Основные термины и определения курса

1. Определение, предмет и объекты коллоидной химии как науки о поверхностных явлениях и дисперсных системах.

2. Способы классификации поверхностных явлений и дисперсных систем.

3. Взаимосвязь коллоидной химии с биотехнологией.

1. Определение, предмет и объекты коллоидной химии как науки о поверхностных явлениях и дисперсных системах.

Коллоидная химия – наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах, их физических, химических, структурно-механических свойствах.

Задачи коллоидной химии:

- изучение закономерностей поверхностных явлений и свойств поверхностных слоев реальных тел;

- разработка и совершенствование методов определения поверхностной энергии, поверхностного натяжения и других количественных характеристик границы раздела фаз дисперсных систем;

- установление условий существования дисперсных систем, определяемых свойствами поверхностной (дисперсной) фазы;

- разработка эффективных методов получения, стабилизации и разрушения различных дисперсных систем;

- исследование физико-химических, оптических, структурно-механических свойств дисперсных систем как функции их устойчивости и взаимодействия частиц дисперсной фазы.

Поверхностные явления – процессы, происходящие на границе раздела фаз и возникающие в результате взаимодействия сопряженных фаз. Поверхностные явления обусловлены наличием на границе раздела фаз поля нескомпенсированных межатомных, межмолекулярных сил, которое возникает вследствие разного состава и строения контактирующих фаз, различия в природе связей поверхностных атомов сопряженных фаз. Вследствие этого поверхностные слои атомов и молекул приобретают особую структуру, а вещество дисперсной фазы на границе раздела приобретает особое состояние, отличное от состояния вещества в объеме неразрывной фазы.

Объектами коллоидной химии являются вещества с высокоразвитой межфазной поверхностью: пленки, капилляры, частицы малого размера, образующие дисперсную фазу. Неразрывная среда, в объеме которой распределены частицы дисперсной фазы, называется дисперсионной средой. Совокупность дисперсионной среды и частиц дисперсной фазы получила название дисперсной системы.

Дисперсная система – это совокупность измельчаемого вещества, или дисперсной фазы, в окружающей дисперсионной среде, на границе раздела которых возникают поверхностные явления, определяющие все специфические свойства объектов коллоидной химии.

Для объектов науки о поверхностных явлениях и дисперсных системах характерны следующие отличительные признаки:

1) гетерогенность (многофазность) – признак, указывающий на наличие межфазной поверхности; коллоидная химия изучает процессы и явления, локализованные на межфазных границах определяющих коллоидное состояние вещества;

2) дисперсность (раздробленность) – признак, указывающий на наличие в системе большого количества частиц, распределенных в объеме сплошной (дисперсионной) среды, дисперсность определяется размером и геометрией раздробляемой фазы (пленка – капилляр – частица);

3) термодинамическая неравновесность (DG>0) – обусловленная дисперсностью и гетерогенностью объектов коллоидной химии.

Дисперсность является количественной характеристикой объектов коллоидной химии. Раздробленность частиц дисперсной фазы определяется двумя параметрами:

1) дисперсность – величина, обратная определяющему геометрическому размеру частицы;

2) удельная поверхность – отношение суммарной площади межфазной поверхности к общему объему частиц дисперсной фазы.

Гетерогенность является основной качественной характеристикой объектов коллоидной химии. Ее количественными параметрами являются поверхностное натяжение и суммарная поверхностная энергия.