Книга отражает основные разделы современной коллоидной, химии — крупной самостоятельной области химической науки, изучающей дисперсное состояние вещества и поверхностные явления в дисперсных системах. В ней обобщен многолетний опыт научной, педагогической и, методической работы коллектива кафедры коллоидной химии химического факультета МГУ им. Ломоносова.
Развитие коллоидной химии и ее преподавания в Московском университете неразрывно связано с деятельностью Героя Социалистического Труда академика Петра Александровича Ребиндера (З.Х—1898— 12.VII—1972), который в течение 30 лет заведовал кафедрой коллоидной химии. Фундаментальный вклад П. А. Ребиндера в становление ряда основных направлений коллоидно-химической науки нашел отражение и в курсах лекций, которые он читал. Он был большим энтузиастом в науке и замечательным лектором. Конспект лекций П. А. Ребиндера, составленный под его редакцией доцентом К- А. Поспеловой (издан Московским университетом в 1950 г.), до сих пор служит образцом ясности изложения и широты охвата предмета.
С 1973 г. заведует кафедрой и читает лекционный курс для студентов-химиков чл.-кор. АПН СССР, профессор Е. Д. Щукин. Разработанный им курс включил ряд новых разделов и отразил количественную сторону рассматриваемых вопросов в соответствии с быстрым прогрессом ведущих направлений коллоидной химии. При этом были учтены пожелания, высказывавшиеся П. А. Ребиндером, а также акад.
A. Н. Фрумкиным. Конспекты этого общего курса лекций, прочитанных в 1973—1980 гг., и послужили исходной основой данной книги. Вместе с тем в нее вошел материал из ряда спецкурсов, разработанных авторами книги, который является, по их мнению, необходимым для включения в общий курс и доступным для учащихся.
В книге использованы результаты, полученные в последние годы в работах, которые выполнялись на кафедре коллоидной химии МГУ и в лаборатории физико-химической механики Института физической химии АН СССР под руководством и при участии авторов и ряда наших товарищей по этим коллективам: Ю. В. Горюнова, Н. В. Перцова, Б. Д. Сумма (по смачиванию и кинетике распространения жидкой фазы); Е. П. Андреевой, В. П. Ваганова, С. И. Конторович, О. И. Лукьяновой, Р. К. Юсупова, В. В. Яминского (по взаимодействию частиц дисперсных фаз и механизму структурообразования); Л. А. Кочановой, 3. Н. Маркиной (по лиофильным дисперсным системам); В. Н. Измайловой, Г. П. Ямпольской (по коллоидной химии биополимеров); Л. С. Брюхановой, Ю. В. Горюнова, Е. Э. Гликмана, Л. А. Кочановой,
B. Н. Матвеенко, Н. В. Перцова, 3. Н. Полукаровой, В. И. Савенко, Е. А. Синевича, В. Ю. Траскина, В. С. Ющенко (по закономерностям и приложениям эффекта Ребиндера). Привлечены также данные совместных работ с Я- Е. Гегузиным, Г. Р. Котельниковым, Л. Я. Марголис,
А. Н. Тынным, Н. Б. Урьевым, Б. Е. Чистяковым. Авторы выражают свою глубокую признательность названным сотрудникам и коллегам.
Особое внимание в книге уделяется тем широким возможностям (обусловленным специфическим химизмом взаимодействий на межфазных границах), которые открывают поверхностно-активные вещества для управления свойствами и поведением дисперсных систем и материалов в многочисленных отраслях народного хозяйства. •
Решая задачи отбора материала и логики изложения предмета,. авторы учитывали связь с практикумом, а также межпредметные связи и остановились на предлагаемой последовательности разделов. Ни одна «линейная» схема изложения такой разветвленной интердисциплинарной области науки, которую представляет собой коллоидная химия, не может быть, по-видимому, признана идеальной. Поэтому в книге многократно используются ссылки как на предыдущие, так и на последующие главы; тем самым подчеркивается внутренняя связь между разделами. Материал, который может быть опущен при первом чтении, набран петитом.
Данная книга отражает в определенной мере специфику работы кафедры коллоидной химии на химическом факультете МГУ. Это проявляется, с одной стороны, в особом внимании авторов к разделам, отвечающим области научных интересов кафедры, и, с другой стороны, в; стремлении к преодолению, по возможности, дублирования материала по тем смежным разделам, которые изучаются на кафедрах физической химии, электрохимии, высокомолекулярных соединений. Это относится, в частности, к таким вопросам, как адсорбция твердой поверхностью (микропористыми адсорбентами) из газовой фазы; строение плотной части двойного электрического слоя, электрокапиллярные явления; специфика поведения дисперсий ВМС и некоторые другие. В названных случаях вопрос затрагивается лишь в той мере, в которой материал является коллоидно-химическим по существу и совершенно необходим по логике построения курса. Интересующиеся найдут подробности в цитируемых руководствах и пособиях, в том числе в зарекомендовавших себя учебниках Д. А. Фридрихсберга, С. С. Воюцкого, А. Д. Ше-лудко, А. Г. Пасынского, а также в новой монографии А. Адамсона. Авторы полагают, что наличие ряда пособий, отражающих научное лицо и педагогический опыт коллоидно-химических школ, должно способствовать глубокому, всестороннему и непредвзятому изучению этой важной, интересной области химической науки.
Предлагаемый курс рассчитан прежде всего на студентов химических факультетов университетов. Он может служить пособием для студентов других факультетов университетов и для учащихся других вузов, преимущественно таких, в которых коллоидная химия изучается как самостоятельный предмет. Книга может использоваться также широким кругом научных работников и аспирантов, инженеров и технологов, занятых в различных областях науки и производства, связанных с применением дисперсных систем и поверхностных явлений.
