Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

3. Asszociációs kolloidok Kisebb molekulák kolloid méretű asszociátumai (pl. micellák), termodinamikailag stabilak Ezért a makroszkopikus, határfelületeket.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "3. Asszociációs kolloidok Kisebb molekulák kolloid méretű asszociátumai (pl. micellák), termodinamikailag stabilak Ezért a makroszkopikus, határfelületeket."— Előadás másolata:

1 3. Asszociációs kolloidok Kisebb molekulák kolloid méretű asszociátumai (pl. micellák), termodinamikailag stabilak Ezért a makroszkopikus, határfelületeket tartalmazó rendszerek tulajdonságait is a kolloidika tárgyalja. Jellegzetesség: Nagy felület/térfogat arány (Elég nagy részecskék ahhoz, hogy a felület fogalmának érelme legyen, de elég kicsik ahhoz, hogy a fajlagos felület kellően nagy legyen) Kolloid rendszerek: Olyan rendszerek, melyekben a komponensek legalább egy dimenziója a m – m mérettartományba esik. Nincs éles átmenet a valódi oldatok és a kolloid rendszerek között Kolloidok, felületek 2. Makromolekuláris anyagok valódi oldatai Termodinamikailag stabilak, reverzibilisek Kolloidok típusai: 1. Kolloid diszperziók. Termodinamikailag instabil rendszerek (nagy felületi szabadenergia), irreverzibilisek (szétválasztás után nehezen állíthatók vissza).

2

3

4

5

6

7

8 Diszperziók típusai: Egymással nem elegyedő két fázis, melyek közül az egyik kolloid méretű részecskék formájában szét van oszlatva a másikban Diszpergált fázisDiszperziós közeg NévPéldák folyadékgázfolyadék aeroszol köd, spray szilárdgázszilárd aeroszolfüst gázfolyadékhabszappanhab, tűzoltó hab folyadék emulziótej, majonéz, tortakrém szilárdfolyadékszuszpenzió, szol fogpaszta gázszilárdszilárd habpolisztirol hab, poliuretán hab folyadékszilárdszilárd emulzióopál szilárd szilárd szuszpenzió pigmentált polimerek

9

10

11

12 Termodinamikai alapok Makroszkopikus állapot megadása makroszkopikus paraméterekkel (extenzív-intenzív párok): extenzív intenzív S T V p N   A   Q u Belső energia: extenzív-intenzív állapotjelző párok szorzatösszege: termodinamikai állapotfüggvények: belső energiaU entalpiaH = U + pV szabadentalpiaG = H - TS szabadenergiaF = U - TS entrópiatag-TS folyamatok spontán végbemeneteléről döntő állapotfüggvények: ha U, V, n i (A, Q...) (az extenzív paraméterek) -TS állandóak (zárt rendszer) ha T, V, n i (A, Q...) állandóak F ha T, p, n i (A, Q...) állandóak G

13 második főtétel: Zárt rendszerben létezik egy olyan extenzív (entrópiának nevezett) állapotfüggvény, mely az energia monoton növekvő függvénye, és ha a B állapot adiabatikusan elérhető A-ból, akkor entrópiája nem lehet az A rendszerénél kisebb. nulladik főtétel: Ha az A és B illetve A és C rendszerek egyaránt termikus egyensúlyban vannak egymással, akkor a B és C rendszerek is termikus egyensúlyban vannak egymással. Létezik egy olyan (hőmérsékletnek nevezett) mennyiség, amely mérni tudja hogy valamely rendszerből egy másikba tud-e hő áramolni. axiomatikus tudomány a termodinamika főtételei első főtétel: Létezik egy olyan extenzív (energiának nevezett) állapotfüggvény, mely zárt rendszerben megmarad. A termodinamika főtételei – reverzibilis és irreberzibilis folyamatok – Alternatív megfogalmazás: (feltéve hogy nincsenek töltések, felületi effektusok, kémiai reakciók, stb.)

