Organska i fizkolloidnaya kemija: opis, zadaci i značajke

Fizkolloidnaya kemija je znanost koja proučava kemijska i fizikalna svojstva površinskih pojava i raspršuje sustave.

definirati

Povezana je s fizikalnom kemijom raspršiti sustave. Oni se shvaćaju kao takva stanja u kojima je jedna ili više tvari u raspršenom (fragmentiranom) stanju masom druge tvari. Razdijeljena faza se naziva dispergirana faza. Disperzijski medij je medij u kojem je dispergirana faza prisutna u fragmentiranom obliku.

Adsorpcija i površinski fenomeni

Fizikalna kemija razmatra površinske pojave koje se javljaju na sučelju dispergiranih sustava.

Među njima ističemo:

• vlaženje;
• površinska napetost;
• adsorpcija.

Fizkolloidnaya kemija analizira važne tehničke procese vezane uz kanalizaciju i pročišćavanje zraka, obogaćivanje minerala, zavarivanje metala, slikanje različitih površina, podmazivanje, površine za čišćenje.

Napetost površine

Organska i fizkolloidnaya kemija objašnjava pojave koje se javljaju na sučelju faza. Analizirati sustav koji se sastoji od plina i tekućine. Molekula, koja se nalazi unutar sustava, djeluje atraktivnim silama najbližih molekula. Molekula koja se nalazi na površini također ima učinak sile, ali one se ne nadoknađuju.

Razlog tome je što se u plinovitom stanju udaljenosti između molekula je dovoljno velika sila je gotovo minimalna. Unutarnji tlak pokušava se stegnuti duboko u molekulu tekućine, kao rezultat toga dolazi do kompresije.

Za stvaranje novog sučelja faze, na primjer, istezanje u film, potrebno je raditi protiv unutarnjeg pritiska. Postoji izravan odnos između potrošene energije i unutarnjeg pritiska. Energija, koncentrirana u molekulama koje se nalaze na površini, smatra se slobodnom površinskom energijom.

Osnove termodinamike

Glavni zadaci fizkolloidne kemije uključuju izračun termodinamičkih jednadžbi. Ovisno o razmatranoj reakciji, moguće je odrediti mogućnost spontanog protoka.

Zbog nestabilnosti termodinamičkih sustava pojavljuju se procesi koji su povezani s povećanjem čestica, uz smanjenje sučelja faze.

Uzroci promjene termodinamičkog stanja

Koji čimbenici utječu na količinu površinske napetosti?

Prije svega, važno je razlikovati prirodu tvari. Veličina površinske napetosti izravno je povezana sa značajkama kondenzirane faze. S povećanjem polariteta veze, dolazi do povećanja napetosti u supstanci.

Stanje na sučelju između faza je pod utjecajem temperature. U slučaju njegovog povećanja, sile koje djeluju između pojedinih čestica smanjuju tvar.

Koncentracija tvari otopljenih u analiziranoj tekućini također utječe na stanje termodinamičkog sustava.

Postoje dvije vrste tvari. PIV (površinski neaktivne tvari) povećava napetost otopine u usporedbi s idealnim otapalom. Takve tvari jaki elektroliti. Surfaktanti (tenzidi) smanjuju napetost na sučelju u dobivenoj otopini. Kada se te tvari povećavaju u otopini, promatra se njihova koncentracija u površinskom sloju otopine. Polarni organski spojevi su kiseline, alkoholi. U svom sastavu imaju polarne skupine (amino, karboksil, hidrokso), kao i nepolarni lanac ugljikovodika.

Značajke sorpcije

Fizkolloidnaya chemistry (STR) uključuje dio o sorpcijskim procesima. Adsorpcija je proces spontane promjene površinskog sloja koncentracije tvari u odnosu na njihovu količinu u obujmu faza.

Adsorbent je supstanca na površini gdje se provodi taloženje. Adsorbent je tvar sposobna za taloženje. Adsorbat je precipitirana tvar. Desorpcija je obrnuta od adsorpcije.

