Иногда говорят, что коллоидная химия – это раздел физической химии. Так ли это и какова связь коллоидной химии с другими науками?

Первоначально коллоидная химия была традиционной составной частью физической химии. Однако по мере развития инструментальных методов исследования и расширения областей применения дисперсных систем коллоидная химия стала самостоятельной областью знаний.

Вследствие большого числа объектов, охватываемых коллоидной химией, и ее задач проявляется тенденция, с одной стороны, к привлечению методов синтеза и исследования структуры веществ из других наук наряду с классическими коллоидно-химическими методами (определение поверхностного натяжения и поверхностного давления, ультрамикроскопия, диализ, ультрафильтрация, дисперсионный анализ, порометрия, рассеяние света, электрофорез). В частности, в настоящее время в качестве экспериментальных методов исследования дисперсных систем применяются современные физические методы исследования, такие как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), ядерный магнитный резонанс (ЯМР), электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерный гамма-резонанс (ЯГР или мессбауэровская спектроскопия) инфракрасная (ИК), оптическая и ультрафиолетовая (УФ) спектроскопии, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения (ЭМВР), электронно-зондовые методы, флуоресцентная микроскопия, эллипсометрия и др.

С другой стороны, имеется тенденция к выделению некоторых разделов коллоидной химии в самостоятельные научные дисциплины и использованию ее методов и идей в смежных областях науки. Так, из коллоидной химии выделилась физическая химия растворов полимеров; в значительной мере самостоятельно развиваются наука об аэрозолях, химия поверхности, химия ультрадисперсных систем (в последние годы нанохимия); некоторые коллоидно-химические проблемы, связанные с изучением функционирования биологических мембран и липосом, изучаются физико-химической биологией, биофизикой и электрохимией мембран.

Вопросы для самоконтроля знаний по материалу 1-й лекции

Не забудьте, что для ответа на эти вопросы, Вам необходимо прочитать 1-ю лекцию опорного конспекта по коллоидной химии и внимательно прослушать лекцию преподавателя!

1. Дайте определение и назовите объекты исследования коллоидной химии.

2. Охарактеризуйте значение коллоидной химии для развития промышленности, науки, охраны окружающей среды.

3. Третий период, который можно выделить в истории коллоидной химии – это развитие современной коллоидной химии. Укажите два предыдущих периода и назовите основные этапы и имена ученых, с которыми связан третий период. Чему были посвящены их работы?

4. Каковы тенденции развития современной коллоидной химии?

5. Что такое коллоидное состояние вещества, и каковы его признаки?

6. Как Вы думаете, какой из признаков дисперсных систем является более универсальным: гетерогенность или дисперсность? Почему?

7. Продолжите ряд примеров материи в коллоидном состоянии: типографская краска, продукты питания, туман, паутина, почва, микроорганизмы, строительные материалы, ткани, раствор крахмала или яичного белка в воде...

8. Какова связь коллоидной химии с другими науками?

 

Знакомимся с основными понятиями физической химии (для курсантов военного факультета)

Повторяем курс физической химии (для студентов химического факультета)

1. Что такое система? Системой называют отдельное тело или группу тел, фактически или мысленно отделенных от окружающей среды. Окружающая среда – это все, что находится в прямом или косвенном контакте с системой.

2. Дайте современное и полное определение понятия «фаза».

3. Что такое гомогенная и гетерогенная системы? Систему называют гомогенной, если она состоит из одной фазы (например, вода или лед). Гетерогенная система состоит из нескольких фаз (вода со льдом).

 

ЛЕКЦИЯ 2

«Степень дисперсности есть только один из главных признаков коллоидного состояния, и многие свойства дисперсных систем являются функцией их степени дисперсности»

С.М. Липатов

Итак, из материала предыдущей лекции Вы должны были усвоить, что современная коллоидная химия – это крупная область химической науки, изучающая свойства вещества в дисперсном состоянии и поверхностные явления в дисперсных системах. А что же такое дисперсные системы?

Дисперсные системы – это гетерогенные системы, состоящие из двух или большего числа фаз с сильно развитой поверхностью раздела между ними. Особые свойства дисперсных систем обусловлены именно малым размером частиц и наличием большой межфазной поверхности. В связи с этим определяющими являются свойства поверхности, а не частиц в целом. Характерными являются процессы, происходящие на поверхности, а не внутри фазы. Отсюда становится понятным, почему коллоидную химию называют физико-химией поверхностных явлений и дисперсных систем.

Особенность дисперсных систем состоит в их дисперсности – одна из фаз обязательно должна быть раздробленной, ее называют дисперсной фазой. Сплошная среда, в которой распределены частицы дисперсной фазы, называется дисперсионной средой. Фаза считается дисперсной, если вещество раздроблено хотя бы в одном направлении. Если вещество раздроблено только по высоте, образуются пленки, ткани, пластины и т. д. Если вещество раздроблено и по высоте и по ширине, образуются волокна, нити, капилляры. Наконец, если вещество раздроблено по всем трем направлениям, дисперсная фаза состоит из дискретных (отдельных) частиц, форма которых может быть самой разнообразной.