Матвеенко В. Н. - Коллоидная химия - Коллоидная химия как наука. Предмет изучения

• Коллоидная химия изучает дисперсное состояние вещества и поверхностные явления.  

• Дисперсные системы отличаются наличием поверхности, что приводит к поверхностным явлениям.  

• Примеры дисперсных систем: пены, эмульсии, туманы, кровь, краски.  

• Пены, эмульсии, туманы и кровь являются примерами дисперсных систем.  

• Аэрогели могут быть прозрачными для радиоволн и непрозрачными для других систем.  

• Краски создаются путем перетирания пигментов до тонкого дисперсного состояния.  

• Окраска неба и воды связана с рассеянием света.  

• Красный свет рассеивается меньше, поэтому светофоры делают красными.  

• Радуга и полярные явления также связаны с рассеянием света.  

• Коллоидная химия интегрирует различные науки.  

• Томас Грэм ввел понятие коллоида, но термин почти не используется.  

• Исаак Ньютон и Томас Грэм были директорами монетного двора, что способствовало развитию науки.  

• Аполлос Мухин-Пушкин исследовал золи ртути и амальгамы платины.  

• Петр Александрович Ребиндер изучал гидрозоли золота и платины.  

• Освальд организовал первую кафедру коллоидной химии в Лейпциге.  

• Федор Федорович Рейс изучал состояние воды и работал в Московском университете.  

• Он привел библиотечный каталог в порядок и читал лекции на латыни.  

• Рейс был библиотекарем университетской библиотеки с 1922 по 1932 год.  

• Нескучный сад известен как продолжение парка Горького.  

• Усадьба Голицына с академией наук.  

• Федор Федорович вел лечебницы на Кавказе и в Европе.  

• Электрический эндоосмос используется в медицине.  

• Лечение электричеством и грязью помогает при заболеваниях опорно-двигательного аппарата.  

• Электрофорез с вытяжкой из папайи обезболивает и восстанавливает межпозвонковые диски.  

• Сельми изучал свойства хлорида серебра и серы.  

• Ввел понятие мицеллы и изучал серу.  

• Вклад в серную органику.  

• Ввел понятие мицеллы в 1858 году.  

• Изучал водоросли и был директором ботанического института в Мюнхене.  

• Рекомендует посетить ботанический сад в Мюнхене.  

• Аптекарь, предшественник Николая Дмитриевича Зеленского.  

• Использовал уголь для очистки спирта и других веществ.  

• Вклад в противогаз и адсорбцию газов.  

• Грэм предложил термин "коллоиды" для агрегации веществ.  

• Желатина как пример коллоидного состояния.  

• Вклад в развитие науки о коллоидной химии.  

• Вклад в хроматографию и изучение хлорофилла.  

• Идеи о зеленой окраске растений и их способности к образованию углеводов.  

• Круговой цикл в природе.  

• Ученые переезжали в Томск, Омск и другие университеты.  

• Жигмонди изобрел щелевой ультрамикроскоп.  

• Наблюдение микрочастиц с помощью лазера.  

• Сведберг изобрел центрифугу в 1926 году.  

• Ультрацентрифуги использовались в атомной промышленности.  

• Вклад в разделение изотопов.  

• Эйнштейн переехал в США в 1933 году.  

• Номинировался на Нобелевскую премию 10 раз.  

• Вклад в теорию относительности и фото  

• Подтвердили теорию Эйнштейна-Смолуховского.  

• Позволили получить значение числа Авогадро.  

• Многие ученые были членами Академии СССР.  

• Родился в Москве, закончил МВТУ.  

• Уехал в Лейпциг из-за проблем с легкими.  

• Учился в Мюнхенском университете, занимался философией и живописью.  

• Работал в Варшавском, Московском и Омском университетах.  

• Создал кафедру коллоидной химии в Иваново-Вознесенском университете.  

• Создал первый государственный НИИ коллоидной химии в Воронеже.  

• Основал первую лабораторию коллоидной химии в Киеве.  

• Основал коллоидный журнал, который до сих пор издается.  

• Первый американец, получивший Нобелевскую премию по химии.  

• Стажировался в Европе, работал в компании General Electric.  

• Исследовал поверхностные слои и создал прортутный вакуумный насос.  

• Разработал теоретические вопросы коллоидной химии и пленки Ленгмюра-Блоджетт.  

• Коллоидная наука интегрирует множество наук.  

• Включает математику, ботанику, медицину, биологию, физику и химию.  

• Поверхностная энергия связана с изменением энергии Гиббса.  

• Существуют три типа классификации: по агрегатному состоянию, межфазному взаимодействию и структуре.  

• Грунты песчаные больше 50 микрон неудобны для лежания.  

• Полеватые грунты прилипают к телу и образуют клубы пыли.  

• Седиментация используется для определения скорости оседания частиц.  

• Эритроциты крови могут менять форму для прохождения через узкие капилляры.  

• Кишечная палочка и вирус гриппа имеют размеры, затрудняющие их уничтожение.  