14 harmadik főtétel: T  0 esetén egyensúlyi rendszer entrópiája zérushoz tart. – Mivel S(U,V,N) monoton függvénye U-nak, az U(S,V,N) függvény is létezik – Intenzív változók definíciója: 1/T1/T -/T-/T p/Tp/T és így T lehet negatív, csak 0 nem ! (természetesebb lenne 1/T használata)

15 Részecskeméret átlagok: tömegátlag: számátlag:kolligatív sajátságok (pl. fagyáspontcsökkenés, ozmózis...) tömegátlag: fényszóródás Z-átlag:ultracentrifuga viszkozitásátlag:viszkozitásmérés Polidiszperzitás, átlagok, méreteloszlások Kolloid rendszerekben a részecskeméret gyakran nem jól meghatározott, hanem a rendszer különböző méretű részecskék keveréke (pl. porkeverék, polimerek...). Ilyenkor a részecskeméretet az átlagos mérettel illetve a méreteloszlással jellemezhetjük, használatuk a vizsgált jelenség jellegétől függ. súlyozatlan átlag A szám- és tömegátlag viszonya: m / n ≥ 1, az egyenlőség csak monodiszperz rendszer esetén teljesül. Az m / n hányados a minta polidiszperzitásfokának mértéke (minél nagyobb, annál szélesebb a részecskék méreteloszlása, annál polidiszperzebb a rendszer). tömeg szerint súlyozott átlag számátlag : viszkozitásátlag: Z-átlag :

16 Egy általános X mennyiség értékét is csak átlagosan tudjuk az ilyen mintákban megadni, itt is értelmezhetjük a fenti átlagokat: súlyozatlan átlag tömeg szerint súlyozott átlag számátlag : tömegátlag: Z-átlag :

17 differenciális részecskeméreteloszlás, f(r): minden r sugárhoz megadja az r és r+dr közötti sugarú részecskék arányát a mintában Részecskeméret eloszlás integrális részecskeméreteloszlás, F(r): minden r sugárhoz megadja az r-nél kisebb sugarú részecskék arányát a mintában A részecskék méretének teljes leírását a méreteloszlás adja: f(r) : akármilyen alakú függvény lehet, integrálja 1 F(r) : monoton növekvő függvény, F(0) = 0, F(  ) = 1

18

19 m tömegű, r sugarú (gömbszerű),  sűrűségű részecske ülepedik egy  0 sűrégű,  viszkozitású közegben (  ≥  0 ) felhajtóerő: súrlódás: Egyensúlyban: Stokes törvény: Az ülepedés sebessége konstans, annak nagysága adott anyagi rendszerek esetén csak az ülepedő részecske méretétől függ Kolloid részecskék kinetikus tulajdonságai: ülepedés folyadékban gravitáció: A részecskére ható erők

20 2. szedimentációs mérleggel Az ülepedő szuszpenzióba mérlegtányér merül, a kiülepedett részecskék tömegét az eltelt idő függvényében mérjük (Q(t), szedimentációs görbe). Q(t): monoton növekvő (telítésbe menő), alulról konvex függvény, Q(0)=0, Q(  ) = 1 1. Andreasen pipettával Az ismert koncentrációjú ülepedő rendszerből ismert magasságból veszünk mintát meghatározott idők után. A mintába csak egy kritikus sugárnál kisebb részecskék kerülnet, az ennél nagyobb részecskék ugyanis a mintavételi magasság alá ülepedtek a mintavétel idejére. A minta száraz- anyag tartalmának meghatározása az integrális részecskeméreteloszlást szolgáltatja. Részecskeméret eloszlás meghatározása ülepedés alapján Ha Q jelöli a relatív kiülepedett tömeget (kiülepedett tömeg / összes tömeg), akkor


Letölteni ppt "3. Asszociációs kolloidok Kisebb molekulák kolloid méretű asszociátumai (pl. micellák), termodinamikailag stabilak Ezért a makroszkopikus, határfelületeket."

Hasonló előadás


Google Hirdetések