авторы:
профессор кафедры биохимии и биофизики, д.х.н. П.А. Киселев,
зав. кафедрой биохимии и биофизики, к.б.н. С.Б. Бокуть.
Рецензент:
к.х.н., доцент И.Б. Бутылина.
Рекомендовано Советом Международного государственного экологического университета им. А.Д. Сахарова, протокол № 4 от 24.12.2004 г.
Киселев П.А., Бокуть С.Б.
Курс лекций по коллоидной химии / Киселев П.А., Бокуть С.Б. – Мн., 2005. – 56 с.
Курс лекций по коллоидной химии соответствует учебной программе дисциплины «Физическая и коллоидная химия» для студентов МГЭУ им. А.Д. Сахарова.
Киселев П.А., Бокуть С.Б., 2005
Международный государственный экологический университет им. А.Д. Сахарова, 2005
1. Коллоидная химия
1.1. Классификация коллоидных систем
Традиционное название «Коллоидная химия» уже давно перестало отвечать своему содержанию. В настоящее время в курс коллоидной химии включается изучение высокодисперсных гетерогенных систем и высокомолекулярных соединений.
Все дисперсные системы гетерогенны и состоят по меньшей мере из двух фаз. Непрерывная фаза называется дисперсной средой, раздробленная прерывная фаза – дисперсной фазой.
Все дисперсные системы, составляющие предмет коллоидной химии, можно классифицировать по кинетическим свойствам дисперсной фазы на системы, в которых частицы этой фазы могут свободно передвигаться (свободно-дисперсная система), и на системы, в которых эти частицы передвигаться практически не могут (связно-дисперсные системы). Существенно важна классификация по размерам частиц дисперсной фазы. По последнему признаку коллоидные системы подразделяются на ультрамикрогетерогенные с размером частиц 1–100 нм, микрогетерогенные, размер частиц которых составляет 100–10000 нм, и грубодисперсные системы, размер частиц которых более 10 мкм.
Ультрамикрогетерогенные частицы получили название золи. Если дисперсионной средой в ультрамикрогетерогенных системах является жидкость, то систему называют лиозолем (в частности, если вода, то гидрозоль, если эфир – этерозоль, если спирт – алкозоль). Если дисперсионной средой является воздух, то систему называют аэрозоль.
Микрогетерогенные частицы, видимые в поле оптического микроскопа, – это суспензии, эмульсии.
Нижним пределом размеров частиц в дисперсных системах следует считать с некоторым приближением 1 нм. При более высокой степени дисперсности утрачивается физическая поверхность раздела, соответственно резко уменьшается величина поверхностной энергии.
Дисперсные системы классифицируют также в зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсной среды. По условному обозначению дисперсную фазу указывают первой, дисперсную среду – второй.
Например, если твердое тело раздроблено в жидкости, то систему обозначают Т-Ж, если жидкость раздроблена в газе, то Ж-Г. Все возможные комбинации дисперсных систем можно разделить на 8 групп.
Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию
Дисперсная фаза |
Дисперсная среда |
Условное обозначение |
Тип системы |
Примеры |
Твердая |
Твердая |
Т – Т |
Твердые коллоидные растворы |
Минералы, цветные стекла, рубин |
Жидкая |
Твердая |
Ж – Т |
Капиллярные системы, гели |
Почва, жемчуг |
Газообразная |
Твердая |
Г – Т |
Пористые и капиллярные системы |
Пемза, активированный уголь |
Твердая |
Жидкая |
Т – Ж |
Золи, суспензии |
Золы металлов, взвеси, ил |
Жидкая |
Жидкая |
Ж – Ж |
Эмульсии |
Молоко, майонез |
Газообразная |
Жидкая |
Г – Ж |
Пены, газовые эмульсии |
Мыльная пена |
Твердая |
Газообразная |
Т – Г |
Аэрозоли |
Табачный дым, пыль |
Жидкая |
Газообразная |
Ж – Г |
Туманы |
Облака, фармакологические аэрозоли |