Organska in fizkoloidna kemija: opis, naloge in značilnosti

Fizkolloidnaya kemija je znanost, ki proučuje kemijske in fizikalne lastnosti površinskih pojavov in razpršenih sistemov.

Opredelitve

Povezana je fizikocidna kemija razpršene sisteme. Razumejo se kot takšna stanja, v katerih je ena ali več snovi v dispergiranem (razdrobljenem) stanju glede na maso druge snovi. Razdrobljena faza se imenuje disperzirana faza. Disperzijski medij je medij, v katerem je razpršena faza prisotna v razdrobljeni obliki.

Adsorpcija in površinski pojavi

Fizikoidna kemija obravnava površinske pojave, ki se pojavljajo na vmesniku disperznih sistemov.

Med njimi opažamo:

• močenje;
• površinska napetost;
• adsorpcija.

Fizkolloidnaya kemija analizira pomembne tehnične procese, povezane s čiščenjem in čiščenjem zraka, bogatenje mineralov, varjenje kovin, barvanje različnih površin, mazanje, čiščenje površin.

Površinska napetost

Ekološka in fizkoloidna kemija pojasnjuje pojave, ki se pojavljajo na vmesniku faz. Analiziramo sistem, ki ga sestavljata plin in tekočina. Molekule, ki se nahajajo znotraj sistema, delujejo privlačne sile iz najbližjih molekul. Molekula, ki se nahaja na površini, ima tudi učinek sile, vendar se ne kompenzira.

Razlog je, da so razlike med molekulami v plinastem stanju dovolj velike, sile pa so praktično minimalne. Notranji tlak se poskuša globoko zategniti v molekulo tekočine, zaradi česar pride do stiskanja.

Če želite na primer ustvariti nov fazni vmesnik, ki se razteza v film, je potrebno delovati proti notranjemu pritisku. Obstaja neposredna povezava med porabljeno energijo in notranjim tlakom. Energija, koncentrirana v molekulah, ki se nahajajo na površini, se šteje za prosto površinsko energijo.

Osnove termodinamike

Glavne naloge fizkoloidney kemije vključujejo izračun termodinamskih enačb. Glede na obravnavano reakcijo je mogoče določiti možnost njenega spontanega pretoka.

Zaradi nestabilnosti termodinamičnih sistemov se pojavijo procesi, ki so povezani s povečanjem delcev, skupaj z zmanjšanjem faznega vmesnika.

Vzroki za spremembo v termodinamičnem stanju

Kateri dejavniki vplivajo na količino površinske napetosti?

Najprej je pomembno razlikovati naravo snovi. Velikost površinske napetosti je neposredno povezana z značilnostmi kondenzirane faze. S povečanjem polarnosti vezave pride do povečanja napetosti v snovi.

Stanje na vmesniku med fazami vpliva na temperaturo. V primeru naraščanja sile, ki delujejo med posameznimi delci, se snov zmanjša.

Koncentracija snovi, raztopljenih v analizirani tekočini, vpliva tudi na stanje termodinamičnega sistema.

Obstajata dve vrsti snovi. PIV (površinsko neaktivne snovi) povečajo napetost raztopine v primerjavi z idealnim topilom. Takšne snovi so močni elektroliti. Surfaktanti (površinsko aktivne snovi) zmanjšajo napetost na vmesniku v nastali raztopini. Ko se te raztopine poveča v raztopini, opazimo njihovo koncentracijo v površinski plasti raztopine. Polarne organske spojine so kisline, alkoholi. Imajo v svoji sestavi polarne skupine (amino, karboksil, hidroksi) in tudi nopolarno ogljikovodikovo verigo.

Značilnosti sorpcije

Fizkolloidnaya kemija (STR) vključuje poglavje o sorpcijskih procesih. Adsorpcija je proces spontanih sprememb v površinski plasti koncentracije snovi glede na njihovo količino v količini faz.

