Többkomponensű rendszerek. Diszperz rendszerek. Kolloid rendszerek tulajdonságai. Folytonos közegben eloszlatott részecskék - diszperz rendszerek



Hasonló dokumentumok
Felületi jelenségek. Gáz folyadék határfelület. γ V 2/3 = k E (T kr -T) Általános és szervetlen kémia 8. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy

Diszperz rendszerek. Kolloid rendszerek. Kolloid rendszerek

Allotróp módosulatok

Kolloidkémia 5. előadás Határfelületi jelenségek II. Folyadék-folyadék, szilárd-folyadék határfelületek. Szőri Milán: Kolloidkémia

ZERVES ALAPANYAGOK ISMERETE, DISZPERZ RENDSZEREK KÉSZÍTÉSE

A kolloidika alapjai. 4. Fluid határfelületek

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

5. előadás

Oldatok - elegyek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Kész polimerek reakciói. Makromolekulák átalakítása. Makromolekulák átalakítása. Természetes és mesterséges makromolekulák átalakítása cellulóz, PVAc

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

A kolloidika tárgya, a kolloidok osztályozása rendszerezése. Bányai István

Reológia Mérési technikák

A kolloid rendszer fogalma, felosztása. A felületi energia és a belső energia viszonya. Kolloid rendszer mikroheterogén rendszer fajtája.

KOLLOIDOK KÖRÜLÖTTÜNK ÖTLETEK A KOLLOIDOK TANÍTÁSÁHOZ COLLOIDS IN OUR ENVIRONMENT IDEAS FOR TEACHING COLLOIDS

Kolloidkémia 1. előadás Első- és másodrendű kémiai kötések és szerepük a kolloid rendszerek kialakulásában. Szőri Milán: Kolloidkémia

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Oldatok - elegyek. Többkomponensű homogén (egyfázisú) rendszerek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

A kolloidika tárgya, a kolloidok osztályozása rendszerezése. Bányai István DE Fizikai Kémiai Tanszék Gyógyszerész

Kolloidkémia 5. Előadás Kolloidstabilitás. Szőri Milán: Kolloidkémia

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

1. előadás Alap kérdések: Polimer összefoglaló kérdések

A felületi kölcsönhatások

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Határfelületi jelenségek: felületi feszültség koncepció

gait k, rozzák k meg solják szembeni viselkedését, szerkezetét és a talajba került anyagok (tápanyagok, szennyezıanyagok, stb.

Kolloidstabilitás. Berka Márta 2010/2011/II

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Művelettan 3 fejezete

Kolloidkémia 8. Előadás Kolloidstabilitás. Szőri Milán: Kolloidkémia

Bevezetés a talajtanba VIII. Talajkolloidok

A kolloidika tárgya. Miben mások a kolloid rendszerek? A kolloid rendszerek osztályozása, jellemzése.

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Számítógépek és modellezés a kémiai kutatásokban

A kolloidika tárgya, a kolloidok osztályozása rendszerezése. Bányai István

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek E A J 2. N m

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

A kolloidika tárgya. Miben mások a kolloid rendszerek? A kolloid rendszerek osztályozása, jellemzése. Berka Márta

Az élethez szükséges elemek

Halmazállapotok. Gáz, folyadék, szilárd

FELÜLETI FESZÜLTSÉG. Jelenség: A folyadék szabad felszíne másképp viselkedik, mint a folyadék belseje.

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

A kolloidika tárgya, a kolloidok osztályozása rendszerezése. Bányai István

m n 3. Elem, vegyület, keverék, koncentráció, hígítás m M = n Mértékegysége: g / mol elem: azonos rendszámú atomokból épül fel

Diszperziós ragasztóanyagok tulajdonságai

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás I.

Határfelületi jelenségek: szétterülés és nedvesítés

Altalános Kémia BMEVESAA101 tavasz 2008

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 5. Általános anyagszerkezeti ismeretek Fémek, ötvözetek

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Folyadékok és gázok mechanikája

MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFOM

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Habok, emulziók, szolok. Makromolekulák. Az ozmózis jelensége. Asszociációs kolloidok.

Szabadentalpia nyomásfüggése

Radioaktív nyomjelzés

Szolok (szilárd lioszolok S/L), xeroszolok (*/S szilárd közegűek), gélek. Berka Márta.

