Химические системы

 

 

12

В зависимости от линейных размеров дисперсионной фазы образуются гомогенные и гетерогенные дисперсные системы. Гомогенные дисперсные системы  обычно называются растворами. Они  могут быть твердыми, жидкими 

или газовыми. В растворах линейные размеры дисперсной фазы не превышают 1 нм. Гетерогенные дисперсные системы разделяются на коллоидные системы

 (линейный размер частиц более 100 нм). В зависимости от агрегатного состояния дисперсной среды различают твердые (сплавы); жидкие (пены, эмульсии, суспензии); газовые (туманы, дымы, аэрозоли, газовые смеси) дисперсные системы. В этих системах возможны два или более видов фазовых границ, а также два или более видов химических связей. В сплавах между фазами образуются граничные слои с переменной электронной плотностью. При образовании сплавов в основном принимают участие металлические связи, вместе с тем образование ионных и ковалентных связей также возможно.Когда возникают пены, во взаимодействии участвуют газы и жидкие компоненты. В граничном слое обычно присутствует растворенный газ в соответствующей жидкости. Здесь главные химические связи ковалентные. Эмульсии содержат две или более жидких фаз, а суспензии имеют твердые и жидкие фазы (в суспензиях твердая фаза распределяется в жидкой среде).Дымы являются дисперсными системами, в которых твердые частицы распределяются в газовой среде. В то же время в туманах частицы жидкой фазы распределяются в газовых смесях.Во всех этих случаях присутствуют различные химические связи и взаимодействия, а также для соответствующих дисперсных систем наблюдается особенное распределение электронной плотности.Известно, что молекулы химических веществ могут быть представлены в виде карт электронной плотности. При сложении такого описания целесообразно представлять химические системы в виде карт изменений плотности (или других свойств) для реальных фаз с учетом данных для межфазных слоев. Например, для суспензии, в которой распределены частицы практически одного размера и одной формы, имеющие на поверхности активные центры, взаимодействующие с дисперсионной средой, можно представить изменения плотности в одном направлении в виде диаграммы.Поверхностный слой, образующийся на границе «суспензия - воздушная среда», обычно имеет большую, чем дисперсионная среда, плотность, поскольку химические частицы поверхностного слоя находятся

13

под влиянием поля частиц во внутренних слоях дисперсионной среды и дисперсионной фазы. При этом не учитываются флуктуации плотности в дисперсионной среде и дисперсионной фазе. Для представления образования

и свойств дисперсных систем являются важными такие понятия, как адсорбция, хемосорбция, адгезия, когезия, коагуляция, золь, гель, лиофобность, лиофильность.

Адсорбция - процесс увеличения концентрации химического соединения на межфазной поверхности по отношению  к концентрации этого вещества в  объеме.

Хемосорбция - адсорбция, сопровождающаяся химическими реакциями.

Процессы хемосорбции  зачастую связываются (сопровождаются) процессами адгезии.

Адгезия - связывание различных  жидких и твердых фаз на их границе.

Когезия - связывание (образование связей) между химическими частицами в гомогенной фазе.

Т.о., адгезия и когезия - противоположные процессы. Благодаря адгезии твердые тела могут быть изотропными и не разрушаться на отдельные фазы. Однако при определенных условиях возможны фазовые распределения или взаимодействия частиц дисперсной фазы между собой. Для коллоидных систем возможна коагуляция.

Коагуляция - слипание вместе частиц дисперсной фазы в коллоидных системах.При коагуляции в жидкой дисперсной среде образуются гели.

Гели - желеподобные коллоидные системы с жидкой дисперсной средой.

Золи - обычно коллоидные растворы или коллоидные системы, включающие взаимодействующие между собой  дисперсную фазу и дисперсную среду.

Для характеристики способности  веществ к взаимодействию с жидкой средой применяют термины «лиофобность»  и «лиофильность».

 

 

14

Заключение

Химический эволюция гомогенный дисперсионный

Было бы, однако, неправильно  не учитывать той громадной исследовательской  работы, которая привела к утверждению  системного взгляда на химические знания. Уже с первых шагов химики на интуитивном  и эмпирическом уровне поняли, что  свойства простых веществ и химических соединений зависят от тех неизменных начал или носителей, которые  впоследствии стали называть элементами. Выявление и анализ этих элементов, раскрытие связи между ними и  свойствами веществ охватывает значительный период в истории химии, начиная  от гипотезы Роберта Бойля (1627-1691) и  кончая современными представлениями  о химических элементах как разновидностях изотопов, т.е. атомов, обладающих одинаковым зарядом ядра и отличающихся по массе.

Этот первый концептуальный уровень можно назвать исследованием  различных свойств веществ в  зависимости от их химического состава, определяемого их элементами. Химики, как и физики, искали ту первоначальную основу или элемент, с помощью  которых пытались объяснить свойства всех простых и сложных веществ.

Второй концептуальный уровень  познания свойств связан с исследованием  структуры, т. е способа взаимодействия элементов веществ. Эксперимент  и производственная практика убедительно  доказывали, что свойства полученных в результате химических реакций  веществ зависят не только от элементов, но и от взаимосвязи и взаимодействия элементов в процессе реакции. Именно поэтому в процессе познания и  использования химических явлений  необходимо было учитывать их структуру, т. е. характер взаимодействия составных  элементов вещества.

Третий уровень познания представляет собой исследование внутренних механизмов и условий протекания химических процессов, таких, как температура, давление, скорость протекания реакций  и некоторые другие. Все эти  факторы оказывают громадное  влияние на характер процессов и  объем получаемых веществ, что имеет  первостепенное значение для массового  производства.

 

15

Наконец, четвертый концептуальный уровень является дальнейшим развитием  предыдущего уровня, связанным с  более глубоким изучением природы  реагентов, участвующих в химических реакциях, а также применением  катализаторов, значительно ускоряющих скорость их протекания. На этом уровне мы встречаемся уже с простейшими  явлениями самоорганизации, изучаемыми синергетикой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

Список используемой литературы

1.  Грушевская Т.Г. , Садохин П.П. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие: Высшая школа., М.: 1998

2. Кодолов В.И., Грозина Л.А., В.Д. Кибенко Основы общей химии. - Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2010.

3 Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. - М., 2006.

4 Кузнецов В.И. Общая химия. Тенденция развития. М.: Высшая школа. - 2007.

5.  Мигдал А.Б. Квантовая физика для больших и маленьких. - М.: Наука, 1989.

6Никольский А.Б. Химия: учебник для ВУЗов. СПб: Химиздат.- 2001.

7Полине Л. Общая химия. - М.: Мир, 2004.