Kolloidika

Gibbs egyenlet

A felületi feszültség koncentráció függését írja le. A felületaktív anyagok molekulái a határfelületi fázisban feldúsulnak (vagyis koncentrációjuk nagyobb a határfelületi fázisban mint a tömbfázisban). Az oldott anyag felületi többlet koncentrációja. a határfelületi réteg anyagtöbblete a tömbfázisban lévő, azonos vastagságú réteg anyagtartalmához képest.

Aeroszol

Aeroszolok: a diszpergált csepp vagy szilárd anyag mérete szubmikroszkópos mérettartományba sorolható Előállíthatóak: - diszpergálással (pl. ultrahanggal a ködök, szárazőrléssel a füstök, porok) - kondenzációval (pl. füstök, ködök) Megszüntethetőek: mechanikai leválasztókban (pl. porkamra, ciklon) nedves mosás szűrőberendezésekben

Elektrokinetikai jelenségek

Azon jelenségek, amelyek esetében elektromos erőtérben mozgás (pl. folyadékáramlás, részecskemozgás) lép fel vagy ilyen mozgás hatására potenciálkülönbség keletkezik 4 fontosabb ilyen jelenséget különböztetünk meg: -elektroozmózis -elektroforézis -áramlási potenciál -ülepedési potenciál

HLB érték

Az emulgeátor HLB értéke a molekulán belüli hidrofil és hidrofób részek arányát fejezi ki. HIDROFIL-LIPOFIL-BALANCE Értéke 0 és 20 közé esik.

DLVO elmélet

Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek A vonzási (VA) és a taszítási potenciál változását (VR) képes modellezni a részecskék közötti távolság (H) függvényében. Vonzási és taszítási potenciál is meghatározható. Ahogy távolodnak, ezen az erők egyre kisebbek lesznek. Ha vesszük a kettő eredőjét -> lila görbe (ÁT A TENGELYEN MAJD VISSZA ALÁ)

Differenciális adszorpciós hő

Differenciális adszorpciós hő ( Q diff ) 1 mol adsz. mennyiségre vonatkoztatva, az a hőmennyiség, ami n^s adszorbeált gázt már tartalmazó adszorbens felületére további, végtelenül kis dn^s mennyiség adszorpciójakor szabadul fel. NEM TISZTA FELÜLETÜNK VAN ÉS ARRA GÁZMOLEKULÁKAT PAKOLUNK.

Antonov szabály

Vagyis az olaj-víz határfelületi feszültség egyenlő lesz a olaj és a víz külön-külön vett levegővel szembeni felületi feszültségeinek különbségének abszolút értékével.

Határfelület

Két homogén (tömb)fázis közötti véges vastagságú térbeni réteg, amelyen belül a fizikai és kémiai sajátságok változnak.

Viszkozitás

a folyadékok belső súrlódása, amely áramlási sajátságaikat alapvetően meghatározza

Szakadási szög

alfa minél nagyobb, annál jobban tapadnak a részecskék (adhéziós erő)

Stern model

specifikus adszorpció figyelembe vétele: ez a legösszetettebb model

ekvivalens adszorpció/ ionadszorpció

ekvivalens adszorpció/ ionadszorpció : az elektrolit ionok (+ vagy töltésű) egyenlő mértékben adszorbeálódnak az adott felületen

ülepedési potenciál

elektroforézis fordítottja: részecskemozgás (ülepedés) közben az ülepedő oszlop két különböző magasságban lévő pontja között potenciálkülönbség mérhető

elektroforézis

elektromos erőtérben részecskevándorlás indul meg az egyik pólus felé

áramlási potenciál

elektroozmózis fordítottja: ha kapillárison át folyadékot áramoltatunk akkor a rendszer két pontja között potenciálkülönbség lép fel

Polimerizációfok

hány db monomerből áll a polimer

Határfelületi feszültség

jele: gamma(alfaß) ahol alfa az egyik folyadékot, ß a másikat jelöli pl.: gamma(ov) olaj és víz határfelületi feszültségét jelöli mértékegység: mJ/m^2 vagy mN/m

Laplace egyenlet

jobb szélén lévő 3 egyenlet is kell! (levezetés nem)

Elektroozmózis

kapillárisban folyadékáramlás lép fel elektromos potenciálesés hatására

Adhézió

különböző felületek (makro és mikrofelületek ) egymáshoz való tapadásának mértéke

Diszperz rendszer

minden olyan rendszer, amelyben egyik fázis a másikban (vagy egyik komponens a másikban) szétoszlatott állapotban van, és a diszpergált anyag kolloid vagy annál durvább dinamikailag önálló egységeket képez.