Halmazállapot változások. Folyadékok párolgása. Folyadékok párolgása

Reológia, a koherens rendszerek tulajdonságai

A sav és bázis fogalma

KOLLOIDKÉMIA ANYAGMÉRNÖK BSc. NAPPALI TÖRZSANYAG

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Az anyagok lehetséges állapotai, a fizikai körülményektől (nyomás, hőmérséklet) függően. Az anyagokat általában a normál körülmények között jellemző

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Többkomponenső rendszerek

Általános kémia vizsgakérdések

A borok tisztulása (kolloid tulajdonságok)

Határfelületi reológia vizsgálata cseppalak analízissel

ALKALMAZOTT FIZIKAI KÉMIA

PHYWE Fizikai kémia és az anyagok tulajdonságai

egyetemi tanár Nyugat-Magyarországi Egyetem

Az anyagi rendszerek csoportosítása

NEDVESEDÉS (KONTAKT NEDVESEDÉS TANULMÁNYOZÁSA TENZIDOLDATOKKAL)

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

A NANOTECHNOLÓGIA KOLLOIDKÉMIAI ALAPJAI

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Kémia I. 6. rész. Halmazállapotok, halmazállapot változások

Intermolekuláris kölcsönhatások

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

ÁSVÁNYOK ÉS MÁS SZILÁRD RÉSZECSKÉK AZ ATMOSZFÉRÁBAN

A diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával

Folyadékok és gázok mechanikája

Az anyagi rendszerek csoportosítása

A talaj termodinamikai megközelítésben: szerves és szervetlen kolloidokat is tartalmazó, háromfázisú, heterogén polidiszperz rendszer

6. Oldatok felületi feszültségének meghatározása. Előkészítő előadás

Kolloidok stabilizálása. Bányai István 2016/1.

TestLine - Fizika hőjelenségek Minta feladatsor

TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI IV.

Átírás:

Többkomponensű rendszerek 7. hét Folytonos közegben eloszlatott részecskék - diszperz rendszerek homogén - kolloid - heterogén rendszerek - a részecskék mérete alapján Diszperz rendszerek Homogén rendszerek valódi oldatok a részecske méret 1 nm-nél kisebb; a részecskék sem szabad szemmel, sem mikroszkóppal nem észlelhetők Kolloid oldatok és kolloid rendszerek 1-500 nm méretű eloszlatott részecskéket tartalmaz; sem szabad szemmel, sem fénymikroszkóppal nem különböztethetők meg az oldott részecskék Heterogén rendszerek mikro- és makroheterogén a részecskeméret 500 nm-nél nagyobb; szabad szemmel, vagy mikroszkóppal jól látható Kolloid rendszerek tulajdonságai Tyndall jelenség: A kolloid rendszeren átbocsátott fény a nagyméretű oldott részecskék felületén szóródik, úgy látjuk, hogy a részecskék világítani kezdenek a beeső fény hatására. Valódi tiszta oldatoknál fényszóródás nélkül halad tovább a fény. 1

Kolloid rendszerek tulajdonságai Oldatokban az oldószer és oldott anyag részecskéi állandó diffúz mozgásban vannak. Brown-mozgás: A részecskék rendezetlen mozgása. A kolloid oldatokban a nagyméretű oldott részecskék a méretüktől függően ülepednek le az edény aljára. A nagy fajlagos felület miatt a kolloid rendszerek adszorpciós készsége nagy. Kolloid rendszerek Fajlagos felület: egységnyi térfogatú vagy tömegű anyag felülete kolloid mérettartományban jelentős 1 db 1 cm élhosszúságú kocka 6 cm 2 /cm 3 ezt 1 mm-esre darabolva 60 cm 2 /cm 3 1 1 µm élhosszúság esetén 6 m 2 /cm 3 10% 1% 1 nm élhosszúságúra darabolva 6000 m 2 /cm 3 a felületen lévő molekulák száma nem elhanyagolható Kolloid rendszerek Az eloszlatott részecskék típusa szerint diszperziós kolloidok - valamely folytonos közegben gáz, folyadék és szilárd mikrofázisok, felülettel határolt részecskék találhatók makromolekuláris kolloidok - a folyadékban oldott részecskék mérete eleve a kolloid mérettartományban polimerek oldatai asszociációs kolloidok az oldott amfipatikus molekulák micellákká csoportosulnak detergensek, emulgeálószerek oldatai 2

Kolloid rendszerek Az eloszlatott részecskék között ható erő szerint a kolloid rendszer: inkoherens - a részecskék egymástól függetlenek - a közeg folyékony jellege a mérvadó (aero- és lioszolok, kolloid oldatok) koherens - összefüggő szilárd váz - a közeg miatt (xeroszolok) vagy a részecskék kapcsolódása (gélek) révén - reverzibilis és irreverzibilis Diszperziós kolloidok Az eloszlatott kisméretű részecskék mikrofázisokat alkotnak a folytonos közegben Típusai aeroszol lioszol xeroszol inkoherens koherens Diszperziós kolloidok Aeroszolok: köd - gázban eloszlatott apró folyadékcseppek - köd, spray, gőzök, felhő, füst - gázban eloszlatott apró szilárd részecskék - füst, por 3

Diszperziós kolloidok Lioszolok: hab - folyadékban eloszlatott gáz - tejszínhab, tojáshab, borotvahab, habfürdő emulzió - folyadékban eloszlatott folyadékcseppek - olaj a vízben (tej, tejszín), víz az olajban (naptej) Diszperziós kolloidok Lioszolok: szuszpenzió - folyadékban eloszlatott szilárd anyag (nem makromolekula és nem detergens) molekuláris méretű részecskék kondenzálódásával - kolloid kén, mésztej, festékek, iszap, agyag Diszperziós kolloidok Xeroszolok: szilárd hab - szilárd anyagban eloszlatott gáz - habkő, horzsakő, poliuretán hab, szivacs szilárd emulzió - szilárd anyagban diszpergált folyadékcseppek - vaj, hidratáló krémek, margarin, tejkvarc, opál zárvány - szilárd anyagban mikro méretű szilárd anyag - eutektikus ötvözetek, zárványkristályok 4

