Конспект. 53. ПІНИ, дисперсні системи з газової дисперсною фазою і рідкої або твердої дисперсійної середовищем

53. ПІНИ, дисперсні системи з газової дисперсною фазою і рідкої або твердої дисперсійної середовищем. Піни зазвичай є порівняно грубодисперсними высококонцен-трір системами (разб. системи типу газ рідина зв. газовими емульсіями). Об'ємне зміст дисперсійної середовища зазвичай характеризують кратністю піни ставленням До обсягу піни до объемудисперсионной середовища. Розрізняють низкократные піни (від 3 до кілька десятків) і высокократные (До до кілька тисяч). Малостійкі (діна-міч.) піни існують лише при безперервному суміші газу з пенообразующим р-ром присут. піноутворювачів 1-го роду (за класифікацією пен А. Ребиндера), напр. нижчих спиртів і орг.-т. Після припинення подачі газу такі піни швидко руйнуються. Високостабільні піни можуть існувати протягом багато хвилин і навіть годин. До піноутворювачам 2-го роду, що дає високостабільні піни, відносять мила і синтетич... ПАР.
За способом отримання розрізняють конденсаційні піни, зокрема хімічні,-які утворюються в результаті к.-к. хім. р відрядження внаслідок виділення газоподібних продуктів (так отримують більшість пен з твердою дисперсійної середовищем пінобетон, пінопласти), і диспергационные, у т ч. барботажные, одержувані при пропусканні газу через рідину. Піни також можуть бути отримані за допомогою спеціальних пристроїв пеногенераторов.

Піни є типовими лиофобными дисперсними системами (див. Лиофильнсть і лиофобность); вони в принципі термодинамічно нестійкі, оскільки в них протікають процеси, що призводять до зміни будови і руйнування пен. До таких процесів відносять: 1) утоньшение плівок і їх послідовного розрив в результаті збільшується середній розмір осередків при розриві плівок в обсязі піни або зменшується висота стовпа (шари) піни, якщо розриваються плівки, що відокремлюють поверхневі клітини піни від зовн. газового середовища; дисперсність піни падає. 2) Дифузійний перенесення газу з малих осередків в більш великі (в полидисперсной пені) або з поверхневих осередків у зовн. середовище; це призводить до зникнення поверхневих осередків і зменшенню висоти стовпа (шари) піни. 3) Отекание дисперсійної середовища під дією сили тяжіння (синерезис) в високостабільних пенах, що приводить до виникнення гидростатически рівноважного стану, в до-ром кратність шар піни тим більше, чим вище він розташований; в низкократных пенах синерезис веде до виникнення під піною шару рідини.
Серед найважливіших традиц. областей застосування пен флотація, пожежогасіння, тепло - і звукоізоляція, вироб-у харчового продуктів; нові напрямки-пінна сепарація, пиловловлення і пилопригнічення, очищення пов-стей, буріння.

54 Аерозолі — дисперсні системи, що складаються з дрібних твердих або рідких частинок (дисперсна фаза) та дисперсійного газового середовища (напр., повітря) де зависли ці частинки. Аерозолі присутні в атмосфері шахт, кар'єрів, копалень, збагачувальних фабрик, брикетних фабрик, на ряді підприємств хімічної промисловості, коксохімії тощо. За характером утворення розрізняють диспергаційні і конденсаційні аерозолі.

Диспергаційні аерозолі виникають під час розбризкування рідин, дроблення і подрібнення твердих речовин, особливо тонкого подрібнення в струминних млинах, переходу до завислого стану порошків, руйнування вугільного і породного масивів (буріння шпурів і свердловин, підривні роботи, при роботі комбайнів гірничих, екскаваторів і ін.).

