Экзаменационные вопросы по коллоидной химии 2014

Экзаменационные вопросы по дисциплине «Коллоидная химия»
для специальности 020201.65 − «Фундаментальная и прикладная химия»
1. Коллоидное состояние вещества. Количественные характеристики дисперсных систем
(ДС). Особые свойства коллоидных систем в сравнении с истинными растворами и
грубодисперсными системами. Классификации дисперсных систем по различным
признакам.
2. Свободная поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Физический и
термодинамический смысл поверхностного натяжения.
3. Метод избыточных величин Гиббса. Удельные избытки внутренней энергии и энтропии в
поверхностном слое. Влияние температуры на величину поверхностного натяжения.
4. Поверхностная энергия в однокомпонентных системах. Работа когезии. Взаимосвязь
между поверхностным натяжением и энергией межмолекулярного взаимодействия.
Правило Стефана.
5. Граница раздела жидкость – жидкость. Работа адгезии. Поверхностное натяжение на
поверхности раздела насыщенных растворов двух взаимно ограниченно растворимых
жидкостей. Правило Антонова.
6. Граница раздела твердое тело – жидкость. Смачивание и растекание. Количественные
характеристики смачивания Термодинамические условия смачивания и растекания на
твердых и жидких поверхностях. Закон Юнга.
7. Избирательное смачивание. Гидрофильные и гидрофобные поверхности. Теплота
смачивания. Влияние шероховатости поверхности твердого тела на смачивание.
8. Влияние кривизны поверхности на равновесие фаз. Закон Лапласа. Капиллярное
давление.
9. Капиллярные явления. Капиллярное поднятие жидкостей. Формула Жюрена.
Капиллярное поднятие жидкостей между пластинами.
10. Влияние кривизны поверхности на давление насыщенного пара. Уравнение Томсона
(Кельвина). Капиллярная конденсация.
11. Влияние дисперсности на растворимость вещества, на температуру фазового перехода, на
константу равновесия химической реакции.
12. Методы определения поверхностного натяжения.
13. Теория мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра. Уравнение изотермы адсорбции
Лэнгмюра. Адсорбция смеси газов.
14. Полимолекулярная адсорбция паров. Уравнение изотермы адсорбции полимолекулярной
адсорбции паров БЭТ.
15. Адсорбционное уравнение Гиббса. Поверхностно-активные и поверхностно- инактивные
вещества. Адсорбция растворимых ПАВ. Поверхностная активность. Правило ДюклоТраубе. Строение адсорбционного слоя на границе раствор – газ.
16. Уравнение Шишковского. Связь уравнений Ленгмюра и Шишковского.
17. Адсорбция ПАВ на поверхности раздела конденсированных фаз. Правило уравнивания
полярностей Ребиндера. Гидрофильно-липофильный баланс.
18. Адсорбция ПАВ на поверхности твердого тела из раствора. Уравнение изотермы
молекулярной адсорбции из растворов.
19. Электрокапиллярные явления. Общая характеристика электрокапиллярных явлений.
Уравнения Липпмана. Емкость ДЭС.
20. Строение ДЭС: теории Гельмгольца, Гуи-Чэпмена, Штерна.
21. Ионный обмен. Уравнение Никольского. Адсорбционная способность ионов, лиотропные
ряды. Емкость обмена: статическая и динамическая обменная емкость.
22. Методы получения лиофобных ДС: диспергационные и конденсационные методы, метод
пептизации. Эффект Ребиндера.
23. Термодинамические основы гомогенного зародышеобразования по Гиббсу-Фольмеру.
Гетерогенное образование новой фазы.
24. Кинетика возникновения зародышей новой фазы. Скорость роста частиц новой фазы.
25. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация, диффузия,
седиментационно-диффузионное равновесие. Броуновское движение. Осмотическое
давление.
26. Оптические свойства дисперсных систем. Рассеяние света. Эффект Тиндаля. Уравнение
Рэлея. Мутность. Нефелометрия.
27. Оптические свойства дисперсных систем. Поглощение света. Уравнение БугераЛамберта-Бера. Турбидиметрия
28. Мицеллярное строение лиофобных золей. Электрокинетические явления первого рода:
электрофорез и электроосмос. Уравнения Гельмгольца -Смолуховского. Определение ζпотенциала.
29. Мицеллярное строение лиофобных золей. Электрокинетические явления второго рода:
эффект Дорна и эффект Квинке.
30. Теория Дерягина - Ландау - Фервея - Овербека (ДЛФО). Расклинивающее давление.
Изменение энергии взаимодействия двух коллоидных частиц в зависимости от
расстояния между их поверхностями. Потенциальная кривая взаимодействия двух
коллоидных частиц и энергетический барьер коагуляции.
31. Виды устойчивости дисперсных систем. Факторы агрегативной устойчивости.
32. Коагуляция гидрофобных золей. Коагуляция электролитами. Правила коагуляции.
Концентрационная и нейтрализационная коагуляция.
33. Кинетика коагуляции электролитами. Быстрая коагуляция. Уравнение Смолуховского.
Медленная коагуляция.
34. Суспензии: классификация, методы получения, свойства, устойчивость, стабилизация,
методы разрушения. Седиментационный анализ.
35. Эмульсии: методы получения, основные характеристики, эмульгаторы. Определение типа
эмульсии. Обращение фаз эмульсии. Способы разрушения эмульсий.
36. Пены: методы получения, основные характеристики, свойства, устойчивость,
стабилизация, методы разрушения.
37. Аэрозоли: классификация, методы получения, основные характеристики, свойства,
устойчивость, методы разрушения.
38. Критическая концентрация мицеллообразования. Термодинамика мицеллообразования.
Энергия Гиббса, энтальпия и энтропия мицеллообразования. Температура Крафта.
39. Концентрированные дисперсии мицеллообразующих ПАВ. Мицеллообразование в
неводных средах. Солюбилизация в растворах мицеллообразующих ПАВ. Механизм
солюбилизации.
40. Термодинамика растворения высокомолекулярных соединений (ВМС). Набухание ВМС.
Степень набухания. Стадии процесса набухания. Давление набухания.
41. Свойства растворов ВМС в сравнении со свойствами растворов низкомолекулярных
веществ. Вязкость растворов ВМС. Уравнение Хаггинса. Уравнение Марка-Хаувинка.
Изоэлектрическая точка полиамфолитов.
42. Устойчивость растворов ВМС. Высаливание. Высаливающее действие ионов
электролитов. Студнеобразование. Факторы, влияющие на процесс студнеобразования.
Коацервация.
43. Структурообразование в дисперсных системах. Типы дисперсных структур:
коагуляционные и конденсационно-кристаллизационные структуры. Тиксотропия.
Синерезис.
44. Реологические свойства дисперсных систем. Деформации. Обратимые и остаточные
деформации. Скорость деформации.Закон Ньютона. Понятие вязкости. Уравнение
Эйнштейна.
45. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Эффективная вязкость, причины аномалии
вязкости.
46. Реологические кривые течения и вязкости. Полная реологическая кривая
псевдопластической жидкообразной и твердообразной структурированной системы.
Ползучесть. Уравнение Шведова. Уравнение Бингама. Предел текучести.