1. Ogólna charakterystyka termodynAM. i molekularna pow. TERMODYNAM. OPIS POW. Energetykę fizykochemii powierzchni opisujemy za pomocą równania, jeżeli skład układu powierzchniowego (adsorpcja, desorpcja) oraz wielkość powierzchni (kondensacja, dyspersja, rozdrabnianie) ulegają zmianie. dGi= μidni+ σdA G – entalpia swobodna, μi – potencjał chemiczny składnika i, ni – ilość składnika i (mol), σ – napięcie powierzchniowe, A – powierzchnia. MOLEKULARNY OPIS POWIERZCHNI Przykład: granica faz ciecz – gaz Nap. Pow. – PRZYCZYNA POWSTAWANIA: Źródłem nap. pow. jest niepełne skompensowanie sił kohezji między cząsteczkami - cząstki fazy objętościowej podlegają jednakowym siłom oddziaływania ze wszystkich stron, a w fazie powierzchniowej występuje asymetria sił oddziaływania, EFEKT: cząstki powierzchniowe silniej wciągane do wnętrza fazy objętościowej à występuje nap. pow. W ujęciu elektrostatyki molekularnej: orientacji cząsteczek na granicy faz i wciąganie ich do wnętrza fazy wynika z różnicy przenikalności elektrycznej graniczących ze sobą faz. Pole elektryczne wymusza taką orientacje cząstek wody na swobodnej powierzchni, aby zanurzyła się ona swoim najsilniejszym polem elektrycznym w ośrodku o większej przenikalności elektrycznej (względna przenikalność elektryczna wody: 78,3, a powietrza graniczącego z pow. swobodną wody ok. 1) 2. Ogólna charakterystyka oddziaływań międzycząsteczkowych. Oddział. międzycząst.: Siły van der Waals: oddziaływanie dipol – dipol – cząsteczki mające momenty dipolowe mogą przyjąć takie wzajemne położenie, że dodatni ładunek dipola jednej cząsteczki zbliży się do ujemnego ładunku dipola innej cząsteczki à przyciąganie cząsteczek. przyciąganie dipol-dipol indukowany – wynika z polaryzacji niepolarnej cząsteczki w polu elektrycznym cząsteczki dipolowej à przyciąganie cząsteczek. oddziaływanie dipol chwilowy – dipol indukowany – wywołane ciągłą zmianą rozkładu ładunku w cząsteczce/atomie, co powoduje powstawanie chwilowych momentów dipolowych, które mogą powodować przyciąganie innych cząsteczek zgodnie z mechanizmem dipol – dipol indukowany (w gazach szlachetnych) Kompleksy z przeniesieniem ład. – dwie cząsteczki wykazują słabe wzajemne przyciąganie (silniejsze niż siły van der Waalsa i słabsze niż wiązanie wodorowe), następuje przeniesienie ładunku z jednego układu do drugiego, co prowadzi do utworzeniu bardzo słabo wiążącego orbitalu cząsteczkowego, w którym niewielki udział orbitalu akceptora jest domieszany do funkcji falowej orbitalu donora. Wiąz. Wodor. - pomiędzy kowalentnie związanym AT. wodoru, a elektroujemnymi AT. sąsiedniej cząsteczki. Wiązanie takie można przedstawić następująco A-H.....B, przy czym odległości A-H i H-B są z reguły różne (wyjątkiem jest F-H-F). Wiązanie to powstaje gdy pierwiastkami A i B są: C, N, O, P, F, S,Cl, Se, Br, I. 4. CHARAKTER. JAKOŚCIOWA I ILOŚCIOWA DYSPERSYJNYCH ODDZIAŁYWAŃ MIĘDZYCZĄSTECZ. (SIŁY LONDONA) ♠Wyprowadzenie wzoru na oddziaływanie dyspersyjne opiera się na modelu traktującym atomy (cząsteczki) jak wirtualne