Organická a fizkolloidnaya chemie: popis, úkoly a rysy

Fizkolloidnaya chemie je věda, která studuje chemické a fyzikální vlastnosti povrchových jevů a disperzních systémů.

Definice

Fyzikálně-chemická chemie je spojena disperzních systémů. Chápou se takové stavy, ve kterých je jedna nebo více látek v dispergovaném (fragmentovaném) stavu hmoty druhé látky. Fragmentovaná fáze se nazývá rozptýlená fáze. Disperzní médium je médium, ve kterém je dispergovaná fáze přítomna v fragmentované formě.

Adsorpční a povrchové jevy

Fyzikálně-chemická chemie zvažuje povrchové jevy, které se vyskytují na rozhraní disperzních systémů.

Patří mezi ně:

• namočení;
• povrchové napětí;
• adsorpce.

Fizkolloidnaya chemie analyzuje důležité technické procesy související s odpadními vodami a čištění vzduchu, obohacování nerostů, svařování kovů, malování různých povrchů, mazání, čištění povrchů.

Povrchové napětí

Organická a fizkolloidnaya chemie vysvětluje jevy vyskytující se na rozhraní fází. Analyzujeme systém, který sestává z plynu a kapaliny. Molekula, která je umístěna uvnitř systému, působí atraktivní síly z nejbližších molekul. Molekula, která je umístěna na povrchu, má také sílu, ale není kompenzována.

Důvodem je, že v plynném stavu jsou vzdálenosti mezi molekulami dostatečně velké, síly jsou prakticky minimální. Vnitřní tlak se pokouší utáhnout hluboko do molekuly kapaliny, v důsledku toho nastane komprese.

Pro vytvoření nového fázového rozhraní, například roztažení do fólie, je třeba pracovat proti vnitřnímu tlaku. Mezi vynaloženou energií a vnitřním tlakem existuje přímý vztah. Energie, koncentrovaná v molekulách umístěných na povrchu, se považuje za volnou povrchovou energii.

Základy termodynamiky

Mezi hlavní úkoly fyzikloidní chemie patří výpočet termodynamických rovnic. V závislosti na předpokládané reakci je možné určit možnost spontánního toku.

Kvůli nestabilitě termodynamických systémů dochází ke vzniku procesů, které jsou spojeny se zvětšením částic, které je doprovázeno snížením fázového rozhraní.

Příčiny změny v termodynamickém stavu

Jaké faktory ovlivňují množství povrchového napětí?

Především je důležité rozlišit povahu látek. Velikost povrchového napětí je přímo spojena se znaky kondenzované fáze. S nárůstem polarity vazby dochází ve substanci k nárůstu tahové síly.

Stav na rozhraní mezi fázemi je ovlivněn teplotou. V případě jeho nárůstu síly působící mezi jednotlivými částicemi snižují obsah látky.

Koncentrace látek rozpuštěných v analyzované kapalině také ovlivňuje stav termodynamického systému.

Existují dva druhy látek. PIV (povrchově neaktivní látky) zvyšují napětí roztoku v porovnání s ideálním rozpouštědlem. Takové látky jsou silné elektrolyty. Povrchově aktivní látky (povrchově aktivní látky) snižují napětí v rozhraní ve výsledném roztoku. Když se tyto látky zvyšují v roztoku, pozoruje se jejich koncentrace v povrchové vrstvě roztoku. Polární organické sloučeniny jsou kyseliny, alkoholy. Mají ve svém složení polární skupiny (aminoskupinu, karboxyl, hydroxyl) a také nepolární uhlovodíkový řetězec.

Vlastnosti sorpce

Fizkolloidnaya chemie (STR) obsahuje sekci o sorpčních procesech. Adsorpce je proces spontánní změny v povrchové vrstvě koncentrace látek vzhledem k jejich množství v objemu fází.