Vrste sorpcije

Učitelj fizkolloidnoy kemije govori o dvije vrste adsorpcije. U slučaju fizikalnog taloženja, oslobađa se mala količina energije koja je usporediva s toplinom kondenzacije. Taj je proces reverzibilan. U slučaju povećanja temperature adsorpcija se smanjuje, brzina obrnutog procesa (desorpcija) se povećava.

Kemijska varijanta adsorpcije je nepovratna, površina ne ostavlja adsorptivna, već površinski spoj. Tijekom kemisorpcije, topline je visoka, ona se može mjeriti s veličinom toplinskog učinka kemijske reakcije. Uz povećanje temperature, kemisorpcija se povećava, a interakcija između tvari raste.

Kao primjer kemisorpcije, zabilježimo adsorpciju kisika s površine metala iz zraka, proučavana je fizikalnom kemijom. Zadaci i rješenja često su povezani s definicijom količine napetosti koja se javlja na sučelju između dva medija.

Kvantificirati izraženu adsorpciju koristi se apsolutna adsorpcija. Ona karakterizira količinu adsorbata (u molovima) po jedinici površine adsorbenta. Planovi za fizikalnu kemiju uključuju kvantitativno određivanje ove količine.

Karakteristike adsorbensa

Fizička i koloidna kemija posebnu pozornost posvećuje analizi tipova adsorbensa, njihovoj praktičnoj primjeni. Ovisno o veličini površine adsorbenta, moguće je različite količine adsorbiranog materijala. Najučinkovitije adsorbense su tvari s razvijenom površinom: koloidi, prašci, porozni reagensi.

Kao glavna kvantitativna svojstva adsorbensa, izolirana je specifična površina i volumetrijska poroznost. Prva vrijednost pokazuje omjer površine adsorbensa prema masi. Druga karakteristika preuzima značajke njegove strukture.

Dvije vrste adsorbensa se razlikuju u koloidnoj kemiji. Nepropusne tvari nastaju čvrste čestice, tvoreći poroznu strukturu "membrane praha" s bliskim pakiranjem. Kao što pore među njima izbijaju praznine između žitarica materije. Struktura može imati mikro ili macroporous strukturu. Porozni adsorbenti su strukture koje se sastoje od zrna koji imaju unutarnju poroznost.

U fizikalnoj kemiji posebna je pažnja posvećena karakterizaciji grubo raspršenih sustava. Oni su praškasti pripravci koji se formiraju od praškastog zrna pri prešanom ili gusto pakiranom u cijevi. Dobiveni sustavi imaju određene termodinamičke karakteristike, čija je proučavanje glavni zadatak fizikalno kemije.

Postoji podjela procesa (uzimajući u obzir prirodu adsorbensa) na ionsku, molekularnu, koloidalnu adsorpciju. Molekularni proces povezan je s otopinama slabih elektrolita ili dielektrika. Javlja se adsorpcija otopljenih tvari na površini čvrstog adsorbenta.

Dio aktivnih mjesta na površini adsorbenta zauzima molekule otapala. Tijekom prolaska procesa taloženja, molekule otapala i adsorpcije djeluju kao natjecatelji.

zaključak

Fizička i koloidna kemija su važna dijelovi kemije. Objašnjavaju osnovne procese koji se pojavljuju u otopinama omogućiti izračune količine topline emitiraju (apsorbiran) u stvaranju novih tvari. Glavni zakon koji se koristi za obavljanje kvantitativnih izračuna je zakon Hess. Navodi se nekoliko termodinamičkih svojstava inherentnih tvari: entalpiju, entropiju, energiju. Termodinamički proces stvaranja složenih spojeva iz jednostavnih početnih (komponente) može se smatrati legalno Hess. Izračuni koji se provode omogućuju određivanje učinkovitosti procesa.