Химия поверхностных явлений и коллоидных систем. Капиллярная химия

В настоящем учебно-методическом пособии эти закономерности представлены двумя основными разделами – поверхностными явлениями в химии и в электрохимии.

Монография обобщает научный и практический опыт, накопленный в области химии и технологии нанодисперсного кремнезема в нашей стране и в мировой практике. Внимание автора направлено на рассмотрение коллоидно-химических основ золь-гель технологий синтеза гибридных органо-неорганических наночастиц и пористых материалов, частиц с полой структурой, легированных оксидами элементов и металлами, покрытий, мембран, объемных непористых тел. Анализ различных вариантов проведения золь-гель процесса представлен с учетом реакционной способности кремнезема, современных теорий фазообразования и агрегативной устойчивости дисперсных систем. Приведены рецептуры и основные технологические параметры золь-гель синтеза функциональных наноматериалов с различными параметрами состава, дисперсности, пористости, структуры и морфологии.

В учебном пособии изложены основы термохимии, химической кинетики, электрохимии, свойств растворов электролитов и буферных систем, потенциометрического титрования, электрической проводимости и ее использования для анализа растворов, химии коллоидных систем и высокомолекулярных соединений. В пособии для удобства студентов представлены правила работы в лабораторном практикуме, словарь основных терминов.

Нанохимия - быстро развивающаяся область науки, направленная на получение и изучение физико-химических свойств частиц вещества, имеющих размеры в несколько нанометров, и материалов на их основе. Подобные частицы обладают высокой реакционной способностью в широком интервале температур и размерной зависимостью свойств. Исследования в области нанохимии открывают перспективы для синтеза химических веществ и функциональных материалов с принципиально новыми и необычными свойствами. Настоящее пособие может рассматриваться как введение в область нанохимии и служить для студентов определенным указателем и справочным руководством в обширном мире наносистем, наноструктур и наноматериалов. Специальные разделы посвящены способам получения и свойствам наночастиц металлов и оксидов металлов, углерода, нанокомпозитам и искусственным метаматериалам. В пособии приведены четыре примера получения наноматериалов, которые могут быть использованы при постановке отдельных лабораторных работ.

Пособие состоит из восьми разделов, раскрывающих наиболее важные аспекты коллоидной и физической химии. Каждый из разделов содержит теоретический материал, примеры решения задач, а также задачи для самостоятельного решения. Основная задача настоящего пособия состоит в закреплении теоретических знаний по разделу «Физическая и коллоидная химия», дисциплины – «Химия», освоении основных понятий, правил, законов и закономерностей термодинамически неустойчивых коллоидных систем, а также важнейших термодинамических и кинетических характеристик химических процессов.

Рассмотрены основные свойства дисперсных систем и протекающие в них поверхностные явления. Пособие включает краткое теоретическое обоснование по термодинамике поверхностных явлений, устойчивости и коагуляции дисперсных систем. Каждый раздел сопровождается тестами для проверки текущих и остаточных знаний студентов-бакалавров по дисциплине «Коллоидная химия».

Подготовлены в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 240100 «Химическая технология», учебным планом и рабочей программой по дисциплине. Приведены индивидуальные задания к коллоквиумам для аудиторной самостоятельной работы студентов, целью которых является формирование у учащихся базовых знаний о поверхностных явлениях, особенностях и свойствах дисперсных систем, а также умений и навыков получения, исследования и регулирования свойств коллоидов. Задания включают вопросы теоретического характера и задачи по основным разделам дисциплины.

Содержат примеры решения заданий, задания для самостоятельной работы, а также лабораторные работы.

Методические указания содержат теоретические сведения о физических основах процессов ослабления, поглощения и рассеяния света дисперсными системами, примеры решения задач по определению характеристик дисперсных систем, задачи для самостоятельной работы и задания для лабораторно-практических работ.

Содержат краткие теоретические сведения о методах проведения дисперсионного анализа полидисперсных систем и условиях осаждения нанодисперсных частиц в центробежном и гравитационном полях, а также типовые задачи с решениями и практические расчетные задания.

