Презентация на тему " Коллоидная химия"

Ваша оценка презентации
Оцените презентацию по шкале от 1 до 5 баллов
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Рецензии

Добавить свою рецензию

Аннотация к презентации

В презентации на тему "Коллоидная химия" в доступной и краткой форме дано понятие о дисперсных системах и поверхностных явлениях. Состоит из 27 слайдов и содержит пример решения задания.

Краткое содержание

  1. Признаки
  2. Меры дисперсности
  3. Виды систем
  4. Получение
  5. Методы

Содержание

  • Слайд 1

    Коллоидная химия

    1

    • Дисперсная система
    • Дисперсная фаза (раздробленная часть дисперсной системы)
    • Дисперсионная среда (непрерывная часть дисперсной системы)
    • Коллоидная химия – наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах.
    • Дисперсные системы – гетерогенные системы, в которых одна из фаз находится в дисперсном (раздробленном состоянии).
    • Поверхностные явления – совокупность явлений, связанных с физическими особенностями границ раздела между соприкасающимися фазами.

  • Слайд 2

    Признаки объектов коллоидной химии

    2

    1.Гетерогенность (многофазность).

    2.Дисперсность (раздробленность).

  • Слайд 3

    Меры дисперсности

    3

    • Поперечный размер частицы (а) – диаметр для сферических частиц (d) и длина ребра для кубических частиц (l).
    • Дисперсность (D) – величина, обратная поперечному размеру частицы: D=1/a.
    • Удельная поверхность (Sуд) – межфазная поверхность, приходящаяся на единицу объема или массы дисперсной фазы:

  • Слайд 4

    Зависимость удельной поверхности от размера частиц

    4

    • I–молекулярные системы (истинные растворы)
    • a < 10-9
    • II– высокодисперсные, коллоидные (наносистемы)
    • 10-9 < a < 10-7
    • III – среднедисперсные (микрогетерогенные)
    • 10-7 < a < 10-5
    • IV – грубодисперсные
    • a > 10-5

  • Слайд 5

     

    5

    • Пример:

    Дисперсность частиц коллоидного золота 108 м-1. Принимая частицы золота в виде кубиков определить, какую поверхность они могут покрыть, если их плотно уложить в один слой. Масса коллоидных частиц золота 1 г. Плотность золота 19,6·103 кг/м3.

    • Решение:

    1. Общая поверхность частиц коллоидного золота S = Sуд·V.

    2. Удельная поверхность кубических частиц Sуд = 6D.

    3. Объем золота равен V = m/ρ.

    • Тогда:

  • Слайд 6

    Особенности коллоидных систем

    6

    1.Избыточная поверхностная энергия GS

    • При увеличении дисперсности увеличивается удельная поверхность частиц дисперсной фазы, большая часть всех молекул или атомов находится на поверхности раздела фаз в несимметричном силовом поле, что приводит к возникновению избыточной поверхностной энергии.

    2. Термодинамическая неустойчивость

    3. Невоспроизводимость (индивидуальность)

    4. Способность к структурообразованию

  • Слайд 7

    Виды дисперсных систем

    7

    Виды дисперсных систем

  • Слайд 8

    Получение дисперсных систем

    8

    • Диспергационные методы
      • измельчение крупных образцов вещества до частиц дисперсных размеров;
      • химический состав и агрегатное состояние вещества не меняется;
      • затрачивается внешняя работа;
      • используют для получения грубодисперсных систем – производство цемента (1 млрд.т в год), измельчении руд полезных ископаемых, помол муки и т.д.

  • Слайд 9

     

    9

    • Для облегчения диспергирования используют понизители твердости (электролиты, эмульсии, ПАВ и др.)
    • Понизители твердости составляют 0,1 % от общей массы измельчаемых веществ и при этом снижают энергозатраты на получение дисперсных систем более чем в два раза.

  • Слайд 10

    Конденсационные методы

    10

    • основаны на ассоциации молекул в агрегаты из истинных растворов;
    • используют для получения высокодисперсных систем;
    • не требуют затраты внешней работы;
    • появление новой фазы происходит при пересыщении среды.


  • Слайд 11

    Стадии конденсации

    11

    1. Зародышеобразование - возникновение центров кристаллизации в пересыщенном растворе; зародыши образуются тем легче, чем больше чужеродных частиц.

    2. Рост зародышей.

    3. Формирование слоя стабилизатора (ДЭС).

  • Слайд 12

    Физические конденсационные методы

    12

    • 1. Метод конденсации из паров – образование тумана в газовой фазе при понижении температуры.

    Образование тумана, облаков, производство H2SO4, H3PO4.

    • 2. Метод замены растворителя – раствор вещества приливают к жидкости, в которой это вещество практически не растворимо.

    Получение гидрозолей серы, холестерина, канифоли и др.

  • Слайд 13

    Химические конденсационные методы

    13

    Методы основаны на образовании м.р.с. в результате протекания химических реакций.

    • 1. Реакции восстановления(получение золей Au, Ag, Pt).

    Восстановление аурата натрия формальдегидом.

    2NaAuO2 + 3HCOH + Na2CO3 = 2Au + 3HCOONa +NaHCO3 + H2O

    Строение мицеллы :

  • Слайд 14

     

    14

    • 2. Реакции обмена.

    Получение золя иодида серебра.

    AgNO3 + KJ(изб.) = AgJ↓ + KNO3

    • Строение мицеллы:

  • Слайд 15

     

    15

    • 3. Реакции окисления

    Образование золя серы.

