FCM zkouška

Jak připravit homogenní disperzi?

- rozpuštění ve společném rozpouštědle, které se následně odpaří = samovolným rozpouštěním -dispergace -kondenzace-koagulace -složky se zkapalní POZN Otázka 1. Homogenní disperze (pravé roztoky, roztoky polymerů, micelární koloidy) • vznikají samovolným rozpouštěním disperzního podílu v disperzním prostředí ✴ jsou ve stavu termodynamické rovnováhy (stupeň disperzity se buď nemění nebo se mění jenom ustavením jiných stavových podmínek (T, p, c) - změna je vratná • agregátně stálé ✴ fázová separace jen při změně stavových podmínek a jsou reverzibilní - toto je podmíněno dostatečnou afinitou disperzního podílu k rozpoustědlu (lyofilní)

Flory-Foxova rovnice a otázky s théta ϴ.

Flory a Fox použili k výpočtu středního rozměru klubka mimo stav théta představu botnací rovnováhy. Tato rovnováha vyžaduje, aby rozdíl mezi chemickými potenciály rozpouštědla v doméně klubka a v okolním prostředí byl roven nule. Stav théta = stav kdy je 2. viriální koeficient = 0 • nepřevládají interakce polymer-polymer ani polymer-rozpouštědlo, klubko je neporušené • tohoto stavu lze dosáhnout změnou teploty nebo rozpouštědla Vliv kvality rozpouštědla: • vliv molárního objemu rozpouštědla • čím větší molekuly rozpouštědla, tím menší expanze ✴ polyme r expanduj e ví c e v monome rním rozpouštědle než v oligomerním nebo polymerním • klesá osmotická hnací síla • vliv interakčního parametru hore (nebo obr.) Vliv teploty: • souvisí s interakčním parametrem χ (nepřímá úměra) ✴ čím vyšší teplota, tím menší interakční parametr • pro 2 různé teploty nemusí být rozpouštědlo vždy ϴ, je jím pouze při teplotě ϴ Vliv molekulové hmotnosti polymeru: • souvisí se střední vzdáleností konců řetězce • ve stavu ϴ je střední vzdálenost konců řetězce úměrná 2. odmocnině molekulové hmotnosti ✴ u velmi dobrého rozpouštědla (α >> 1) je střední vzdálenost konců řetězce úměrná 0,6. mocnině Mw ✴ u špatného rozp. (pod teplotou ϴ, α < 1) je střední vzdálenost konců řetězce úměrná ∛Mw, vzniká globule Gaussovská distribuce: pouze pro stav, kdy žádné jiné typy energetického omezení, které by sebou mohly přinášet jiné typy interakcí, nebereme v úvahu → bereme v úvahu pouze stav théta (α = 1), konformaci ovlivňují pouze interakce krátkého dosahu (sousední segmenty) • neporušené rozměry = rozměry klubka, pro které toto platí, neporušené z hlediska interakcí dalekého dosahu (představa reálné podoby polymeru za konkrétních podmínek - stavu théta) • gyrační poloměr s = kvadr. průměr vzdáleností hm. bodů od těžiště (gyrace = setrvačnost), odpovídá vzdálenosti od osy rotace, v níž by musela být soustředěna veškerá hm. částice, aby měla stejný moment setrvačnosti jako skutečná částice • vzdálenost konců řetězce r = vektor, který spojuje počátek a konec řetězce, vzdálenost v jednoznačném vztahu, jak vypadají vektory jednotlivých vazeb • omezeně otáčivý řetězec = n počet vazeb v reálné molekule, l délka vazeb v reálné molekule, C∞ charakteristický poměr • plně natažený řetězec = všechny vazby v konformaci trans, svírají se sojnicí konců nataženého řetězce úhel ϴ/2 • ekvivalentní řetězec = volně skloubený řetězec, kterým nahradíme reálný řetězec tak, aby měly stejnou střední vzdálenost konců a stejnou obrysovou délku l (vzdálenost konců plně nataženého řetězce)

Rovnice Flory-Huggins a Flory-Fox - pro jaké koncentrace roztoku je tato rovnice použitelná.

