Презентация - Коллоидная химия


Коллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химияКоллоидная химия
На весь экран

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Лекция 1 7 Коллоидная химия

Слайд 2

ПЛАН 17 .1 Дисперсные системы и их классификация. 17 .2 Получение и очистка коллоидных растворов. 17 .3 Строение мицелл лиофобных золей. 17 .4 Физические свойства золей. 17 .5 Устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция.

Слайд 3

17 . 1 Коллоидная химия – это химия дисперсных систем.

Слайд 4

Дисперсными называются микрогетерогенные системы, в которых микроскопические частицы дисперсной фазы равномерно распределены в дисперсионной среде.

Слайд 5

Модель дисперсной системы Дисперсионная среда Частицы дисперсной фазы

Слайд 6

Классификация дисперсных систем 1) По степени дисперсности Коллоидно-дисперсные 10 9 α 10 7 м Грубо- дисперсные 10 7 α 10 5 м - диаметр частицы дисперсной фазы

Слайд 7

2) По степени взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды Под их взаимодействием понимают образование сольватных оболочек вокруг частиц дисперсной фазы.

Слайд 8

Лиофильные - это системы, в которых сильно выражен эффект сольватации (растворы ВМС и ПАВ). Они устойчивы; их образование протекает самопроизвольно. Лиофобные - это системы, в которых эффект сольватации отсутствует (дисперсии металлов и труднорастворимых солей). Они не устойчивы; их образование протекает не самопроизвольно. Дисперсные системы

Слайд 9

3) По отсутствию или наличию межмолекулярного взаимодействия между частицами дисперсной фазы Свободно-дисперсные – частицы не связаны между собой и свободно перемещаются (аэрозоли, лиозоли) Связно-дисперсные – частицы связаны между собой; их движение затруднено (гели, студни)

Слайд 10

4) По агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды Диспер-сион-ная сре- да Дис - перс - ная фаза Тип системы Примеры Аэрозо-ли Ж Т Ж/Г Т/Г Туманы, облака, аэрозоли жидких лекарственных препаратов Дым, пыль, порошки, аэрозоли твердых лекарств Г

Слайд 11

Лио-зо-ли Г Ж Т Г/Ж Ж /Ж Т/Ж Жидкие пены Эмульсии: молоко, лекарственные эмульсии, кремы Коллоидные растворы (золи), суспензии Ж

Слайд 12

Соли-дозоли Г Ж Т Г/ т Ж/Т Т/Т Твердые пены : хлеб, пемза, активированный уголь Жемчуг, опал Цветные стекла, минералы, сплавы Т

Слайд 13

Согласно современным представлениям, любое твердое тело – это высокодисперсная система, так как размеры дефектов кристаллических решеток соответствуют размерам коллоидных частиц.

Слайд 14

1 7 .2 Для получения коллоидных растворов ( золей ) используют: 1) метод диспергирования, 2) метод конденсации

Слайд 15

Метод диспергирования – дробление крупных частиц до коллоидной степени дисперсности.

Слайд 16

Диспергирование можно осуществлять : а) механическим дроблением (шаровые, коллоидные мельницы); б) электрическим распылением в вольтовой дуге (получение золей Au, Ag, Pt и других металлов); в) действием ультразвука;

Слайд 17

г) метод пептизации - дробление свежеприготовленных осадков на отдельные коллоидные частицы при добавлении небольшого количества электролита-пептизатора в раствор.

Слайд 18

Ионы электролита-пептизатора адсорбируются на поверхности частиц осадка, сообщая им одноименный электрический заряд и способствуя переходу во взвешенное состояние.

Слайд 19

Пептизация имеет большое биологическое значение: рассасывание атеросклеротических бляшек, почечных и печеночных камней происходит под воздействием лекарственных препаратов-пептизаторов.

Слайд 20

Метод конденсации – соединение атомов, молекул или ионов в агрегаты коллоидной степени дисперсности.