    2H2Sр-р + O2 = 2S ↓+ 2H2O

    • Строение мицеллы:

  • Слайд 16

     

    16

    • 4. Реакции гидролиза

    Получение золя гидроксида железа.

    FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 ↓ + 3HCl

    • Cтроение мицеллы:

  • Слайд 17

    Метод пептизации

    17

    • 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, ПАВ, растворителем).

  • Слайд 18

    Методы очистки дисперсных систем

    18

    • Низкомолекулярные примеси (чужеродные электролиты) разрушают коллоидные системы.
      • Диализ – отделение золей от низкомолекулярных примесей с помощью полупроницаемой мембраны.
      • Электродиализ – диализ, ускоренный внешним электрическим полем.
      • Ультрафильтрация – электродиализ под давлением (гемодиализ).


  • Слайд 19

    Особенности коллоидных растворов

    19

    • Опалесценция (светорассеяние) наблюдается когда λ > d.
    • Чем короче длина волны падающего света, тем больше рассеяние.
    • 400 нм - синий, 780 нм - красный
    • При боковом свечении дисперсные системы имеют голубоватую окраску (атмосфера Земли), а в проходящем свете – красноватую (восход и закат Солнца).
    • Светомаскировка - синий свет.
    • Сигнализация – красный, оранжевый свет.
    • Окраска драгоценных камней и самоцветов
    • Рубин– коллоидный раствор Cr или Au в Al2O3,
    • Сапфир - коллоидный растворTi в Al2O3,
    • Аметист – коллоидный растворMn в SiO2.

  • Слайд 20

     

    20

    • Электрокинетический потенциал (дзета-потенциал) – потенциал, возникающий на границе скольжения АВ при относительном перемещении фаз в электрическом поле.
    • 2. Способность к электрофорезу - явление перемещения частиц ДФ относительно неподвижной ДС по действием внешнего электрического поля.
      • Причина электрофореза - наличие двойного электрического слоя (ДЭС) на поверхности частиц ДФ.

  • Слайд 21

    Строение коллоидных мицелл

    21

    • Мицелла– частица дисперсной фазы вместе с ДЭС.
    • Внутренняя часть мицеллы - агрегат, состоящий из большого числа молекул или атомов м.р.с.
    • Агрегат электронейтрален, но адсорбирует на своей поверхности ионы из раствора – ПОИ.
    • Правило Фаянса-Пескова:
    • «На твердой поверхности агрегата в первую очередь адсорбируются ионы, которые:
    • входят в состав агрегата;
    • способны достраивать кристаллическую решетку агрегата;
    • образуют малорастворимое соединение с ионами агрегата;
    • изоморфны с ионами агрегата.»

  • Слайд 22

     

    22

    • Агрегат вместе с ПОИ составляет ядро мицеллы.Заряженное ядро мицеллы, притягивает ПИ из раствора. Часть ПИ образует адсорбционный слой.
    • Ядро с ПИ плотной части ДЭС образуют гранулу или коллоидную частицу. Знак заряда коллоидной частицы определяется знаком заряда ПОИ.
    • Коллоидную частицу окружают ПИ диффузной слоя – остальная часть ПИ, подвергающихся броуновскому движению и менее прочно связанная с ядром.
    • В целом образуется мицелла. Мицелла в отличие от коллоидной частицы электронейтральна.

  • Слайд 23

     

    23

    • Пример 1:

    AgNO3– электролит-стабилизатор

    Ag+– ПОИ, – ПИ

  • Слайд 24

    Устойчивость и коагуляция дисперсных систем

    24

    • Устойчивость – неизменность во времени основных параметров дисперсной системы: степени дисперсности и равномерного распределения частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде.
    • Коагуляция– процесс разрушения коллоидных систем за счет слипания частиц, образования более крупных агрегатов с потерей устойчивости и последующим разделением фаз.


  • Слайд 25

    Коагуляция золей электролитами

    25

    • Правила электролитной коагуляции
    • Все электролиты при определенной концентрации могут вызвать коагуляцию золя.
    • Правило знака заряда: коагуляцию золя вызывает тот ион электролита, знак заряда которого противоположен заряду коллоидной частицы.
    • Этот ион называют ионом-коагулятором.
    • Каждый электролит по отношению к коллоидному раствору обладает порогом коагуляции (коагулирующей способностью).

  • Слайд 26

     

    26

    • Порог коагуляции (γ, Скр) – наименьшая концентрация электролита, достаточная для того, чтобы вызвать коагуляцию золя
    • Коагулирующая способность (Р) – величина, обратная порогу коагуляции
    • Влияние заряда иона-коагулятора (правило Шульце-Гарди): коагулирующая способность электролита возрастает с увеличением заряда иона – коагулятора

    n = 2 ÷ 6

  • Слайд 27

    Пример решения задания

    27

    • Золь гидроксида цинка получен путем сливания растворов ZnCl2 и NaOH. Определите знак заряда коллоидной частицы, напишите формулу мицеллы, если пороги коагуляции растворов электролитов следующие:
    • Решение:Определим знак заряда частиц золя.
    • Так как анионы всех электролитов одновалентны, а их пороги коагуляции разные, то коагуляцию золя вызывают катионы электролитов.
    • В данном случае: чем выше заряд катиона, тем меньше порог коагуляции (справедливо правило Шульце – Гарди). Следовательно, согласно «правилу знака заряда», заряд коллоидной частицы отрицательный.
    • Следовательно, ПОИ – ОН-, ПИ – Na+.

Посмотреть все слайды
Презентация будет доступна через 45 секунд