Makromolekuláris kolloidok Folyadékban oldott (szolvatált) kolloid méretű makromolekulákat tartalmazó inkoherens kolloid rendszer - lioszol fehérje, zselatin, polimerek oldata, ragasztók, lakkok az oldószerben molekuláris méretben történik a diszpergálás Makromolekuláris kolloidok A diszpergálás oldás folyamata a polimer molekulák közötti másodlagos kémiai kötések felbomlanak a lánc-makromolekula oldására alkalmas oldószerben a polimer duzzad, az oldószer molekulák a láncok közé diffundálnak a térhálós polimer esetén az elsődleges kötések nem módosulnak nem képez oldatot, duzzadt (gél) állapotban marad Makromolekuláris kolloidok A diszpergálás oldás folyamata oldószer: duzzasztás, diszpergálás, ballaszt aktív oldószer hígítószer 5

Asszociációs kolloidok Amfipatikus vegyületek (apoláris lánc és poláris csoport) diszpergálásával - tenzidek vagy detergensek Tenzidek: kolloid méretű asszociátumokat (micellákat) alkothatnak - reverzibilis kapcsolat - lioszol Kolloidok reverzibilis átalakulásai a koncentráció csökkentésével vagy melegítés hatására a részecskék közötti kölcsönhatás gyengébb lesz asszociációs kolloidok: a micellák reverzibilis felbomlása (valódi oldattá alakulás) Kolloidok reverzibilis átalakulásai A diszpergálás oldás folyamata szilárd polimer duzzadt gél oldat diszperziós kolloid a szolvatált molekulák az oldószerben szabadon mozognak gél szol 6

Kolloidok reverzibilis átalakulásai a koncentráció növelésével vagy hűtés hatására a részecskék közötti kölcsönhatás erősebb lesz, szilárd vázat képeznek- koherens kolloid rendszer - liogél alakul ki szol - gél átalakulás - kocsonya, zselatin, mosószer gélek, fém-hidroxidok, kovasav-gél, agyag Kolloidok irreverzibilis átalakulásai oldószer eltávozása a szuszpenziókból és a makromolekuláris oldatokból - koherens rendszer - xerogél alakul ki koaguláció, denaturálódás, ragasztók, lakkok száradása, kerámia és agyag kiégetése, műgyanták, gumi, szilikagél Határfelületi jelenségek Határréteg kialakulása - a részecskékre a fázishatáron ható erő (adhézió és kohézió) különbözik a fázis belsejében ható erőktől (csak kohézió) felületen anizotróp erőtér hat a molekulákra fázisban 7

Folyadék gáz határfelület a folyadék felületének csökkentésére hat kohézió >> adhézió w = γ A felületi feszültség 1 m 2 új felület létrehozásához szükséges munka jele:γ mértékegysége: N/m gömb alakú cseppek kialakulása kedvező a felület / térfogat arány folyadékok felületi feszültsége csökken a hőmérséklet növelésével Eötvös-törvény Folyadék gáz határfelület tenzidek hatása: a felületi rétegekben irányított elhelyezkedésűek - csökkentik a folyadékok felületi feszültségét HO CH 2 (CH 2 ) n CH 3 pl. szappan Folyadék szilárd határfelület kohézió és adhézió arányában szétterülés peremszög: a nedvesítés mértéke szilárd folyadék gőz háromfázisú rendszer a peremszög és a felületek energiája folyadékcsepp szilárd felület γ lv gáz γ sl θ γ sv Young egyenlet γ sv γ sl cosθ = γ lv 8

Folyadék szilárd határfelület nedvesítő folyadék a víz és az üveg közötti adhézió nagyobb, mint a vízmolekulák közötti kohézió a vízoszlop magassága kapilláris effektus milyen magasra emelkedik a víz egy kapillárisban? h ρ g = 2 γ/r a víz sűrűsége nehézségi gyorsulás talajban kapilláris víz kapilláris sugara felületi feszültség Folyadék - folyadék határfelület nem elegyedő folyadékok érintkezése a felület összehúzódása megoszlás két oldószer között: egy anyag oldódik két olyan oldószerben, amelyek nem elegyednek egymással, a koncentrációk aránya állandó a két folyadékban, függetlenül a koncentrációk nagyságától Nernst-féle megoszlási hányados: K = c 1 /c 2 fémkohászati eljárások Szilárd - gáz határfelület adszorpció (felületi megkötődés) aktív helyeken - élek, csúcsok, hibahelyek heterogén katalízis gázálarcok működése mennyiségi viszonyok: adszorpciós izotermákkal jellemezhetők Langmuir-izotermák CO 2 / aktív szén 9