Физическая и коллоидная химия. Основные термины и определения. Учебное пособие - Сергей Белопухов

Графен. Углеродный наномонослой, в котором связи С – С образуют правильные графитовые шестиугольники («пчелиные соты»).

Гриффина метод. Метод основан на способности ПАВ образовывать устойчивые эмульсии типа вода – масло или масло – вода. Условно выбраны значения гидрофильно-липофильного балансаГЛБ для олеата натрия – 18, триэтаноламина – 12, олеиновой кислоты – 1. Чем выше гидрофильность, тем больше число гидрофильно-липофильного баланса, которое может изменяться от 1 до 40.

Грэм Томас. Английский химик (1805–1869). Впервые ввел термин «коллоиды». Полагал, что существуют два класса веществ – класс кристаллоидов, которые могут образовывать только истинные растворы, и класс коллоидов, существующих только в аморфном коллоидном состоянии. Исследовал процесс диализа и диффузию газов.

Грубодисперсные (микрогетерогенные) системы. Размер частиц колеблется от 10–2 до 10–7 м. К данным системам относятся взвеси, суспензии, если дисперсная фаза состоит из твердых частиц, и эмульсии, если дисперсная фаза состоит из капелек жидкости. Примером суспензии может служить взмученная глина в воде, примером эмульсии – молоко.

Гуминовые кислоты (от лат. humus – земля, почва). Смесь органических темноокрашенных веществ, экстрагируемых из почвы. Высокомолекулярные кислоты с максимальным содержанием углерода (черноземы) характерны для гумуса типа мюлль, бурые гуминовые кислоты – для гумуса типа модер. Гуминовые кислоты – сложные органические кислоты полимерного строения, важная составная часть органического вещества почв. Темного цвета, растворяются в щелочах и осаждаются из раствора при подкислении. Благодаря высокой клеящей способности гуминовые кислоты создают структуру почв; рыхлость строения их молекул обусловливает высокую катионную обменную способность; содержат азот. Под гуминовыми кислотами понимают: 1) неплавкие темноокрашенные вещества, входящие в состав органической массы торфа (до 60 %), бурых углей (20–40 %), почв (до 10 %); строение окончательно не установлено. Стимуляторы роста растений; 2) высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты циклического строения. Гуминовые кислоты хорошо растворяются в щелочных растворах, слабо в воде и не растворяются в кислотах. Из растворов легко осаждаются водородом минеральных кислот и двух- и трехвалентными катионами (Са2+, Mg2+, Fe3+). Гуминовые кислоты, выделенные из почв в виде сухого препарата, имеют темно-коричневый или черный цвет, среднюю плотность 1,6 г/см3. Элементный состав гуминовых кислот в процентах по массе: С – 50–62 %; Н – 2,8–6,6 %; О – 31–40 %; N – 2–6 %. Основная масса гуминовых кислот в любой почве с рН > 5 находится в виде нерастворимых в воде органо-минеральных производных, а в почвах с кислой реакцией среды (рН < 5) – в форме дегидратированных гелей и частично растворяющихся при действии щелочных растворов, образуя молекулярные и коллоидные растворы. Гуминовые кислоты – важный фактор плодородия почв.

Гуминовые удобрения. Удобрения, содержащие связанные химические и адсорбционные органические вещества, основными компонентами которых являются гуминовые кислоты и минеральные соединения. Получают гуминовые удобрения обработкой гуминовых кислот или содержащих ее веществ (торф, бурые угли, выветрившиеся отходы каменных углей, ил, сланцы, перегной) аммиаком, аммиачными растворами фосфатов, фосфорной кислотой, калийными солями. В зависимости от используемых материалов получают органо-минеральные соединения с различным составом и наименованием: гумофос, гумофоска, водорастворимые гуматы натрия и алюминия, нитрогуматы (продукты обработки торфа или бурого угля азотной кислотой или аммиаком), торфо-аммиачные удобрения ГГАУ), торфо-минерально-аммиачные удобрения (ТАМУ) и др. Эффективность гуминовых удобрений изучена недостаточно.

Давление. Отношение силы, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности, к площади этой поверхности. Единица давления – паскаль (Па). Давление газа с молекулярно-кинетических позиций определяется ударами молекул на стенки заключающего этот газ сосуда и, следовательно, зависит от кинетической энергии их теплового движения. Различают давление:

– насыщенного пара. Характеризует равновесное состояние системы жидкость – пар при постоянной температуре;

– осмотическое. Наименьшее давление, которое необходимо приложить к раствору, чтобы предотвратить перемещение растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор;

– набухания. То давление, которое возникает, если создать препятствие увеличению объема набухающего тела;

– парциальное (см. Парциальное давление).

В качестве стандартного в термодинамике принято состояние при давлении в одну атмосферу. Соответственно, в качестве единицы давления в базе принята физическая атмосфера, равная по определению 1,01325.105 Н/м2 (ньютон на квадратный метр).

Двойное лучепреломление. Обусловлено анизотропией структуры частиц и, в частности, зависимостью диэлектрической проницаемости или показателя преломления от направления в кристалле. Наибольшее распространение в исследованиях дисперсных систем получило явление двойного лучепреломления в потоке (эффект Максвелла). Это явление наблюдается в жидкостях, растворах, дисперсных системах, содержащих анизометрические или способные деформироваться молекулы или частицы, что позволяет определять форму частиц.

Двойной электрический слой. Представляет собой тонкий поверхностный слой, состоящий из пространственно разделенных электрических зарядов противоположного знака. Двойной электрический слой (ДЭС) может возникать вблизи границы раздела фаз, например, при погружении проводника 1-го рода (медь) в раствор электролита (CuSO4). В этом случае ионы Сu2+ переходят на поверхность металла, и металл заряжается положительно. Положительный заряд препятствует дальнейшему накоплению ионов меди из раствора на поверхности. Около положительно заряженной поверхности будут концентрироваться отрицательно заряженные сульфат-ионы SO42–. Как только произойдет нейтрализация положительно заряженных ионов отрицательно заряженными ионами, установится электрохимическое равновесие. В других случаях источниками заряда на поверхности металла, электрода, мембран клетки и других микрочастиц могут быть процессы электролитической диссоциации веществ и адсорбции частиц, разложения комплексных соединений, перераспределение электронной плотности на границе с плазмой, при облучении поверхности частицами и др.

В растворах электролитов ионы, которые находятся на твердой поверхности и определяют ее заряд, называют потенциалопределяющими ионами, а ионы, нейтрализующие этот заряд, – противоионами. В примере Cu – CuSO4 ионы меди Сu2+– потенциалопределяющие, а ионы SO42–– противоионы. Всегда можно экспериментально подобрать такую концентрацию раствора электролита, при которой на поверхности металла не будет ДЭС. Это так называемые нулевые растворы. При изучении электрохимических процессов наличие ДЭС необходимо всегда учитывать, так как он влияет на кинетику электродных процессов в электролитах, скорость и качество обработки различных поверхностей в плазме, в биологических системах – на скорость распространения электрических импульсов вдоль нервных и мышечных волокон. ДЭС играет важную роль для коллоидных систем, поскольку определяет их устойчивость, препятствуя коагуляции.

Конец ознакомительного фрагмента.