В одинаковых и сопоставимых с реальными условиями эксплуатации ионообменных очистных установок проведено сравнительное изучение динамической обменной емкости и селективности ряда коммерчески доступных катионитов различной природы. В качестве основного метода исследования использовалось элюирование поглощенных сорбентом катионов растворами солей и кислот. Показано, что при очистке нейтральных промышленных стоков и жидких радиоактивных отходов наибольшей эффективностью обладают промышленно выпускаемые карбоксильные катиониты. Динамическая обменная емкость акрилатных ионитов существенно превышает емкость всех других изученных сорбентов. Коэффициенты концентрирования катионов токсичных металлов в этих ионообменных материалах варьируются от 2000 до 16000, в то время как коэффициенты концентрирования щелочноземельных элементов не достигают 200. На основании полученных данных делается заключение о перспективности замены ныне используемых в энергетическом и природоохранном секторах экономики России сильнокислотных катионитов на слабодиссоциирующие карбоксильные полиакрилатные.

Рассмотрены свойства дисперсных систем, методы получения таких систем и факторы их устойчивости. Для студентов 3-го курса, обучающихся по специальностям «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»

Основная задача настоящего пособия состоит в закреплении теоретических знаний по дисциплине «Физическая и коллоидная химия», отработке практических навыков и умений работы в химической лаборатории, освоении основных понятий и закономерностей в процессе исследования коллоидных систем, а также важнейших термодинамических, кинетических характеристик химических процессов. Пособие состоит из пяти разделов, раскрывающих наиболее важные аспекты коллоидной и физической химии. Каждый из разделов содержит теоретический материал, примеры решения задач, описание и порядок выполнения практических работ, а также задачи для самостоятельного решения. Адресовано студентам экологических направлений, дальнейшая профессиональная деятельность которых будет связана с решением вопросов в области охраны окружающей природной среды.

Практикум включает теоретические основы, описание лабораторных работ и задания к ним, а также вопросы и задачи для контроля усвоения материала по дисциплине «Физико-химические основы нанотехнологий». Подготовлен на кафедре химии.

Представлены теоретические сведения и лабораторные работы, посвященные получению и исследованию свойств концентрированных суспензий и эмульсий, гелевых систем. Часть работ базируется на данных научных исследований, проводимых авторами на кафедре физической и коллоидной химии и кафедре технологии косметических средств.

Методические указания содержат программу курса, рекомендации по изучению дисциплины, задания для самостоятельной работы, тесты по основным разделам курса, требования к уровню усвоения учебного материала, распределение часов по видам занятий, темы лабораторных работ, календарный график учебного процесса, рейтинговую систему оценки знаний.

Учебное пособие содержит материалы для подготовки к занятиям, включая теоретические вопросы и задания для самоконтроля. Пособие соответствует базовой части программы по указанным курсам (направлениям подготовки 04.05.01 – «Фундаментальная и прикладная химия», 04.03.01 – «Химия», 04.03.02 – «Химия, физика, механика материалов»), а также может быть использовано студентами, обучающимися по другим направлениям химических, биологических, химико-технологических и других естественнонаучных факультетов учреждений высшего образования.

Учебное пособие посвящено проектированию воздухоразделительных адсорбционных установок. Кратко изложены теоретические основы адсорбционных технологий и приведены примеры расчетов адсорбционных аппаратов.

Химический словарь – учебно-справочное издание, подготовленное специально для студентов аграрных вузов, а также специалистов, которым требуется информационная база в области физической, коллоидной химии. Данное издание соответствует программе по физической и коллоидной химии для студентов сельскохозяйственных вузов. Книга может представлять интерес для широкого круга читателей, интересующихся химией. Все термины и понятия размещены в алфавитном порядке, что делает удобным поиск и пользование книгой. В конце издания приведен алфавитный указатель, в приложении представлены основные справочные данные и таблицы.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре высокомолекулярных соединений и коллоидной химии химического факультета Воронежского государственного университета.

Целью работы являлось установление закономерностей образования полимер- коллоидных комплексов полиамфолит – анионный ПАВ додецилсульфат натрия (ДСН) и их влияния на устойчивость дрожжевых биосуспензий Candida lambica и Saccharomyces cerevisiae.

В методических указаниях приведены краткие теоретические основы по физической и коллоидной химии, описана методика проведения лабораторных работ, широко используемых в физико-химической практике, а также вопросы для самоконтроля знаний обучающихся.

Рассмотрены лабораторные исследования поверхностных явлений и свойств дисперсных систем. Основное внимание уделено приобретению студентами навыков лабораторных исследований.

