Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Электрокинетические явления в коллоидных системах

Содержание:

Оглавление

Введение 2

1. Свойства коллоидных систем 4

1.1 Оптические свойства 4

1.2 Кинетические свойства 13

1.3 Электрические свойства 17

2. Электрокинетические свойства коллоидных систем 25

2.1 Процесс электрофореза в коллоидной системе (на примере молока) 25

2.2 Электроосмос коллоидных систем (молока) 31

2.3 Изучение электрокинетических свойств коллоидов 34

Заключение 49

Список использованной литературы 50

Введение:

Электрокинетические процессы происходят из взаимодействий между макроскопическим движением и диффузным электрическим зарядом. Здесь акцент делается на явлениях, используемых для характеристики электрических свойств частиц в водных суспензиях, и для введения предмета будут описаны некоторые простые модели. Подробное обсуждение начинается с электрофореза, движения отдельных частиц под действием внешнего поля. Этот метод широко используется для измерения заряда частиц. Электропроводность суспензии также отражает электрокинетические процессы и рассматривается далее. Теория проводимости основана на той же базовой модели, что и электрофорез, расширенной для охвата вкладов многих частиц. Измерения подвижности и проводимости дополняют друг друга, поскольку одно из них отражает события непосредственно вокруг отдельной частицы, а другое усредняет по совокупности частиц.

Различают 4 вида электрокинетических явлений: электрофорез, электроосмос, потенциал протекания (течения), потенциал седиментации (оседания).

Под действием внешнего электрического поля наблюдаются два явления:

1. перемещение частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды – электрофорез.

2. перемещение дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы – электроосмос.

Явления, обратные электрофорезу и электроосмосу.

1. Возникновение разности потенциалов при перемещении дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды – потенциал седиментации (оседания).

2. Возникновение разности потенциалов при перемещении дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы – потенциал протекания.

Причиной электрокинетических явлений является образование двойного электрического слоя и, как следствие, наличие электрического заряда, как у частиц дисперсной фазы, так и у частиц дисперсионной среды.

Цель работы: Изучить электрокинетические явления в коллоидных системах.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

1. Изучить свойства коллоидных систем

2. Рассмотреть электрокинетические свойства коллоидных систем.

Объект исследования: коллоидные системы

Предмет исследования: электрокинетические явления коллоидных систем.

 

Заключение:

Электрокинетические явления (от электро- и др.-греч. κίνησις — «движение») — физические явления переноса (движения) дисперсной фазы либо дисперсионной среды коллоидной системы относительно друг друга, которые происходят под действием приложенного электрического поля. Классические электрокинетические явления обусловлены наличием двойного электрического слоя на границе раздела фаз дисперсных систем. К ним относятся:

электрофорез

электроосмос

потенциал протекания (эффект Квинке)

потенциал седиментации (эффект Дорна).

Существуют также нелинейные электрокинетические явления, связанные не с двойным электрическим слоем, а с формированием индуцированного заряда за его пределами при поляризации электропроводящих частиц.

К ним относятся:

электрофорез второго рода

электроосмос второго рода

Впервые электрокинетические явления — электрофорез и электроосмос, а также связанные с ними наличие зарядов у коллоидов, были описаны профессором московского университета Фридрихом Рейссом в 1807 году, однако, публикация об этих открытиях была написана только в 1809 году[1]. Изучение этих явлений стало во второй половине XIX в, содержанием одного из важнейших разделов коллоидной химии[2].

Электрокинетические явления второго рода были теоретически предсказаны Духиным С.С. и Мищук Н.А. в 1988 г. Проведённые экспериментальные исследования этих явлений показали, что они могут в десятки раз превышать скорости классических электроосмоса и электрофореза[3].

Фрагмент текста работы:

1. Свойства коллоидных систем

1.1 Оптические свойства

Коллоидный раствор представляет собой гетерогенную смесь, в которой размер частиц вещества занимает промежуточное положение между истинным разрешением и подвесом, т. е. между 1-1000 нм. Дым от костра есть пример коллоидной системы, в которой мельчайшие частицы твердого вещества плавают в воздухе. Просто, как и истинные растворы, коллоидные частицы достаточно малы и не видны невооруженным глазом. Они легко проходят через фильтровальную бумагу. Но коллоидные частицы достаточно велики, чтобы быть заблокированными пергаментной бумагой или животной мембраной [3].

Томас Грэм (1861) изучал скорость диффузии жидкостей, а также растворы, проходящие через животные мембраны и в результате его экспериментов, он разделил растворимые вещества на два класса кристаллоидов и коллоидов. Такие вещества, как поваренная соль, сахар, мочевина и др. которые можно получить в кристаллической форме и в растворенном состоянии диффундируют через растительные или животные мембраны были названы кристаллоидами, а вещества, подобные крахмалу, жвачке, клею и др. которые являются некристаллическими по своей природе и в растворенном состоянии не рассеиваются или имеют небольшую тенденцию пройти через растительные или животные мембраны получили название коллоидов.

Значит коллоиды образуют более крупные частицы, которые не могут пройти через мембрану. Поэтому предпочтительнее говорить не о веществе в коллоидном состоянии, а называть его кристаллоидом или коллоидом.

Таким образом, размер коллоидных частиц является промежуточным между размером частиц истинного разрешения и подвесом.

Коллоидным состоянием материи является, такое