Polimer

minőségileg új tulajdonságok, amelyek a nagy molekulatömeggel függenek össze (pl. rugalmasság) NEM EGYENLŐ A MŰANYAGGAL

Makromolekulák

nagyméretű („óriás") molekulák, melyek relatív molekulatömege néhány tízezer és néhány millió között változik. Természetes makromolekulák: pl. kaucsuk, fehérjék, DNS, stb. Szintetikus makromolekulák: pl. polimerek Makromolekulás oldatok = kolloid rendszerek

nemekvivalens adszorpció

nemekvivalens adszorpció : az egyik ion nagyobb mértékben adszorbeálódik, mint a másik a megkötődő ionfajtával azonos töltésűnek kell a felületről az oldatba menni

Young-egyenlet

A szilárd/folyadéknál ez, míg foly/foly határfelületi feszültségnél Neumann!

Gázdiszperzió

(G/L)

Emulziók

(L/L) Azok a diszperz rendszerek, amelyekben mind a diszpergált közeg, mind a diszpergált anyag az adott hőmérsékleten folyadék halmazállapotú. Elóállítás -Diszpergálás -kondenzálás

Szuszpenziók

(S/L)

Kopolimer

(biner, terner, stb.) Többfajta (minimum 2fajta) monomeregység ismétlődik.

Freundlich izoterma

(grafikonja rajta van egy korábbi kártyán)

Helmholtz model

1. HELMHOLTZ MODEL: az elektromos kettősréteget egyszerű síkkondenzátorként fogta fel , innen az elnevezések

Szolubilizáció

A asszociációs kolloidokra jellemző, hogy vízben nem vagy rosszul oldódó vegyületeket képesek átlátszó (transzparens) kolloid oldatban tartani azáltal, hogy a rosszul oldódó anyagok molekulái a micellák apoláris részében dúsulnak fel. Önként végbemenő folyamat: termodinamikailag stabil kolloid rendszer keletkezik. (pl.: micella belsejébe gyógyszermolekulát)

kapilláris kondenzáció

A pórusok adszorpció során megtelnek folyadékkal. (kapilláris kondenzáció) Ugyanazon a nyomáson nem fog róla megtörténni a deszorpció. Jóval alacsonyabb gőznyomás esetén történik a deszorpció, mint történt az adszorpció és kondenzáció. A felületen lévők könnyebben deszorbeálódnak, míg a belül lévők nehezebben.

vonzási (VA) potenciál

A részecskék közötti távolságtól (H) és az anyagi minőségtől függ.

Stokes-féle összefüggés

Adott idő alatt mekkora távolságot tesz meg egy 1-20 mikrométer nagyságú részecske. ró(0) = folyadék sűrűsége ró = részecske sűrűsége nű = viszkozitás

Smoluchowski összefüggés

Adott idő alatt mennyi részecske ütközik egymással. Ha gyors a koagulálás, akkor minden részecskeütközés aktív, ha lassú, akkor csak egy bizonyos hányaduk.

Traube szabály (traubi szóda xD)

Amfipatikus molekulák homológ során belül, a hosszabb alkilláncú molekulák (3-4-szer) jobban képesek csökkenteni a felületi feszültséget.

adszorpciós hiszterézis

Az adszorbeált mennyiséget többnyire a gáznyomás növelésével határozzuk meg. Az adsz. egyensúlyi állapotokat fordított irányban is meghatározhatjuk, azaz a gáznyomás fokozatos csökkentésével meghatározzuk a deszorbeált mennyiséget. A IV. és V. típusú izotermák esetén előfordulhat, hogy a deszorpciós ág az adszorpciós ág felett fut, a deszorpciós izoterma nem egyszerű megfordítása az adszorpciós görbének. Ezt a jelenséget nevezzük adszorpciós hiszterézisnek . p csökkre: felső görbe: deszorpció p növre: alsó görbe: adszorpció

