Некоторые из работ изложены впервые, другие существенно модернизированы на основе исследовательских работ авторов и многолетнего опыта преподавания на кафедре коллоидной химии Ленинградского технологического института им. Ленсовета.
По учебному плану прохождение студентами лабораторного практикума часто опережает лекционный курс, поэтому описанию практических задач предшествуют краткие теоретические разделы, вводящие обучающегося в круг изучаемых вопросов и помогающие при подготовке к теоретическим коллоквиумам. Для этой же цели в конце каждой главы приведен перечень литературы.
Несколько полнее других теоретических разделов изложены основы реологии дисперсных систем, так как реологические свойства тесно связаны с взаимодействием частиц и являются основным источником сведений о структуре системы, допускающих количественную трактовку с позиций взаимодействия частиц. Кроме того, изложение реологии дисперсных систем в учебниках недостаточно последовательно и строго, содержит неточности, оставляет неясным физический смысл ряда важнейших понятий.
Отличительной чертой предлагаемого практикума является стремление к развитию у студентов навыков самостоятельного научного поиска. В соответствии с этим часть работ, рекомендуемых в пособии для студенческого практикума, требует углубленного изучения теоретического материала, сопоставления полученных результатов с теорией, т. е. содержит элементы научного поиска и может быть использована как пособие по научно-исследовательской работе студентов. ,
Для общего практикума по коллоидной химии рекомендуются работы 1, 2, 9, 13—16, 18—22, 24—29, 31—34, 38—43. Некоторые работы полезно выполнять на одном объекте, чтобы получилось комплексное изучение свойств дисперсной системы (например, исследование дисперсионного состава, электрических и реологических свойств суспензии глины в воде и т. п.).
В конце глав приведены краткие практические рекомендации учебному персоналу по подготовке к проведению работ, учитывающие опыт авторов пособия.
Надеемся, что предлагаемое учебное пособие представит интерес и будет полезно также научным работникам и инженерам, имеющим дело с дисперсными системами.
В практикуме гл. I и III (и работа 19) написаны доц. В. А. Маловым, «Введение» и гл. II — проф. И. С. Лавровым, проф. Е. Е. Бибикгш и доц., В. А. Маловым; гл. IV (теоретическая часть и работа 12), V, VI (теоретическая часть и работа 16), VII (теоретическая часть и работы 22—22, 24—29), IX, X написаны доц. В. И. Барановой; работы 10, 11, в гл. VI п. 2 (Микроэлектрофорез) и работы 14, 15, 17, 18 — доц. Н. М. Кожевниковой; гл. VIII и работа 23 — проф. Е. Е. Бибиком.
Авторы с благодарностью примут пожелания и замечания, направленные на улучшение книги.
'Ч
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................. 4
Основные обозначения.............. 3
Введение.................. 5
Глава I. Поверхностные явления на границе газ — жидкость ... 7
§ 1. Особые свойства поверхностных молекул. Поверхностный слой . . 7
§ 2. Основы метода избыточных величин (метод Гиббса)..... 8
§ 3. Поверхностное натяжение............ 9
§ 4. Некоторые термодинамические соотношения для плоской границы
раздела .................. Ю
§ 5. Уравнение изотермы адсорбции Гиббса. Поверхностно-активные вещества .................. 11
§ 6. Особенности искривленной границы раздела. Капиллярное давление 15
§ 7. Влияние температуры на энергию поверхностного слоя..... 16
§ 8. Правило Траубе............... 17
§ 9. Свойства мономолекулярных поверхностных пленок жидкости . . 18
Практическая часть............... 20
Работа 1. Исследование адсорбции ПАВ на границе раздела раствор—газ 29 Работа 2. Исследование адсорбции поверхностно-активных веществ одного гомологического ряда............ 33-
Работа 3. Исследование влияния температуры на энергию поверхностного
слоя.................. 34
Работа 4. Исследование свойств мономолекулярных поверхностных пленок нерастворимых ПАВ............ 35
Литература.................. 37
Глава II. Адсорбция газов и паров на поверхности твердых тел . . 38
§ 1. Теория мономолекулярной адсорбции Лангмгора...... 39
§ 2. Теории полимолекулярной адсорбции ......... 40
§ 3. Адсорбция на пористых адсорбентах. Капиллярная конденсация . . 43
Практическая часть............... 45
Работа 5. Проверка применимости уравнения Дубинина к адсорбции бензола на поверхности активированного угля ....... 48
Работа 6. Исследование пористой структуры силикагеля по изотерме
адсорбции паров воды............. 49-
Литература.................. 50
Глава III. Поверхностные явления на границе раздела конденсированных фаз................... 51
§ 1. Растекание и смачивание............ 51
§ 2. Молекулярная адсорбция из растворов......... 53
Практическая часть............... °5
Работа 7. Определение межфазного натяжения на границе двух несмешивающихся жидкостей. Проверка правила Антонова .... J™
Работа 8. Определение краевого угла и работы адгезии..... ,
Работа 9. Исследование адсорбции ПАВ из раствора на поверхности •
твердых тел................ 58
Литература.................. "*
Глава IV. Адсорбция ионов. Образование и строение двойного электрического слоя................. 64
§ 1. Адсорбция ионов. Образование двойного электрического слоя ... 64
§ 2. Строение двойного электрического слоя........ ^5
