Экзаменационные вопросы по дисциплине «Поверхностные явления и дисперсные системы»

Экзаменационные вопросы

по дисциплине «Поверхностные явления и дисперсные системы» (направление 240400, специальность 240403 очная и очно-заочная формы обучения)

Специфические особенности дисперсных систем, как особое состояние вещества.
Дисперсные системы и их классификация по различным признакам (дисперсность, агрегатное состояние фаз, интенсивность межфазного взаимодействия, межчастичное взаимодействие, размер молекул частиц дисперсной фазы)
История возникновения и развития физической химии поверхностных явлений и дисперсных систем (коллоидной химии) как науки.
Значение поверхностных явлений и дисперсных систем в природе в целом и в жизни каждого человека, в частности.
Основные разделы физической химии поверхностных явлений и дисперсных систем (коллоидной химии) как науки.
Поверхностные явления как проявление особых свойств тонких слоев вещества на границе соприкосновения тел (сред, фаз).
Гетерогенность и дисперсность как два общих характерных признака объектов коллоидной химии. Количественные характеристики гетерогенности и дисперсности.
Классификация поверхностных явлений в соответствии с объединенным уравнением первого и второго начал термодинамики.
Геометрические параметры поверхности.
Термодинамические функции поверхностного слоя.
Поверхностная энергия. Факторы интенсивности и емкости поверхностной энергии (поверхностное натяжение и площадь поверхности).
Методы определения площади поверхности и поверхностного натяжения.
Когезионные и поверхностные силы. Количественные характеристики когезии (работа когезии, энергия кристаллической решетки, внутреннее давление, энергия парообразования, температура кипения, летучесть и др.).
Внутренняя (полная) удельная поверхностная энергия. Зависимость энергетических параметров поверхности от температуры.
Самопроизвольное уменьшение поверхностной энергии и формирование поверхностного слоя.
Адгезия. Явление смачивания. Флотация.
Дисперсность и термодинамические свойства тел.
Применение правила фаз Гиббса к дисперсным системам.
Влияние дисперсности на внутреннее давление тел.
Поверхностная энергия и равновесие формы тел.
Капиллярные явления. Капиллярное давление. Изменение уровня жидкостей в капиллярах.
Химический потенциал и давление пара у искривленных поверхностей.
Зависимость термодинамической реакционной способности от дисперсности.
Влияние дисперсности на температуру фазового перехода.
Энергетика диспергирования. Термодинамика образования новой поверхности при диспергировании. Диспергационнные методы получения дисперсных систем.
Термодинамика образования новой поверхности при конденсации. Конденсационные (физические и химические) методы получения дисперсных систем.
Кинетика процессов конденсационного образования дисперсных систем. Конденсационные методы получения дисперсных систем.
Гомогенная конденсация в процессах образования дисперсных систем (термодинамика, механизм, кинетика).
Гетерогенная конденсация в процессах образования дисперсных систем (термодинамика, механизм, кинетика).
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Броуновское движение.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Диффузия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Осмотические свойства дисперсных систем и мембранное равновесие.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментационно-диффузное равновесие.
Оптические свойства дисперсных систем. Рассеивание света.
Оптические свойства дисперсных систем. Абсорбция. Окраска коллоидных систем.
Оптические методы исследования дисперсных систем (ультрамикроскопия, турбидиметрия, цефилометрия, рентгеновские методы).
Форма частиц дисперсной фазы и двойное лучепреломление в потоке.
Электрокинетические явления в дисперсных системах (электроосмос, электрофорез, потенциал течения, потенциал седиментации).
Строение мицелл в дисперсных системах и электрокинетический потенциал.
Электроосмос. Вывод уравнения Геломголоца – Смолуховского, его применение.
Электрофорез. Электрофоретическая подвижность. Релаксационный эффект и электрофоретическое торможение.
Потенциалы течения и седиментации. Уравнение Геломголоца – Смолуховского.
Очистка дисперсных систем: диализ, электродиализ, ультрафильтрация.
адсорбция газа на границе раздела «твердое тело – газ». Виды адсорбции, ее количественные характеристики и их связь с параметрами сидемы.
Адсорбционные взаимодействия при физической адсорбции. Закон Генри.
Мономолекулярная адсорбция. Изотерма адсорбции Ленгмюра. Уравнения М.И. Темкина и Фрейндлиха.
Теория полимолекулярной адсорбции Бруцауэра, Эммета, Теллера (БЭТ).
Теория полимолекулярной адсорбции Поляци.
Пористые тела и методы их получения. Классификация пористых структур.
Капиллярная конденсация. Основные типы изотерм адсорбции газов и паров на твердых адсорбентах. Гистерезис.
Энергетические и динамические характеристики адсорбции газов и паров твердыми телами: основные понятия, теплота адсорбции, адсорбционные силы, динамика адсорбционного процесса.
Адсорбция на границе «раствор-газ». Фундаментальные уравнения адсорбции Гиббса. Поверхностно-активные вещества, их строение, механизм действия при адсорбции.
Уравнение Шишковского. Переход от равнения Гиббса к уравнению Ленгмюра. Правило Дюкло-Траубе.
Адсорбция на границе «твердое тело-жидкость» (адсорбция из растворов).
Молекулярная адсорбция (адсорбция неэлектролитов).
Адсорбция электролитов. Возникновение двойного электрического слоя. Ионный обмен.
Электрокапиллярные явления.
теория двойного электрического слоя.
Электрокинетические явления (электроосмос, электрофорез, потенциал и ток течения, потенциал и ток оседания).
Электролитический потенциал.
Электрокинетические свойства капиллярных сидем. Дзета – потенциал. Поверхностная проводимость. Перенос ионов и концентрационная поляризация.
Устойчивость дисперсных сидем. Основные положения.
Коагуляция типично гидрофобных коллоидов.
Кинетика быстрой коагуляции. Теория Смолуховского.
Кинетика медленной коагуляции. Теория Фукса.
Двойной электрический слой. Механизм образования и строение.
Теория устойчивости гидрофобных коллоидов ДЛФО.
Адсорбционно - сольватационный барьер.
Расклинивающее давление.
Обратимость коагуляции. Пептизация.
Ценролизационная и концентрационная теории коагуляции долей электролитами.
Антагонизм и синергизм действия электролитов в дисперсных сидемах.
Защита коллоидных сидем.
Эмульсии, их устойчивость и разрушение. Использование эмульсий и борьба с ними в нефтепереработке и нефтедобыче.
Разбавленные и концентрированные эмульсии.
Пены, их строение, свойства, образование, устойчивость и разрушение.
Суспензии и доли, их сходство и различие, устойчивость и разрушение.
Седиментационный анализ и его значение в коллоидной химии.
Аэрозоли, способы получения, разрушение и использование.
Высокомолекулярные соединения (ВМС). Молекулярная и надмолекулярная структура ВМС. Свойства макромолекул.
Теория растворов ВМС. Взаимодействие ВМС с растворителями.
Студни и студнеобразования из растворов ВМС.
Свойства гелей и студней.
Коллоидные электролиты. Высокомолекулярные электролиты (полиэлектролиты).
Мицеллярные электролиты.