Gurvics-szabály

Az adszorpció lehetősége és mértéke annál kisebb, minél nagyobb az adszorbens nedvesedési hője az oldószerben

Adszorpciós hő (Q)

Az adszorpció mindig exoterm folyamat, a kísérő hőeffektus az adszorpciós hő. Értéke általában nem nagy, így közvetlen mérése csak MIKROKALORIMETRIÁVAL lehetséges. mértékegysége: kJ/mol

Asszociációs kolloidok (felületaktív anyag/tenzid oldatok)

Az asszociációs kolloidok az amfifil molekulák spontán asszociációja révén kialakuló részecskék. (A részecske önálló kinetikai egységet alkotó molekulahalmaz.)

Izotermák

Az állapotegyenlet kísérleti meghatározásakor a hőmérséklet rögzítése mellett határozzuk meg a többi mennyiséget, azaz adszorpciós izotermát veszünk fel (az adszorbeált mennyiséget mérjük az egyensúlyi gáznyomás függvényében)

BET izoterma

Brunauer István -Emmett-Teller Ede ( -> magyar vonatkozás) MULTIMOLEKULÁS ADSZORPCIÓ, VAGYIS TÖBB RÉTEG KÖTŐDIK MEG A FELÜLETEN

Gázok fizikai adszorpciója szilárd felületen, alapfogalmak ismertetése.

ERRŐL MINDEN KELL

Felületi feszültség = felületi szabadenergia (munka)

Egységnyi felület létrehozásához szükséges izoterm reverzibilis munka. A kengyelt "F" erővel, "s" hosszúságon elmozdítva a végzett munka (izoterm reverzibilis) W = F*s = 2*L*gamma*s

Emulgeátor

FELADATA A STABILIZÁLÁS A két folyadék közötti határfelületi feszültség csökkentése, emulgeálás munkájának csökkentése a feladatuk. Csoportosításuk: - kismolekulájú aszimmetrikusan poláris, felületaktív anyagok (tenzidek) pl.: foszfolipidek, koleszterin, lecitin -makromolekulák pl.: fehérjék, alginát, pektin -kettős nedvesedésű szilárd őrlemények

Gyors és lassú koagulálás

Gyors koagulálás: minden részecskeütközés aktív, koagulálás bekövetkezik Lassú koagulálás: a részecskeütközéseknek csak egy bizonyos hányada eredményes

Gázdiszperziók

Gázdiszperziók: olyan durva diszperz rendszerek, amikor folyékony közegben légnemű (gáz) anyag van diszpergálva . Ha a gázbuborékok mérete szubmikroszkópos , akkor gázlioszolról beszélünk. A habok esetén a gázbuborékok akkorák, hogy őket egymástól vékony hártya választja el.

Integrális adszorpciós hő

Integrális adszorpciós hő ( Q int) 1 mol adsz. mennyiségre vonatkoztatva, az az átlagos hőmennyiség, amely n^s mennyiségű gáz borítatlan, tiszta felületű adszorbensre történő adszorpciójakor szabadul fel. QDIFF-EK LÉPÉSENKÉNTI ÖSSZEGE

Langmuir izoterma

Kritikus hőmérséklet felett (gáz állapotban) az izotermák alakja mindig Langmuir típusú: kis nyomáson közel lineáris, majd az x tengellyel párhuzamos szakaszba hajlik át (telítés). HÁTRÁNYA, HOGY CSAK MONOMOLEKULÁS BORÍTOTTSÁGIG íRJA LE AZ ADSZORPCIÓT! Alakja: origóból indul, egy kis szakaszon lineáris majd telítésbe hajlik egyenletben: b = k1/k2 az adszorpció egyensúlyára jellemző két állandó nsm = valós adszorbeált anyagmenny. a monomolek. borítottság esetén p = nyomás

Peptizáció és flokkulálás

Koagulálás folyamata a dezaggregálás (halmazok felbontása), de ha kolloid rendszer (pl. szol) képződik a dezaggregáció során akkor a folyamatot peptizációnak nevezzük. Ha az aggregáció során laza, pelyhes csapadék képződik akkor a folyamatot flokkulálásnak nevezzük. (képen felső nyíl ODAfelé koagulálás, VISSZAfelé dezaggregálás)

Kolloid rendszerek definíciója Buzágh szerint

Kolloid rendszer minden olyan anyagi rendszer, mely szubmikroszkópos diszkontinuitásokat tartalmaz.