§ 3. Электрокапиллярные явления........... ®У
Практическая часть............... '*
Работа 10. Исследование электроповерхностных свойств границы раздела ртуть — раствор.............. ''
Работа 11. Исследование адсорбции ПАВ на поверхности ртути методом
электрокапиллярных кривых........... '"
Работа 12. Определение потенциала плоскости максимального приближения (т|з) из данных по адсорбции.......... 74
213
Рекомендации по главе IV............. 75
Литература.................. 75
Глава V. Получение дисперсных систем......... 76
§ 1. Получение дисперсных систем путем конденсации...... 76
§ 2. Получение дисперсных систем путем дробления...... 78
Практическая часть............... 80 "
Работа 13. Приготовление дисперсных систем........ 80
I. Химическая конденсация............. 80
II. Физическая конденсация (замена растворителя)....... 82
III. Пептизация................. 83
Рекомендации по главе V.............. 85
Литература.................. 85
Глава VI. Электрокинетические явления......... 86
§ 1. Электроосмос................ 86
Практическая часть............... 88
Работа 14. Определение направления и скорости электроосмоса ... 88 Работа 15. Определение поверхностной проводимости капиллярных систем
(диафрагм)................ 92
§ 2. Электрофорез................ 96
Практическая часть............... 98
Работа 16. Определение электрофоретической скорости частиц методом
макроэлектрофореза.............. 104
Работа 17. Определение электрофоретической скорости частиц методом
микроэлектрофореза.............. 106
Работа 18. Электрофоретическое осаждение суспензий...... 107
§ 3. Потенциалы протекания и седиментации........ НО
Практическая часть............... ПО
Работа 19. Определение потенциала протекания........ ПО
Рекомендации по главе VI.............. 112
Литература.................. ИЗ
Глава VII. Устойчивость и коагуляция дисперсных систем . . . . 114
§ 1. Экспериментальные закономерности электролитной коагуляции . . 114 § 2. Основы современной теории устойчивости дисперсных систем (теории
ДЛФО)................. П5
Практическая часть............... 119
Работа 20. Определение порогов коагуляции и знака заряда частиц золя
визуальным методом............. 119
Работа 21. Определение порогов коагуляции с помощью фотоэлектроко-
лориметра................ '20
Работа 22. Изучение явления неправильных рядов с помощью фотоэлект-
роколориметра ............... '23
Работа 23. Исследование устойчивости коллоидного раствора магнетита '23
§ 3. Особенности стабилизации грубодисперсных систем..... '2?
Практическая часть............... '33
Работа 24. Получение предельноконцентрированной и концентрированной
эмульсии типа масло — вода........... '33
Работа 25. Получение концентрированных эмульсий путем механического
перемешивания............... '34
Работа 26. Дисперсионный анализ эмульсий и суспензий путем микро-
скопирования ............... '35
Работа 27. Седиментационный анализ суспензий....... '42
Работа 28. Характеристика агрегативной устойчивости суспензий по кинетике их седиментации............. '4'
Работа 29. Изучение кинетики коалесценции по времени жизни капель 149
Рекомендации по главе VII............. '5«
Литература.................. 150
Глава VIII. Реология дисперсных систем......... '51
§ 1. Основные понятия и законы реологии......... '5'
§ 2. Структура и реологические свойства дисперсных систем .... '56
Практическая часть..............• '58
Работа 30. Определение реологического типа материала..... '""
о) л
Работа 31. Измерение вязкости жидкости капиллярным вискозиметром 169
Работа 32. Проверка применимости формулы Эйнштейна..... 171
Работа 33. Построение реологической кривой течения неньютоновской
жидкости................. '72
Работа 34. Построение реологических кривых течения тиксотропных суспензий ................. 173
Работа 35. Определение реологических констант тиксотропных систем с
помощью ротационного вискозиметра......... 176
Работа 36. Изучение влияния взаимодействия частиц на реологические
свойства суспензий ............. '80
Работа 37. Влияние электрической поляризации частиц на реологические
свойства суспензий .............. 184
Рекомендации по главе VIII............. 185
Литература.................. 186
Глава IX. Коллоидные поверхностно-активные вещества ..... 187
Практическая часть............... 189
Работа 38. Определение ККМ водорастворимого коллоидного ПАВ методом поверхностного натяжения.......... 189
Работа 39. Определение ККМ водорастворимого коллоидного ПАВ методом измерения электрической проводимости....... 189
Работа 40. Определение ККМ коллоидного ПАВ с помощью интерферометра 191
Рекомендации по главе IX.............. 192
Литература.................. 192
Глава X. Высокомолекулярные соединения и их растворы .... 193 § 1. Особенности строения и теплового движения молекул полимеров. Набухание и растворение ............. 193
§ 2. Высокомолекулярные электролиты.......... 196
Практическая часть............... 197
Работа 41. Определение молекулярной массы полимеров вискозиметри-
ческим методом............... 197
Работа 42. Кинетика набухания высокомолекулярных соединений . . . 199 Работа 43. Очистка золей и растворов полимеров от электролитов с помощью электродиализа ............. 202
Рекомендации по главе X.............. 204
Литература.................. 205
Приложения................. 206
Цена: 150руб.