Слайд 21

Конденсация химическая физическая

Слайд 22

В основе химической конденсации лежат химические реакции, протекающие с образованием труднорастворимых соединений.

Слайд 23

ОВР H Au Cl 4 3 H 2 O 2 2 Au 8 HCl 3 O 2 получение дисперсии радиоактивного золота для лечения онкологических заболеваний

Слайд 24

гидролиз Fe Cl 3 3 H 2 O Fe(OH) 3 3 HCl ионный обмен Ag NO 3 KI Ag I KNO 3 Получение протаргола (сильнодействующего антисептика)

Слайд 25

Получение дисперсных систем методом физической конденсации выполняют: путем замены растворителя : в истинный раствор добавляют жидкость, в которой растворенное вещество практически не растворимо;

Слайд 26

понижением температуры или повышением давления паров и газов , приводящим к их конденсации. Так в природе образуются туманы и облака.

Слайд 27

В организме превалирующим является конденсационный метод. Одним из немногих примеров диспергирования является эмульгирование жиров в кишечнике.

Слайд 28

Методы очистки золей Диализ и электродиализ – очистка золей от электролитов Ультрафильтрация-отделение дисперсной фазы от дисперсионной среды

Слайд 29

Диализ основан на применении мембран , задерживающих крупные коллоидные частицы и пропускающих ионы и молекулы низкомолекулярных веществ.

Слайд 30

диализат ЗОЛЬ мембрана Простейший диализатор Вода

Слайд 31

Диализ протекает медленно, но он может быть ускорен путем пропускания электрического тока через золь, подлежащий очистке.

Слайд 32

Такой процесс получил название электродиализа, а соответствующий прибор – электродиализатора . Растворитель Растворитель Золь

Слайд 33

Ультрафильтрация –осуществляется путем продавливания золя через плотные фильтры, непроницаемые для частиц дисперсной фазы.

Слайд 34

Фильтрование обычно проводят под давлением или в вакууме.

Слайд 35

Процесс ультрафильтрации лежит в основе работы почек. Вещества с молярной массой до 10 000 проходят через сито базальной мембраны свободно, а с молярной массой свыше 50 000 - только в ничтожных количествах.

Слайд 36

Примером сочетания диализа и ультрафильтрации является аппарат " искусственная почка ", предназначенный для временной замены почек при почечной недостаточности.

Слайд 37

Прибор «Искусственная почка» Данный метод лечения называется гемодиализом .

Слайд 38

17.3 Согласно мицеллярной теории , золь состоит из мицелл и интермицеллярной жидкости.

Слайд 39

Мицелла – это электронейтральная частица дисперсной фазы, окруженная двойным электрическим слоем ионов. Интермицеллярная жидкость – это дисперсионная среда, разделяющая мицеллы

Слайд 40

Основу мицеллы составляют микрокристаллы трудно-растворимого вещества, называемые агрегатом . В результате избирательной адсорбции на поверхности агрегата адсорбируются ионы электролита-стабилизатора.

Слайд 41

Пример. Рассмотрим строение мицеллы золя Ag I , образующегося в результате реакции: Ag NO 3 KI Ag I KNO 3 изб. твердая фаза

Слайд 42

Электролит в избытке (Ag NO 3 ) является стабилизатором т.к. сообщает устойчивость коллоидным частицам. Из его ионов формируется двойной электрический слой вокруг агрегата: Ag NO 3 Ag NO 3 -

Слайд 43

Формула мицеллы Ag I m Ag I n Ag (n - x)NO 3 - x x NO 3 - агрегат ПОИ ПРИ ПРИ ядро Адсорбционный слой Коллоидная частица мицелла Диффузный слой

Слайд 44

ПОИ – потенциалопредляющие ионы, адсорбирующиеся на поверхности агрегата, ПРИ – противоионы, адсорбирующиеся на поверхности ядра; они входят как в состав адсорбционного, так и в состав диффузного слоя

