Коллоидная химия

Определение коллоидной химии. Основные разделы и направления коллоидной химии, объекты и цели изучения. Количественные характеристики дисперсности. Классификация коллоидных систем. Взаимосвязь коллоидной химии с другими науками.

Поверхностное натяжение, причины возникновения. Свободная поверхностная энергия. Способы описания термодинамики поверхностных явлений. Работа когезии. Работа адгезии. Капиллярное давление. Закон Лапласа. Закон Томсона-Кельвина. Капиллярная конденсация. Смачивание. Краевой угол смачивания, закон Юнга. Капиллярное поднятие жидкости. Основные методы измерения поверхностного натяжения.

Термодинамика адсорбции. Уравнение Гиббса. Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ), их классификация. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ. Уравнение Шишковского. Правило Траубе-Дюкло. Уравнение Ленгмюра для мономолекулярной адсорбции. Адсорбция на поверхности твердых тел. Основные понятия. Теории адсорбции газов и паров твердыми телами. Основные положения. Теория Ленгмюра. Теория БЭТ. Адсорбенты и их характеристики.

Двойной электрический слой (ДЭС). Причины образования ДЭС на поверхности раздела твердое тело-раствор. Модели строения ДЭС (Гельмгольца, Гуи-Чепмена, Штерна). Строение мицеллы гидрофобного золя. Основы ионного обмена. Электрокинетические явления: электрофорез, электроосмос, потенциалы течения и оседания; теория Гельмгольца-Смолуховского. Электрокинетический потенциал и методы его определения.

Термодинамические и кинетические факторы, влияющие на устойчивость дисперсных систем. Расклинивающее давление. Электростатическая составляющая и структурно-механический барьер. Порог коагуляции. Теория коагуляции лиофобных золей ДЛФО. Теория быстрой коагуляции. Флокуляция, гетерокоагуляция, адагуляция (определения, примеры).

Закономерности течения свободно-дисперсных систем. Закон Ньютона. Возникновение и развитие пространственных структур в дисперсных системах. Образование и свойства гелей. Коагуляционные структуры. Физико-химические методы регулирования структурно-механических свойств дисперсных систем на различных стадиях их формирования.

Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментационный анализ. Оптические свойства дисперсных систем. Ультрамикроскопия. Турбидиметрия. Нефелометрия. Оптические методы анализа состава и структуры поверхностных слоев и дисперсности. Световая и электронная микроскопия.

Образование лиофильных коллоидных систем и их свойства. Критическая концентрация мицеллообразования. Получение лиофобных дисперсных систем. Диспергационные и конденсационные методы. Химические реакции получения неорганических и органических коллоидов. Методы регулирования размеров частиц в дисперсных системах. Золи. Классификация. Строение частиц гидрофобного золя. Основные методы очистки коллоидных растворов. Методы измерения размеров коллоидных частиц. Эмульсии. Классификация, методы получения, стабилизации; определение степени дисперсности. Пены. Методы получения пен и их классификация. Строение и кратность пен. Аэрозоли. Классификация. Методы получения. Измерение размеров аэрозольных частиц. Молекулярно-кинетические и электрические свойства аэрозолей. Практическое применение дисперсных систем.