Настоящие методические указания составлены для студентов агрономического факультета, обучающихся по направлениям подготовки: 110400 – Агрономия, 110100 − Агрохимия и агропочвоведение, в соответствии с программой курса физической и коллоидной химии для сельскохозяйственных вузов.

Учебное издание, написанное коллективом авторов из Швеции, посвящено чрезвычайно важной в научном и практическом отношении теме — сосуществованию поверхностно-активных веществ (ПАВ) и полимеров в водных растворах. Подробно рассмотрены различные типы ПАВ (в том числе полимерные), процесс мицеллообразования, фазовое поведение растворов ПАВ. Обсуждаются свойства растворов полимеров и смесей ПАВ—полимер. Отдельные главы посвящены таким сложным системам, как пены, эмульсии и микроэмульсии, их получению и практическому применению. Книга хорошо иллюстрирована, содержит обширные справочные данные и библиографию.

В краткой форме изложен материал по основным разделам коллоидной химии. Контрольные вопросы, тестовые задания имеют цель восстановить или закрепить основы, необходимые для усвоения курса коллоидной химии.

Методические указания содержат описание двух лабораторных работ по разделу «Адсорбция», одна из которых выполняется в компьютерном варианте. Постановка этих лабораторных работ актуальна, так как поверхностные явления играют огромную роль в экологических процессах.

Пособие содержит теоретические и практические материалы учебного курса «Термодинамика и кинетика сорбционного концентрирования» с теорией, примерами решения задач, заданиями для самостоятельного решения, часть из которых составлена на основании экспериментальных результатов НИР и НИРС, выполненных на кафедрах физической и коллоидной химии ТГУ и ТПУ.

В пособии изложены физико-химические основы процессов, протекающих в литейной форме при ее изготовлении, в металлических расплавах при плавке металлов и взаимодействии металла с формой. Описаны методы расчета равновесных систем при физико-химическом взаимодействии друг с другом.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре материаловедения и индустрии наносистем химического факультета Воронежского государственного университета.

Рассмотрены современные представления о структуре, свойствах, биологическом обмене различных соединений и процессов в живых организмах с точки зрения физической и коллоидной химии. Соответствует учебной программе «Физколлоидная химия». Включает краткое содержание основных тем, изучаемых по данной дисциплине, вопросы для зачета и список литературы.

Проведены измерения длины распада струи горячей воды и выполнен феноменологический анализ этого процесса при малых давлениях подачи воды в покоящуюся окружающую среду. Осуществлена визуализация распада конической струи горячей воды при низком нагнетающем давлении. Результаты анализа полученных изображений показывают, что параметры на входе в форсунку оказывают существенное влияние на структуру конической струи аэрозоля. Установлено, что нагрев жидкости за счет частичного испарения позволяет воспроизвести характерную структуру диспергируемого аэрозоля. Показано, что с увеличением чисел Рейнольдса и Вебера при малом времени инжекции ширина конической струи аэрозоля и угол ее раствора изменяются незначительно, при этом макроскопическая область распространения аэрозоля увеличивается. Показано, что нагнетающее давление оказывает значительное влияние на коэффициент расхода, средний расход и среднюю скорость течения, в то время как влияние температуры является менее существенным. Анализ мелкомасштабных изображений показал, что вблизи точки кипения воды в аэрозоле формируется вихрь тороидальной формы.

Изучены свойства пенных пленок, стабилизированных твердыми частицами кремнезема различных размеров и степени гидрофобности. Исследованы свойства пен, полученных из суспензий аэросила и людокса с гексиламином. Показано, что толстые (до 200 мкм) пленки и очень устойчивые пены формируются из суспензий аэросила с массовым содержанием твердой фазы в исходных суспензиях 2-6% и степени гидрофобности частиц, соответствующей значениям краевого угла θ=52°. Изолированные пенные пленки, полученные из 20% золя людокс и гексиламина с концентрацией 11-44 ммоль/л, имеют бислойную структуру и быстро разрушаются. Гелеобразованию в изолированной пенной пленке при концентрациях гексиламина более 44 ммоль/л соответствует устойчивость тонких слоев пены.

В работе изучалось влияние акустической обработки на глинистое сырье месторождения Шеланга и на наиболее распространенные добавки в производстве керамического кирпича.