Конденсаційні аерозолі утворюються під час конденсації пари. Швидкість осідання частинок аерозолів дуже мала. Частинки аерозолів мають розміри від найбільшихмолекул (від 1 нм) до 100 мкм, їхній вміст в 1 см³ повітря — від декількох одиниць до декількох тисяч. Аерозолі поділяються на тумани (дисперсна фаза — краплі рідини 10 мкм), дими (частинки 0,1-5 мкм), смог (0,1-50 мкм) та пил (до 10-100 мкм). За масовою концентрацією встановлюються санітарні норми пилу в повітрі підприємств твердість. Аерозолі з високим вмістом шкідливого пилу на шахтах, кар'єрах, збагачувальних фабриках викликають специфічне захворювання — пневмоконіоз (силікоз, антракоз тощо). Аерозолі, що містять вугільний, алюмінієвий та інші види пилу, вибухонебезпечні. Для боротьби з аерозольним забрудненням повітря проводиться провітрювання приміщень, застосовуються індивідуальні засоби захисту та ін.

(?)55. ПОРОШКИ, двофазні системи, що представляють собою тверді частинки дисперсної фази, розподілені в повітрі або ін. газовому середовищі. Традиційно до порошків відносять більшість сипучих матеріалів, однак у вузькому сенсі термін "порошки" застосовують до високодисперсних систем з розміром часток, меншим нек-рого критич. значення, при до-ром сила межчастичного взаимод. стає порівняною з їх вагою. Наиб. поширення мають порошки з розміром часток від 1 до 100 мкм. Уд. межфазная пов-ять-шість таких порошків змінюється в широких межах - від кілька м2/г (аеросил, сажа) до часткою м2/г (дрібні піски). Високодисперсні порошки з частинками розміром < 1 мкм, зваженими в газовій фазі та які беруть участь у броуновскому русі, утворюють аерозолі (пил, дими).

56. конспект. +

ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНІ СПОЛУКИ (полімери), характеризуються мол. масою від кілька тисяч до неск. (іноді багатьох мільйонів). До складу молекул високомолекулярних сполук (макромолекул) входять тисячі атомів, сполучених хім. зв'язками. Будь-які атом або група атомів, що входять до складу ланцюга полімеру або олігомеру, зв. складовим ланкою. Наим. складове ланка, повторенням до-рого м. б. описано будова регулярного (див. нижче) полімеру, зв. складовим повторюваним ланкою. Складове ланка, до-яке утворюється з однієї молекули мономеру при полімеризації, зв. мономерным ланкою (раніше іноді зв. елементарним ланкою). Напр., в поліетилені [- СН2СН2 -] n повторюється складове ланка - СН2, мономерное-СН2СН2.
Назва лінійного полімеру утворюють додаванням приставки "полі" (у разі неорганич. полімерів- "catena-полі"): а) до назви складеного повторюваного ланки, укладеним в дужки (систематич. назви); б) до назви мономеру, з до-рого отримано полімер (полусистематич. назви, до-які IUPAC рекомендує використовувати для позначення наиб. часто застосовуваних полімерів). Назва складеного повторюваного ланки утворюють за правилами номенклатури химической. напр. (вказані першими полусистематич. назви):

57. Набухання – збільшення об’єму твердого тіла внаслідок поглинання ним із оточуючого середовища рідини або пари. Здатність до набухання –характерна особливість тіл, утворених високомолекулярними сполуками (полімерами). Набухання зумовлене дифузійними процесами, які зазвичай супроводжуються сольватацією, тобто зв’язуванням низькомолекулярної речовини полімером. Розрізняють обмежене та необмежене набухання. В першому випадку макромолекули з’єднані досить міцно і набухання припиняється, досягнувши певної межі. Набухле тіло зберігає форму й чітку межу розділу з рідким середовищем. В другому випадку взаємна дифузія розчинника в полімерне тіло і полімеру в розчинник поступово приводить до зникнення межі розділу між набухаючим тілом і рідиною. Таке набухання завершується повним розчиненням полімеру. Крім полімерів, набуханню піддаються деякі мінерали із шаруватою кристалічною решіткою, наприклад, монтмориллоніти. При набуханні в воді вони можуть піддаватись самодовільному диспергуванню з утворенням високодисперсної колоїдної системи.