• Вирусы, такие как грипп, легко передаются и не седиментируют.  

• Методы борьбы с вирусами включают вычисление заряда на вирусе и блокировку этого заряда.  

• Золи золота имеют разные размеры частиц, что влияет на их устойчивость.  

• Николай Петрович Песков стремился стабилизировать золи.  

• Основная задача коллоидной химии — создание материалов с заданными свойствами и управление процессами.  

• Муть в природных водах имеет размеры 10-100 нанометров, что делает её невидимой.  

• Дым от дров и дизелей имеет разные размеры частиц.  

• Черный дым содержит частицы размером более 40 нанометров.  

• Вирус ящера имеет размер 10 нанометров, что затрудняет борьбу с ним.  

• Коллоидные системы включают газ в газе, газ в жидкости, твердые в газе и другие.  

• Аэрозоли, такие как сигаретный дым, опасны для здоровья.  

• В шахтах и на мелькомбинатах используют воду и поверхностно-активные вещества для седиментации частиц.  

• Дисперсная фаза — это то, что находится в дисперсионной среде.  

• Примеры: твердые в жидком — золи, суспензии; жидкое в жидком — эмульсии; газ в жидкости — газовые эмульсии.  

• Твердые в твердом включают минералы, сплавы и строительные материалы.  

• Ксерогели образуются при выпаривании жидкости из золей.  

• Золь-гель технологии включают переход от золя к ксерогелю и далее к керамике.  

• Эти технологии становятся все более важными и дорогими.  

• Дисперсные системы делятся на свободно-дисперсные и связанные.  

• Свободно-дисперсные системы включают суспензии, эмульсии и аэрозоли.  

• Связанные дисперсные системы включают гели, студни, пены и мембраны.  

• Поверхностные явления обусловлены особыми свойствами поверхностных слоев жидкостей и твердых тел.  

• Избыточная энергия на границе раздела фаз приводит к улетучиванию молекул с поверхности.  

• Поверхностные явления делятся на самопроизвольные и требующие затраты энергии.  

• Самопроизвольные поверхностные явления протекают в гетерогенных системах с развитой поверхностью раздела фаз.  

• Они происходят без затраты энергии, в отличие от требующих затраты энергии.  

• Уменьшение поверхностной энергии системы может привести к значительным изменениям.  

• При особых условиях увеличение поверхностной энергии системы связано с уменьшением общей поверхности.  

• Это требует затраты энергии для образования новой поверхности.  

• Примеры: резка колбасы, использование воды для резки бумаги.  

• Принцип минимума поверхностной энергии объясняет огранку кристаллов.  

• Грани кристаллов растут с разной скоростью в зависимости от их поверхностной энергии.  

• Коагуляция и пептизация происходят с изменением энтропии системы.  

• Адгезия понижает свободную поверхностную энергию твердого тела.  

• Электроповерхностные явления включают двойной электрический слой и межфазный скачок потенциала.  

• Эти явления используются в технологиях, природе и медицине.  

• Растекание жидкости по поверхности важно для технологий сбора разливов нефти.  

• Глазурь на глиняных изделиях улучшает их внешний вид, но ухудшает их термостойкость.  

• Глина без глазури лучше сохраняет тепло, что использовалось в древности для хранения воды.  

• Гетерогенность вещества важна для понимания его дисперсного состояния.  

• Микрогетерогенность означает наличие множества различных фаз.  

• Изменение общей поверхности связано с изменением поверхностной энергии системы.  

• Дисперсное состояние вещества связано с уменьшением общей поверхности.  

• Пример: спекание порошка в изделие, что увеличивает прочность.  

• Капиллярное явление и газовые пузырьки.  

• Дисперсия имеет большую поверхность.  

• Вода в тумане должна конденсироваться или выпадать в виде фазы.  

• Рекристаллизация: укрупнение зерен в поликристаллических материалах.  

• Укрупнение зерен снимает напряжение на границах.  

• Изотермическая перегонка: увеличение объема крупных капель за счет мелких.  

• Пример с Борисом Березовским и его финансовыми махинациями.  

• Образование устойчивых коллоидных систем при увеличении поверхности энергии.  

• Леофильные и леофобные системы.  

• Энтропия возрастает при увеличении движения частиц.  

• Критические эмульсии, микроэмульсии и жидкие кристаллы.  

• Пример из Талмуда о правилах поведения в пятницу.  

• Энтропия и контакты в повседневной жизни.  

• Фазовые переходы первого и второго рода.  

• Изменение структуры воды при обработке низкой частотой.  

• Теория ДЛФО и её влияние на структуру воды.  

• Эффект Ребиндера: понижение прочности.  

• Эффект Ефа: повышение прочности в присутствии жидкой фазы.  

• Механохимия и активация атомов в поверхностном слое.  

• Производство цемента и активация частиц.  

• Пример с конусом из свежеприготовленного цемента.  

• Избыточная энергия частиц и их сцепление.