Flory-Hugginsonova rovnice popisuje Gibbsovu energii míšení: delta Gm = RT * (n1*ln fí 1 + n2*ln fí2 + x (elektroneg) * n1*fí 2) Charakterizuje rozpouštění daného polymeru v rozpouštědle. Je použitelná pro koncentrované roztoky polymerů (omezená použitelnost pro zředěné roztoky polymerů). V rovnici vystupuje interakční parametr χ, který vyjadřuje energetické působení mezi molekulami. Kritériem rozpustnosti je kritická hodnota tohoto parametru χkrit = 0,5 - této kritické hodnoty nabývá systém při určité teplotě ϴ. Flory-Foxova rovnice popisuje expanzi (polymerního klubka za různých podmínek) a je použitelná pro zředěné roztoky (říká, kdy je systém ve stavu ϴ a kdy ne). Teplota se přímo v rovnici nevyskytuje, ale je schovaná v interakčním parametru. Stav théta ϴ je definovaný jako zvýhodněné interakce mezi rozpouštědlem a polymerem. K interakcím bude vždy docházet interakce, ale ani jedny nejsou preferovány (interaguje sám se sebou se stejnou energetickou výhodností jako s rozpouštědlem - na obrovský počet kontaktů nebude ani jedno převládat - oba dva typy interakce jsou stejně pravděpodobné). Stavu ϴ lze dosáhnout změnou teploty nebo změnou rozpouštědla.

Flory-Hugginsova rovnice - který z uvedených příspěvků převládne, když je ΔGM > 0? Která část rovnice hovoří o změně ΔS a která o změně ΔH? Co rovnice popisuje?

Gibbsova energie míšení je vyjádřena pomocí enthalpie a entropie míšení. ΔGM = ΔHM - T · ΔSM ΔGM = RT · (n1 · lnφ1 + n2 · lnφ2 + χ · n1 · φ2) Popisuje proces míšení polymeru s rozpouštědlem (i míšení polymeru s polymerem). (Také změnu Gibbsovy energie = ne/samovolnost, energetickou bilanci.) Enthalpické příspěvky ΔH převládnou! - výrazně vysoký kladný ΔH ... ΔHM = RT · χ · n1 · φ2 Entropické příspěvky ΔS ... ΔSM = -R · (n1 · lnφ1 + n2 · lnφ2) Když ΔGM > 0 vznikne heterogenní systém (omezeně mísitelné složky) - vznik 2 fází. ΔGM záporná - k míšení bude docházet ... samovolný děj ΔGM kladná - k míšení nebude docházet ... systém s omezenou mísitelností ΔGM = 0 - nebude k ničemu docházet

Proč, když stojíš na měsíci, tak vidíš něco jiného než na Zemi?

Na Zemi je atmosféra → modrou oblohu vidíme díky rozptylu světla (a večer červánky). Zatímco na Měsíci atmosféra není, tudíž není na čem roztylovat - nemůžeme vidět rozptýlené světlo a vidíme všude kolem jen "černo" → při pohledu z Měsíce na Zemi vidíme jen černo.

Jak připravit heterogenní disperzi:

Nelze samovolné rozpouštění. Jinak vše ano - dispergace, kondenzace, stabilizátor. POZN Otázka 2. Heterogenní disperze (soly, hrubé disperze) • připravují se násilným rozptýlením pevné nebo kapalné fáze v disperzním prostředí • kondenzačním způsobem • je to spojeno s kladnou dodatkovou Gibbsovou energií - nemají fázové rozhraní

Jaké síly působí na částici v odstředivém poli s malými otáčkami? Jaká bude výslednice sil při neměnném koncentračním profilu?

Odstředivá síla - úměrná hmotnosti částice a zrychlení; působí opačným svěrem než síla vztlaková a třecí. Vztlaková síla - úměrná hmotnosti solventu vytlačeného sedimentující částicí. Třecí (frikční) síla - vyvolaná pohybem částice solventu. S tím, jak látky sedimentují směrem ke dnu, se jejich koncentrace ve spodní části cely zvyšuje a proces difúze začíná působit proti sedimentaci. Po určité době se tyto 2 procesy vyrovnají a koncentrace rozpuštěné látky se dále v čase nemění. Výslednice sil bude nulová: Fsed + Fdif = 0 • při sedimentační rovnováze není hnací síla sedimentace tak velká na přebití sil tepelného pohybu (difuze), ale cca na stejné úrovni • síly se vyrovnají - částice se již nebudou pohybovat - v čase neměnné rozložení částic Difúze působí proti odstředivé síle. Při vhodných otáčkách může dojít k tomu, že v tom systému dojde k vytvoření jakéhosi časově neměnného koncentračního profilu těch částic, které už se dál v čase nemění. V tento moment, pokud se nám ten profil dál časem nemění, muselo dojít k tomu, že ty proti sobě působící síly se nám vyrovnaly.