Набухання широко використовують в техніці й побуті. Так, з набуханням часто пов’язані склеювання полімерних матеріалів, переробка полімерів у вироби, одержання гумових клеїв тощо; приготування багатьох харчових продуктів; природні процеси (проростання насіння, спор і ін.). Набухання дуже поширене в живій природі. У воді набухають тканини, деревина, зерно. Найбільше набухання спостерігається в період інтенсивного росту рослини чи організму. Так, насіння набухає перед проростанням і розриває дуже міцну оболонку (персик, слива, вишня). Буває, що слабенькі паростки рослин руйнують асфальт. Коріння рослин, які ростуть на кам’янистому грунті, проникає в найтонші тріщини, набухає і руйнує гірські породи.

Сутність процесу набухання

Розчинення твердих природних і штучних полімерів відбувається специфічно: воно починається з набухання полімеру. Це явище практично ніколи не спостерігається при розчиненні солей, кислот та інших низькомолекулярних сполук. Якщо обмежити об’єм полімеру, але зберегти доступ до нього розчинника, виникає великий тиск, який може досягти сотні кілограмів на квадратний сантиметр.

Розчинення полімерів з лінійними гнучкими молекулами, на відміну від розчинення низькомолекулярних сполук, супроводжується набуханням, або, вірніше, набухання таких речовин є першим етапом їх розчинення. Під час набухання полімер поглинає низькомолекулярний розчинник, значно збільшується в масі, при цьому змінює механічні властивості без втрати однорідності. Об’єм високомолекулярної речовини при набуханні може збільшуватись до 1000-1500%.

+конспект

58. хз…

59. –

60. Гелі — драглеподібні дисперсні системи, з просторовою структурою, в якій дисперсна фаза утворює ґраткову порувату просторову структуру, заповнену рідким дисперсійним середовищем. Виникнення в об'ємі рідини такої просторової сітки зумовлюється: в колоїдних системах зчепленням частинок дисперсної фази, в розчинах полімерів — хімічним зшиванням лінійних макромолекул, тривимірною полімеризацією або поліконденсацією. Це надає гелям досить малої граничної напруги зсуву, механічних властивостей твердих тіл. Гелям властиві пластичність і еластичність, а також тиксотропні властивості. Гелі утворюються при коагуляції золів.

Гелі - колоїдні осади, що виходять при їх злипанні і затвердінні (коагуляції)

Залежно від типу розчинника (дисперсійного середовища) розрізняють:

§ гідрогелі,

§ алкогелі,

§ бензогелі тощо.

Застосовують як флокулянти, адсорбенти тощо.

Дифу́зія — процес випадкового невпорядкованого переміщення частинок під впливом хаотичних сил, зумовлених тепловим рухом і взаємодією з іншими частками.

Дифузія — перенесення речовини, зумовлене вирівнюванням її концентрації (точніше, хімічного потенціалу) у спочатку неоднорідній системі.

Електропровідність — здатність речовини проводити електричний струм.

Електропровідність виникає в електричному полі.

Електропровідність властива усім речовинам, але для того, щоб вона була значною, необхідно, щоб в речовині були вільні заряди.

Синерезис — явище мимовільного зменшення розмірів гелю за рахунок виділення дисперсійного середовища, що втримується в структурі гелю.

Синерезис обумовлений зростанням числа й міцності контактів між частками і супроводжується виникненням кристалізаційних містків між частками.

Мимовільний перехід коагуляційної структури в конденсаційно-кристалізаційну з вижиманням рідини — типовий приклад синерезису. Синерезису спонукають фактори, які сприяють коагуляції.

Має важливе значення в технології гум, хімічних волокон, пластмас, при виробництві сиру, сиру, в хлібопеченні.

Набрякання — процес, зворотний синерезису.