Kolloid rendszerek definíciója Ostwald szerint

Kolloid részecskék azok a részecskék, melyek az 1-500 nm mérettartományba esnek. (elektronmikroszkóppal látható)

Eötvös törvénye

Leírja hogyan változik a felületi feszültség a hőmérséklet függvényében. Tiszta folyadékok felületi feszültsége KÖZEL LINEÁRISAN csökken a T növekedésével a kritikus T-ig (Tc), ahol a felületi feszültség nullára csökken. -> eltűnik a határfelület! ( A kritikus T-n megszűnik a folyadék és annak gőze közötti határfázis. ) gamma = k * (Tc-T) gamma: felületi feszültség Tc: kritikus hőmérséklet T: aktuális hőmérséklet k: arányossági tényező + kép!

Liotróp sor

Liotróp sor : azonos értékűség mellett az ion sugara dönti el a sorrendet; minél nagyobb az ionsugár annál jobban adszorbeálódik

Aerodiszperz rendszerek ( füst, köd )

Légnemű közegben folyadékcseppek (köd ), illetve szilárd részecskék (füst , szálló por) vannak diszpergálva. KÖD: (L/G) FÜST: (S/G)

Weimarn-szabály

MAXIMUM GÖRBE SZERINT VÁLTOZIK NEM NULLÁTÓL HÚZZUK BE (egyenlet nem kell)

Lundelius-szabály

Minél jobban oldódik valamely anyag egy oldószerben annál rosszabbul adszorbeálódik belőle.

Hardy-Harkins elv

Más néven a legfolytonosabb átmenet vagy a polaritások kiegyenlítődésének az elve. IRÁNYÍTOTT ELHELYEZKEDÉS Aszimmetrikusan poláris molekulák úgy rendeződnek a határfelületen, hogy a legkisebb legyen a felületi szabadenergia (=feszültség). A felületi szabadenergia minimuma a legfolytonosabb átmenet, vagyis olyan elrendeződés esetén érhető el, amelyben a molekula poláris csoportja a poláris fázis, apoláris csoportja pedig az apoláris fázis felé orientálódik. (ha le kell víz-levegő határfelületen rajzolni, akkor a nyakánál vágjuk el a kis spermát xD)

Felületi feszültség = felületi szabadenergia (erő)

[γ]= mN/m= mJ/m2 Def.: a felület egységnyi hosszúságú vonalán, arra merőlegesen ható összehúzó erő Az egyensúlyt létesítő, a hártya síkjában L-re merőlegesen ható F erő, a hártya L hosszúságával arányos F = 2*L*gamma

Oligomer

a monomeregységek száma kicsi ( <20-50: dimer, trimer, stb.)

Gouy-Chapman model

diffúz kettősréteg elmélet: ez már valóságosabb, mint a Helmholtz modell, mert az ionok diffúzióját is figyelembe veszi Fontos: EXPONENCIÁLISAN CSÖKKENŐ

fölöződés, koaleszcencia, koagulálás

fölöződés: emulgeált cseppek a tömbfázisból a határfelületre gyűlnek, de nem folynak össze koagulálás: az egyes primer részecskék egymással találkoznak, ütköznek és kisebb nagyobb részecskecsoportokat koagulátumokat , aggregátumokat) Az emulgeált cseppek halmazokba, aggregátumokba rendeződnek, de nem folynak össze. koaleszcencia: ekkor összefolynak nagyobb cseppekké

Neumann szabály

gamma0 = olaj levegő közötti felületi feszültség téta1 = határfelülettel bezárt szög sárga paca = olajcsepp gamma ov = olaj/víz határfelületi feszültség gamma v = víz levegő közötti felületi feszültség Az egyenletben az ellentartó erők szerepelnek. "Balra" húz: gamma víz "Jobbra" húz: olajra + olaj/vízre vonatkozóak

Kuhn-féle gyökös törvény

h = makromolekula átlagos láncvégtávolsága M = mólsúly 1/2 helyett lehet "a"-t írni

értékűség szabálya

Értékűség szabály : minél nagyobb töltésű az ion annál jobban adszorbeálódik Na+ < Ca2+ < Al3+