Слайд 45

Коллоидная частица (гранула) – это часть мицеллы, состоящая из агрегата и адсорбционного слоя. Заряд гранулы рассчитывают как алгебраическую сумму ионов, входящих в ее состав: n -1(n- х) n – n х x

Слайд 46

Образование двойного электрического слоя (ДЭС) приводит к тому, что на поверхности раздела адсорбционного и диффузного слоя появляется электрический потенциал, называемый электрокинетическим (дзета) потенциалом ( ξ , В)

Слайд 47

ξ – потенциал служит мерой устойчивости коллоидных частиц, мерой размеров межклеточных пространств in vivo

Слайд 48

17.4 Физические свойства коллоидных растворов Молекулярно-кинетические Оптические Электро-кинетические

Слайд 49

Важнейшие молекулярно-кинетические свойства 1) Броуновское движение – хаотическое движение частиц дисперсной фазы под воздействием ударов молекул дисперсионной среды

Слайд 50

2) Диффузия – самопроизвольный процесс выравнивания концентраций частиц по всему объему раствора в результате броуновского движения. Характеристикой диффузии является ее коэффициент D , зависящий от размеров частиц (r) и вязкости среды ( ): D RT 6 π r N A

Слайд 51

3) Седиментация –оседание частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести. Определение скорости оседания положено в основу седиментационного анализа . Он широко используется для оценки состояния эритроцитов.

Слайд 52

Определение СОЭ –важный диагности-ческий тест.

Слайд 53

Особые оптические свойства дисперсных систем обусловлены тем, что размеры коллоидных частиц сопоставимы с длиной волны видимого света.

Слайд 54

Это приводит к рассеянию света, проходящего через золь .

Слайд 55

Если луч света направить на коллоидный раствор, то его путь будет обнаруживаться на темном фоне в виде светящегося конуса, называемого конусом Тиндаля.

Слайд 56

Конус Тиндаля

Слайд 57

Короткие волны (синяя и фиолетовая часть спектра) рассеиваются сильнее, чем длинные (желто-красная часть спектра).

Слайд 58

Этим объясняется голубой цвет неба.

Слайд 59

Электрокинетическими явлениями называются процессы, протекающие в золях под воздействием внешнего электрического поля. К ним относят электрофорез и электроосмос.

Слайд 60

Электрофорез (электро... и греч. phoresis - несение)- это направленное движение коллоидных частиц под действием внешнего электрического поля относительно неподвижной дисперсионной среды. Электрофорез был открыт Ф. Рейсом в 1807.

Слайд 61

Скорость движения частиц к электродам (u) связана с напряжённостью электрического поля (Е) уравнением Смолуховского: u ξ ε E k π где - вязкость среды, ε - диэлектрическая постоянная

Слайд 62

Электрофорез позволяет определять ξ - потенциалы как коллоидных частиц, так и живых клеток, бактерий и вирусов , поскольку они несут электрический заряд и способны перемещаться в электрическом поле с определенной скоростью.

Слайд 63

Электрофорез применяется для диагностики и контроля за ходом болезни. Его используют для введения лекарственных веществ в пораженные органы человека. Метод имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными способами введения препаратов.

Слайд 64

Электроосмос – это движение дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы через полупроницаемую мембрану во внешнем электрическом поле.

Слайд 65

Он применяется в медицине для очистки лечебных сывороток.

Слайд 66

17.5 Под устойчивостью дисперсной системы понимают постоянство во времени ее состояния и свойств.

Слайд 67

Различают два вида коллоидной устойчивости: кинетическую (седиментационную), агрегативную.

Слайд 68

Причиной кинетической устойчивости является броуновское движение, которое противодействует оседанию частиц под действием силы тяжести.

Слайд 69

Агрегативная устойчивость золей обусловлена наличием у коллоидных частиц одноименных электрических зарядов, препятствующих их слипанию при столкновении.