Adsorbent je snov, na površini katere poteka obarjanje. Adsorbent je snov, ki je sposobna padavin. Adsorbat je oborjena snov. Desorpcija je obratna adsorpcija.

Vrste sorpcije

Učitelj fizkolloidnoy kemije govori o dveh vrstah adsorpcije. V primeru fizičnega usedanja se sprosti majhna količina energije, kar je primerljivo s toploto kondenzacije. Ta proces je reverzibilen. V primeru zvišanja temperature se adsorpcija zmanjša, stopnja povratnega procesa (desorpcija) se poveča.

Kemična varianta adsorpcije je nepovratna, površina ne pusti adsorpcije, temveč površinske spojine. V času kemisorcije je toplota visoka, sorazmerna je z velikostjo toplotnega učinka kemične reakcije. S povečanjem temperature se povečuje kemizorpcija in poveča interakcija med snovmi.

Kot primer kemisorcije opazimo adsorpcijo kisika s površine kovine iz zraka, ki ga proučuje fizikalna kemija. Naloge in rešitve so pogosto povezane z opredelitvijo količine napetosti, ki nastane na vmesniku med dvema medijem.

Za količinsko opredelitev izrazite adsorpcije se uporablja absolutna adsorpcija. Karakterizira količino adsorbata (v molih) na enoto površine uporabljenega adsorbenta. Načrti za fizikalno kemijo vključujejo količinsko določitev te količine.

Značilnosti adsorbentov

Fizična in koloidna kemija namenja posebno pozornost analizi vrst adsorbentov, njihove praktične uporabe. Glede na velikost površine adsorbenta je možna drugačna količina adsorbiranega materiala. Najbolj učinkoviti adsorbenti so snovi, ki imajo razvito površino: koloidi, praški, porozni reagenti.

Kot glavne kvantitativne značilnosti adsorbentov so izolirane specifične površinske in volumetrične poroznosti. Prva vrednost prikazuje razmerje površine adsorbenta do mase. Druga značilnost prevzame značilnosti svoje strukture.

Dve vrsti adsorbentov se razlikujeta v koloidni kemiji. Nekorusne snovi nastanejo s trdnimi delci, ki tvorijo porozno strukturo "prašne membrane" s tesnim pakiranjem. Ker med njimi nastanejo razmiki med zrni materije. Struktura ima lahko mikro- ali makroporozno strukturo. Porozni adsorbenti so strukture, ki so sestavljene iz zrn z notranjo poroznostjo.

V fizikalni kemiji je posebna pozornost namenjena karakterizaciji grobo razpršenih sistemov. So praškaste formulacije, ki so oblikovane iz praškastih zrn pri stiskanju ali gosto pakiranju v cevi. Dobljeni sistemi imajo določene termodinamične lastnosti, katerih študija je glavna naloga fizikoidne kemije.

Obdelava postopka (upoštevajoč naravo adsorbenta) je razdeljena na ionsko, molekularno, koloidno adsorpcijo. Molekularni proces je povezan z raztopinami šibkih elektrolitov ali dielektrik. Pojavi se adsorpcija raztopljenih snovi na površini trdnega adsorbenta.

Del aktivnih mest na površini adsorbenta zasedajo molekule topil. Med prehodom procesa obarjanja molekule topila in adsorpcije delujejo kot tekmeci.

Zaključek

Fizična in koloidna kemija sta pomembna oddelki kemije. Pojasnjujejo osnovne procese, ki se pojavljajo v raztopinah, omogočajo izračun količin toplote, ki se sprošča (absorbira) med nastajanjem novih snovi. Glavni zakon, ki se uporablja pri izvajanju kvantitativnih izračunov, je zakon Hess. Nanaša se na več termodinamičnih lastnosti snovi: entalpija, entropija, energija. Termodinamični proces nastajanja kompleksnih snovi iz preprostih (začetnih) komponent je mogoče obravnavati s stališča Hessovega zakona. Izvedeni izračuni omogočajo določitev učinkovitosti postopka.