oscylatory. ♠Energia potrzebna do wzbudzenia oscylatora ze stanu podstawowego wynosi: E = hv (h - stała Plancka) ♠Chwilowy moment dipolowy zależy od polaryzowalności atomu lub cząsteczki. Polaryzowalność wyraża zdolność przemieszczania się elektronów względem dodatnich jąder cząsteczki pod wpływem pola elektrycznego. ♠Polaryzowalność elektronową wyznacza się ze wzoru Lorentza, w którym współczynnik załamania światła (n) jest zależny od częstotliwości fali elektromagnetycznej. ♠Zależność od częstotliwości nazywamy dyspersją i dlatego siły te noszą nazwę sił dyspersyjnych lub sił Londona ♠Wg Londona energia oddziaływań dyspersyjnych dla izotropowych cząsteczek można wyliczyć ze wzoru: u(r)= (-3h/r6)( ϑ1ϑ2/ϑ1+ϑ2)( α1α2) ϑ1ϑ2- często tli. oscylatorów 1 i 2 α1α2 - ich polaryzowalności 6. Defi. koloidu i klasyfikacja układów koloi.; Koloid to układ dyspersyjny o wyglądzie układu fizycznie jednorodnego najczęściej dwuskładnikowy, w którym cząstki jednej substancji (ośrodek rozpraszający) są rozproszone w innej (faza rozproszona). Faza rozproszona składa się z cząstek o wymiarach od 1 do 100nm. Kryteria klasyfikacji układów koloidów: A) Zróżnicowanie wielkości: Układ polidyspersyjny; Układ monodyspersyjny (izodyspersyjny) 2)Odmienne oddziaływania miedzy substancja rozdrobniona (lub rozproszona) i ośrodkiem rozpraszającym: K. fazowe; cząsteczkowe; Asocjacyjne 3)Powinowactwa wzajemnych cząstek fazy rozproszonej do cząstek ośrodka dyspersyjnego; K.liofilowy; liofobowy
3.POSŁUGUJĄC SIĘ ZDEFINIOWANYMI POJĘCIAMI TRWAŁEGO I INDUKOWANEGO DIPOLA ELEKTRYCZNEGO OPISZ ILOŚCIOWO I JAKOŚCIOWO ODDZIAŁYWANIA MIĘDZYCZĄSTECZKOWE TRWAŁY DIPOL ELEKTRYCZNY – TRWAŁY DIPOL ELEKTRYCZNY JAKOŚCIOWO 1)INDUKOWANY DIPOL ELEKTRYCZNY. Gdy układ różnoimiennych ładunków umieścimy w polu elektrycznym wystąpi rozsunięcie ładunków i zmiana ich położenia w obrębie cząsteczki. Pojawi się wówczas indukowany moment, niezależnie od tego, czy cząstka ma już trwały moment dipolowy, czy jest niepolarna. Zewnętrzne pole elektryczne polaryzujące cząsteczkę może pochodzić np. od Jonu lub dipola molekularnego. 2)ELEKTRYCZNY TRWAŁY MOMENT DIPOLOWY powstaje w wyniku nierównomiernego rozkładu ładunku elektrycznego w cząsteczce. Wiąże się to z elektroujemnością czyli zdolnością do przyciągania przez atom elektronów od innych atomów sąsiadujących, a której miarą jest potencjał jonizacji. 3)Dipol elektryczny ma określony kierunek i zwrot, dlatego pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego ulega orientacji. 4)Zew. pole elektr. może pochodzić od dipola innej polarnej cząsteczki znajdującej się w odległości r. 5)Ponieważ dipol elektryczny jest związany z cząsteczką, wiec cała cząsteczka ulega polaryzacji elektrycznej i orientacji w polu elektrycznym. Jest to zjawisko polaryzacji orientacyjnej lub dipolowej. ILOŚCIOWY 1)Wzór na en. oddziaływania między dipolami trwałymi przybiera rożne formy w zależności od wzajemnej orientacji dipoli. 2)Dipole mogą być zorientowana równolegle, antyrównolegle lub przyjmować dowolną orientację. Ką...
maciusq