Adsorbent je látka, na které se provádí srážení. Adsorbent je látka schopná srážení. Adsorbát je vysrážená látka. Desorpce je obrácením adsorpce.

Druhy sorpce

Učitel fizkolloidnoy chemie hovoří o dvou typech adsorpce. V případě fyzického ukládání se uvolňuje malé množství energie, které je srovnatelné s kondenzačním teplem. Tento proces je reverzibilní. V případě zvýšení teploty adsorpce snižuje rychlost reverzního procesu (desorpce).

Chemická varianta adsorpce je nevratná, povrch neopouští adsorpční, ale povrchovou sloučeninu. Během chemisorpce je teplo vysoké, je kompenzační vzhledem k velikosti tepelného účinku chemické reakce. Při zvýšení teploty vzrůstá chemisorpce a vzrůstá interakce mezi látkami.

Jako příklad chemisorpce zaznamenáváme adsorpci kyslíku z povrchu kovu ze vzduchu, je studována fyzikální chemií. Úkoly a řešení jsou často spojeny s definicí množství napětí, které vzniká na rozhraní mezi dvěma médii.

Pro kvantifikaci výrazné adsorpce se používá absolutní adsorpce. Charakterizuje množství adsorbátu (v molů) na jednotku plochy absorbovaného adsorbentu. Plány fyzikální chemie zahrnují kvantitativní stanovení tohoto množství.

Charakteristika adsorbentů

Fyzikální a koloidní chemie věnuje zvláštní pozornost analýze typů adsorbentů a jejich praktické aplikaci. V závislosti na velikosti povrchu adsorbentu je možné různé množství adsorbovaného materiálu. Nejúčinnějšími adsorbenty jsou látky, které mají vyvinutý povrch: koloidy, prášky, porézní činidla.

Jako hlavní kvantitativní vlastnosti adsorbentů se izoluje specifická povrchová a objemová pórovitost. První hodnota ukazuje poměr povrchu adsorbentu k hmotnosti. Druhá charakteristika předpokládá vlastnosti své struktury.

V oblasti koloidní chemie se rozlišují dva typy adsorbentů. Neporézní látky jsou tvořeny pevnými částicemi a tvoří porézní strukturu "práškové membrány" s těsným obalem. Jelikož póry mezi nimi vyčnívají mezery mezi zrny hmoty. Struktura může mít mikro- nebo makroporézní strukturu. Pórovité adsorbenty jsou struktury, které se skládají z zrna s vnitřní pórovitostí.

Ve fyzikální chemii se věnuje zvláštní pozornost charakterizaci hrubě rozptýlených systémů. Jedná se o práškové prostředky, které se vyrábějí z práškových zrn při lisování nebo hustě zabalené do zkumavek. Získané systémy mají určité termodynamické charakteristiky, jejichž studium je hlavním úkolem fyzikální chemie.

Existuje rozdělení procesu (s ohledem na povahu adsorbentu) na iontovou, molekulární, koloidní adsorpci. Molekulární proces je spojen s roztoky slabých elektrolytů nebo dielektrik. Tím dochází k adsorpci rozpuštěných látek na povrchu tuhého adsorbentu.

Část aktivních míst na adsorpčním povrchu je obsazena molekulami rozpouštědla. Během průchodu srážecího procesu působí molekuly rozpouštědla a adsorpční látky jako konkurenti.

Závěr

Fyzikální a koloidní chemie jsou důležité části chemie. Vysvětlují základní procesy, které se vyskytují v řešeních, umožňují výpočet množství uvolněného (absorbovaného) tepla při tvorbě nových látek. Hlavní zákon používaný při provádění kvantitativních výpočtů je zákon Hess. To souvisí s několika termodynamickými charakteristikami, které jsou vlastnictvím látek: entalpie, entropie, energie. Termodynamický proces tvorby komplexních látek z jednoduchých (počátečních) složek může být zvážen z hlediska Hessova zákona. Provedené výpočty umožňují určit účinnost procesu.