Органична и физиколоидна химия: описание, задачи и особености

Химизмът на физиколоидите е наука, която изучава химичните и физичните свойства на повърхностните явления и дисперсните системи.

дефинира

Физикохимичната химия е свързана с дисперсни системи. Те се схващат като такива състояния, при които едно или повече вещества са в диспергирано (фрагментирано) състояние от масата на второто вещество. Фрагментираната фаза се нарича дисперсна фаза. Дисперсионната среда е среда, в която дисперсна фаза присъства в фрагментирана форма.

Адсорбция и феномени на повърхността

Физикохидната химия разглежда повърхностните явления, които се срещат в интерфейса на дисперсните системи.

Сред тях отбелязваме:

• омокрящи;
• повърхностно напрежение;
• адсорбция.

Fizkolloidnaya химия анализира важни технически процеси, свързани с канализацията и пречистване на въздуха, обогатяване на минерали, заваряване на метали, боядисване на различни повърхности, смазване, почистване на повърхности.

Повърхностно напрежение

Органичната и физиколоидна химия обяснява явленията, възникващи при интерфейса на фазите. Нека анализираме системата, която се състои от газ и течност. Молекулата, която се намира вътре в системата, се влияе от атрактивни сили от най-близките молекули. Молекулата, която се намира на повърхността, също има сила на сила, но не е компенсирана.

Причината е, че в газовото състояние разстоянията между молекулите са достатъчно големи, силите са практически минимални. Вътрешното налягане се опитва да затегне дълбоко в молекулата на течността, в резултат на което се получава компресия.

За да се създаде нов фазов интерфейс, например, опъване във филм, е необходимо да се работи срещу вътрешното налягане. Има пряка връзка между изразходваната енергия и вътрешното налягане. Енергията, концентрирана в молекули, разположени на повърхността, се счита за свободна повърхностна енергия.

Основи на термодинамиката

Основните задачи на физиколоидната химия включват изчисляването на термодинамичните уравнения. В зависимост от разглежданата реакция е възможно да се определи възможността за нейното спонтанно протичане.

Поради нестабилността на термодинамичните системи, възникват процеси, свързани с уголемяване на частиците, придружени от намаляване на фазовия интерфейс.

Причините за промяната в термодинамичното състояние

Кои фактори влияят на повърхностното напрежение?

На първо място, важно е да се разграничи естеството на веществата. Мащабът на повърхностното напрежение е пряко свързан с характеристиките на кондензираната фаза. С увеличаване на полярността на връзката, в веществото се получава увеличение на напрежението.

Състоянието на интерфейса между фазите се влияе от температурата. В случай на увеличение силите, действащи между отделните частици, намаляват в субстанцията.

Концентрацията на веществата, разтворени в анализираната течност, също влияе върху състоянието на термодинамичната система.

Има два вида вещества. ПИВ (повърхностноактивни вещества) увеличават напрежението на разтвора в сравнение с идеалния разтворител. Такива вещества са силни електролити. Повърхностноактивните вещества (повърхностно активните вещества) намаляват напрежението в интерфейса в получения разтвор. Когато тези вещества нарастват в разтвора, се наблюдава концентрацията им в повърхностния слой на разтвора. Полярните органични съединения са киселини, алкохоли. Те имат в състава си полярни групи (амино, карбоксил, хидрокси), както и неполярна въглеводородна верига.

Характеристики на сорбция

Физколоидни химията (STR) включва раздел за сорбционните процеси. Адсорбцията е процес на спонтанна промяна на повърхностния слой на концентрацията на веществата по отношение на тяхното количество в обема на фазите.

Адсорбента е вещество, върху повърхността на което се извършва утаяване. Адсорбента е вещество, способно на утаяване. Адсорбатът е утаена субстанция. Десорбцията е обратна на адсорбцията.

Видове сорбция

Учителят fizkolloidnoy химия говори за два вида адсорбция. В случай на физическо отлагане, се отделя малко количество енергия, което е сравнимо с кондензационната топлина. Този процес е обратим. В случай на повишаване на температурата, адсорбцията намалява, скоростта на обратния процес (десорбция) се увеличава.

Химическият вариант на адсорбция е необратим, повърхността не оставя адсорбция, а повърхностно съединение. По време на химисорбция, топлината е висока, тя е съизмерима с размера на топлинния ефект на химическата реакция. При повишаване на температурата се увеличава химисорбцията и се увеличава взаимодействието между веществата.

Като пример за химиосорбция отбелязваме адсорбцията на кислорода от повърхността на метала от въздуха, той се изследва чрез физикохимична химия. Задачите и решенията често се свързват с определянето на количеството напрежение, което възниква на интерфейса между две медии.

За да се определи количествено изразената адсорбция, се използва абсорбция. Той характеризира количеството адсорбат (в мола) на единица площ от взетия адсорбент. Плановете за физична химия включват количествено определяне на това количество.

Характеристики на адсорбентите

Физическата и колоидната химия отделя специално внимание на анализа на видовете адсорбенти, тяхното практическо приложение. В зависимост от размера на повърхността на адсорбента е възможно различно количество адсорбиран материал. Най-ефективните адсорбенти са вещества с развита повърхност: колоиди, прахове, порести реактиви.

Като основни количествени характеристики на адсорбентите се изолира специфичната повърхност и обемната порьозност. Първата стойност показва съотношението на повърхността на адсорбента към масата. Втората характеристика приема характеристиките на нейната структура.

В колоидната химия се разграничават два типа адсорбенти. Непорьозни вещества се създават от твърди частици, образуващи пореста структура на "прахова диафрагма" с близка опаковка. Тъй като порите между тях простират празнините между зърната на материята. Структурата може да има микро- или макропорозна структура. Порьозните адсорбенти са структури, които се състоят от зърна с вътрешна порьозност.

Във физичната химия се отделя специално внимание на характеризирането на грубо разпръснатите системи. Те са формулировки на прах, които се образуват от прахообразни зърна при пресоване или плътно опаковане в епруветки. Получените системи имат определени термодинамични характеристики, изследването на които е основната задача на физикохимичната химия.

Съществува подразделение на процеса (като се вземе предвид естеството на адсорбента) до йонна, молекулярна, колоидна адсорбция. Молекулярният процес се свързва с разтвори на слаби електролити или диелектрици. Постъпва се адсорбция на разтворени вещества върху повърхността на твърдия адсорбент.

Част от активните места на адсорбционната повърхност са заети от молекулите на разтворителя. По време на преминаването на процеса на утаяване молекулите на разтворителя и адсорбцията действат като конкуренти.

заключение

Физическата и колоидната химия са важни сектори на химията. Те обясняват основните процеси, протичащи в разтворите, позволяват изчисления на количествата освободена (абсорбирана) топлина по време на образуването на нови вещества. Основният закон, използван при извършването на количествени изчисления, е законът на Hess. Той свързва няколко термодинамични характеристики, присъщи на веществата: енталпия, ентропия, енергия. Термодинамичният процес на образуване на сложни вещества от прости (първоначални) компоненти може да се разглежда от гледна точка на закона на Хес. Извършените изчисления правят възможно определянето на ефективността на процеса.