Авторы сердечно благодарят коллектив кафедры коллоидной химии МГУ и членов ее методической комиссии, оказавших большую помощь в создании этого курса. Авторы выражают глубокую благодарность академику И. В. Петрянову-Соколову и чл.-кор. АН СССР Б. В. Дерягину, принявшим участие в обсуждении ряда разделов, и искреннюю признательность своим коллегам — представителям ведущих коллоидно-химических коллективов — за ценные дискуссии.
Авторы глубоко благодарны Е. П. Арсентьевой за помощь в офор-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ................. 3
Введение...................• 5
Глава I. Поверхностные явления и строение поверхности раздела фаз в одно-компонентных системах.............. 14
§ 1. Некоторые соотношения термодинамики поверхности разрыва в одно-компонентной системе.............. 14
§ 2. Поверхностная энергия и межмолекулярные взаимодействия в конденсированной фазе............... 21
§ 3. Влияние кривизны поверхности на равновесие в однокомпонентной
системе.................. 30
§ 4. Методы определения удельной свободной поверхностной энергии . 36
Глава II. Адсорбционные явления; строение и свойства, адсорбционных слоев . 43
§ 1. Основы термодинамики адсорбции. Уравнение Гиббса .... 44 § 2. Строение и свойства адсорбционных слоев на границе раздела
вода — воздух................ 53
§ 3. Классификация поверхностно-активных веществ и современный ассортимент синтетических ПАВ............. 73
Глава III. Поверхности раздела конденсированных фаз. Явления смачивания . 81 § 1. Границы раздела между конденсированными фазами в двухкомпо-
нентных системах............"_ gj
§ 2. Адсорбция на границах раздела конденсированных фаз ..." 87
§ 3. Смачивание и растекание........ 94
§ 4. Применение ПАВ для управления процессами смачивания и 'избирательного смачивания............. JQ^
§ 5. Флотация...............' JQQ
Глава IV. Образование дисперсных систем.......'_ Ц2
§ 1. Основы термодинамики дисперсных систем •.....' Ц2
§ 2. Термодинамические основы образования зародышей новой фазы ' 119 § 3. Кинетика возникновения зародышей новой фазы в метастабильной
системе................ jgg
§ 4. Скорость роста частиц новой фазы......' jgj
§ 3. Седиментация в дисперсных системах; седиментационные методы дисперсионного анализа...............150
§ 4. Седиментационно-диффузиоийое -равновесие в дисперсных системах.
Применение центрифуг для дисперсионного анализа......154
Глава VI. Оптические свойства дисперсных систем........159
§ 1. Рассеяние света малыми частицами (по Рэлею)......159
§ 2. Оптические свойства дисперсных систем при увеличении размера
частиц и при поглощении света частицами.........165
§ 3. Рассеяние света на флуктуациях концентрации......169
§ 4. Нефелометрия. Ультрамикроскопия........- 170
Глава VII. Электрические свойства дисперсных систем.......173
§ 1. Общие представления о природе двойного электрического слоя и
электрокинетических явлений............ 173
§ 2. Основы теории строения двойного электрического слоя .... 176
§ 3. Основы теории электрокинетических явлений.......187
§ 4. Электрические свойства свободнодисперсных систем.....191
§ 5. Особенности электрических и фильтрационных свойств связнодисперс-
ных систем (пористых диафрагм и мембран)........197
§ 6. Влияние электролитов на строение двойного электрического слоя и
электрокинетические явления. Ионный обмен.........206
§ 7. Электрокапиллярные явления...........214
Глава VIII. Лиофильные коллоидные системы..........217
§ 1. Условия образования и термодинамической стабильности лиофильных
коллоидных систем...............217
§ 2. Критические эмульсии как лиофильные коллоидные системы . . . 220
§ 3. Мицеллообразование в растворах ПАВ........223
§ 4. Солюбилизация в растворах мицеллообразующих ПАВ; образование
микроэмульсий ................ 232
§ 5. Лиофильные коллоидные системы в дисперсиях высокомолекулярных
веществ..................236
Глава IX. Общие причины разрушения и относительной стабильности лиофобных
дисперсных систем...............239
§ 1. Седиментационная и агрегативная устойчивость дисперсных систем.
Роль теплового движения.............239
§ 2. Молекулярные взаимодействия в дисперсных системах .... 246
§ 3. Факторы стабилизации дисперсных систем.......253
§ 4. Электростатическая составляющая расклинивающего давления и ее
роль в устойчивости дисперсных систем.........257
§ 5. Структурно-механический барьер..........261
§ 6. Кинетика коагуляции.............263
§ 7. Влияние изотермической перегонки на уменьшение дисперсности . • . 267 Глава X. Особенности строения, устойчивости и разрушения лиофобных дисперсных систем различной природы ............ 270
§ 1. Аэрозоли . . . .............270
§ 2. Пены и пенные пленки............276
§ 3. Эмульсии и эмульсионные пленки..........284
§ 4. Суспензии и золи..............291
§ 5. Коагуляция гидрофобных золей электролитами......295
§ 6. Моющее действие. Микрокапсулирование........302
§ 7. Системы с твердой дисперсионной средой........305
Глава XI. Основы физико-химической механики.........306
§ 1. Способы описания механических свойств. Основы реологии . . . 307
§ 2. Структурообразование в дисперсных системах......314
§ 3. Реологические свойства дисперсных систем.......325
§ 4. Физико-химические явления в процессах деформации и разрушения
твердых тел. Эффект Ребиндера............332
Предметный указатель..............346
Цена: 150руб.