Střevo se škrobem kolem roztok glukózy o stejné koncentraci. Jaký bude probíhat děj a co je jeho hnací silou? Jaká bude objemová změna při ději (celofán nepropouští!)? Odkud půjde voda?

Osmóza, hnací silou je rozdíl chemických potenciálů rozpouštědla v obou dvou fázích (rozdíl osmotických tlaků). Voda půjde ze střeva do roztoku. Hmotnostní koncentraci převedeme na látkové množství, tak látkové množství bude nižší ve škrobu než v roztoku glukózy. Osmotický tlak patří mezi koligativní vlastnosti závisí pouze na počtu rozpuštěných částic. Objemové změny?? - bude růst objem roztoku glukózy, entropie bude kladná (= proces entropicky výhodný).

V destilované H2O jsou 2 celofánová střívka, ve střívkách je stejné množství H2O. Do jednoho přídavek 1g polymeru do druhého 1g glukózy. Kde bude větší rovnovážný objem? O jaký jde jev? Co ho pohání?

Osmóza, hnací silou je rozdíl chemických potenciálů rozpouštědla v obou dvou fázích (rozdíl osmotických tlaků). Voda půjde do roztoku glukózy. Hmotnostní koncentrace jsou stejné. Hmotnostní koncentraci převedeme na látkové množství, tak látkové množství bude nižší ve škrobu než v roztoku glukózy. Osmotický tlak patří mezi koligativní vlastnosti závisí pouze na počtu rozpuštěných částic. • jak je velká tendence přechodu rozpouštědla přes semipermeabilní membránu do rovnováhy • koligativní vlastnosti roztoků jsou takové vlastnosti, které nezávisí na rozpuštěné látce, ale pouze na její koncentraci nebo přesněji na látkové koncentraci částic v roztoku ✴ jde tedy o takové vlastnosti, které nezávisí PŘ. na velikosti molekuly rozpuštěné látky, jejím náboji nebo tvaru

Polarizace - polarizované záření, kde kmitá a kde ne.

Polarizace = jev, při němž účinkem vnějšího el. pole dochází ke vzniku indukovaného el. dipólu v molekule. Vztáhnout k tomu, kde kmitá vektor intenzity el. pole - ten, co určuje, jak rozptyl bude vypadat. Polarizované - vektor intenzity el. pole kmitá v jednom směru (před tabuli a za tabuli). Jak se nám bude v rovině tabule rozptylovat záření? Do všech směrů stejně → v rovině kolmé směrem ke kmitu intenzity se nám rozptyluje Rayleigho záření do všech směrů stejně. Přesně ve směru kmitu vektoru intenzity el. pole se nám žádné záření nerozptyluje. Nejmenší intenzita rozptýleného světla bude pozorována přímo ve směru, ve kterém kmitá vektor intenzity el. pole.

V laboratoři máme polystyrenové částice 2 rozměrů (dvě suspenze s částicemi 1 μm a 2 μm). Namíchali jsme si stejné molární koncentrace/stejný celkový objem. Odhadněte, kolikrát je větší viskozita a kde + odvození.

STEJNÉ MOLÁRNÍ KONCENTRACE Einsteinův zákon, který nám říká, že závisí na objemovém zlomku částic. η = η0 (1 + 2,5 · φ) Větší objem budou zabírat větší částice - suspenze s většími částicemi budu mít větší viskozitu. φ (fí) = objem částic ku celkovému objemu • pro menší částice ... φ1 = n1 (celkový počet částic) · 4/3 πr(3)(objem 1 částice) • pro větší částice ... φ2 = n2 (celkový počet částic) · 4/3 πr(3) (objem 1 částice) • 8x větší viskozita u suspenze s částicemi 2 μm, když zanedbáme celkový počet částic STEJNÝ CELKOVÝ OBJEM Stejný celkový objem - stejný počet částic - stejná viskozita.