Слайд 70

Чем больше заряд частицы, тем выше ее электрокинетический потенциал и стабильнее золь.

Слайд 71

При нарушении агрегативной устойчивости золей происходит их коагуляция .

Слайд 72

Коагуляция - процесс объединения коллоидных частиц в более крупные агрегаты вследствие полной или частичной потери электрических зарядов.

Слайд 73

Коагуляцию может вызывать: изменение температуры, увеличение концентрации дисперсной фазы, механическое воздействие, добавление электролитов.

Слайд 74

Наибольшее практическое значение имеет коагуляция золей электролитами .

Слайд 75

Коагуляция электролитами протекает в живом организме, т.к. коллоидные растворы клеток находятся в соприкосновении с электролитами, содержащимися в биологических жидкостях.

Слайд 76

Все сильные электролиты вызывают коагуляцию золей при увеличении их концентрации в растворе до некоторого значения, называемого порогом коагуляции.

Слайд 77

Порог коагуляции ( γ ) – это минимальное количество электролита, которое надо добавить к 1 л золя, чтобы вызвать начало коагуляции.

Слайд 78

Коагулирующие действие электролитов описывается правилом Шульце – Гарди: коагуляцию вызывают ионы, заряд которых противоположен заряду гранулы. Коагулирующая способность тем больше, чем выше заряд иона-коагулятора.

Слайд 79

Дерягин и Ландау показали, что I : II : III 1 1 1 1 6 2 6 3 6 : : 730 : 11 : 1

Слайд 80

Правило Шульце - Гарди носит приблизительный характер, т.к. не учитывает влияние ионных радиусов на коагулирующую способность ионов.

Слайд 81

Ионы с одинаковыми зарядами, но различными ионными радиусами, образуют лиотропные ряды : Li Na K Rb Cs Увеличение коагулирующей способности ионов

Слайд 82

Единой теории коагуляции золей электролитами не существует. Чаще всего коагулирующие действие электролитов объясняют уменьшением заряда коллоидных частиц в результате сжатия диффузного слоя.

Слайд 83

Сжатие диффузного слоя можно представить схемой: m Ag I n I - (n- х ) K х - х K Na m Ag I n I - n K 0 частица теряет заряд Na Na

Слайд 84

Процесс коагуляции золя характеризуется определенной величиной скорости коагуляции , которую можно определить как изменение числа коллоидных частиц в единице объема за единицу времени.

Слайд 85

Кинетическая кривая коагуляции Скорость коагуляции Концентрация электролита 0 В 30 м В O A Б B

Слайд 86

Отрезок ОА отвечает периоду скрытой коагуляции , при которой золь сохраняет свою устойчивость.

Слайд 87

В точке А начинается явная коагуляция , которая соответствует уменьшению ξ -потенциала коллоидных частиц до 30 м В.

Слайд 88

На участке БВ скорость коагуляции достигает максимального значения; этот отрезок кинетической кривой соответствует периоду быстрой коагуляции ( ζ-потенциал равен нулю ) .

Слайд 89

При коагуляции золя смесью электролитов можно наблюдать: а) явление аддитивности - суммирование коагулирующего действия ионов; б) явление антагонизма - ослабление коагулирующего действия одного иона в присутствии другого;

Слайд 90

в) явление синергизма - усиление коагулирующего действия одного иона в присутствии другого.

Слайд 91

При введении лекарственной смеси солей следует убедиться, что эти ионы не являются синергистами. В противном случае препарат может инициировать вредный для организма коагуляционный процесс.

Слайд 92

Коагуляция может происходить при смешении золей с различными знаками заряда их частиц (взаимная коагуляция).

Слайд 93

Такой тип коагуляции применяется в санитарно-гигиенической практике при очистке воды от взвешенных коллоидных частиц.

Слайд 94

Благодарим за внимание!!!