Popište hlavní rozdíl mezi volně skloubeným, volně otáčivým a omezeně otáčivým řetězcem.

VOLNĚ SKLOUBENÝ • model je nerealistický, protože nerespektuje existenci pevného valenčního úhlu ϴ mezi dvěma sousedními vazbami → vyhovuje pro idealizovaný stav, tepelný pohyb zde nehraje roli, články na sebe navazují v libovolném směru (= každý směr stejně pravděpodobný) • zvolíme-li za článek řetězce sled několika vazeb, je model volně skloubeného řetězce dobrým a užitečným popisem chování makromolekul za určitých fyzikálních podmínek VOLNĚ OTÁČIVÝ • v tomto modelu je článkem řetězce jediná vazba délky l a že vnitřní rotace probíhá při zachování pevného valenčního úhlu ϴ mezi vazbami • model volně skloubeného řetězce není reálný, protože neuvažuje vazebné úhly, ale jen jejich počet a velikost, zatímco volně otáčivý řetězec vazebné úhly uvažuje OMEZENĚ OTÁČIVÝ • popisován sledem mikrokonformací trans a gauche, uvažuje vliv teploty a energie (energeticky zvýhodněné mikrokonformace - čím menší E, tím pravděpodobnější), upřednostňuje lokální konformace (což je dáno PŘ. stérickými efekty) - třeba u butanu je nejvýhodnější trans, nejméně výhodná cis konformace Který bude nejkratší při sbalení? • teoreticky by to měl být ten volně skloubený, protože nemá fixně dané pevné valenční a vazebné úhly, takže bude více svinutý Který bude nejkratší při natáhnutí? • v důsledku fixních valenčních úhlů bude volně otáčivý řetězec méně svinutý (= natažený)

Zimmův diagram - princip experimentálního stanovení, princip vynešení dat, co můžeme zjistit.

Vyhodnocení rozptylu světla na středně velkých disperzních částicích. Připravení kalibrační řady disperze o různých koncentracích, které se následně pozorují pod různými úhly. Lineární regresí se proloží body představující měření různých koncentrací při stejném úhlu a také body odpovídající měření 1 roztoku o dané koncentraci při rozdílných úhlech. Spojí se řady, které odpovídají buď stejné koncentraci, nebo stejnému úhlu. Díky tomu, že máme toto vynesení, tak jsme schopni extrapolohovat na nulovou koncentraci a nulový úhel. Vzniknou 2 přímky, které poskytnou 3 informace: • spojení 2 přímek (směrnice přímky pro nulový úhel + osa y) → tam, kde se protnou je výraz 1/Mw → info o molekulové hmotnosti ✴Mw z úseku 1/Mw • směrnice přímky pro nulový úhel pozorování udává 2. viriální koeficient → info o interakci rozpouštědla (míra neideality systému, jestli převládají interakce s rozpouštědlem nebo polymeru se sebou) ✴ 2. viriální koeficient - ze směrnice čáry ϴ = 0° • směrnice přímky pro extrapolaci pro nulovou koncentraci → info o gyračním poloměru (vzhled/tvar látky - jak je smotáno klubko) ✴ gyrační poloměr - ze směrnice čáry pro w = 0

Rayleighova rovnice - jak se bude měnit intenzita s měnícím se počtem částic, vlnovou délkou a vzdáleností? Co rovnice popisuje?

Vztah pro intenzitu světla rozptýleného 1 částicí (molekulou).Rozptylující částice je mnohem menší než vlnová délka dopadajícího záření (a < λ/20), izometrická, elektricky nevodivá, její polarizovatelnost je ve všech směrech stejná. Když sledujeme rozptyl z 2x větší vzdálenosti, intenzita je 4x menší — I～r(2) • vzdálenost je nepřímo úměrná intenzitě ... čím větší vzdálenost, tím menší intenzita Když zmenšíme velikost částic na polovinu, intenzita je 64x menší — I～a(6) • velikost částic je přímo úměrná intenzitě ... čím menší velikost částic, tím menší intenzita Když zmenšíme vlnovou délku na polovinu, intenzita je 16x větší — I～λ(4) • vlnová délka je nepřímo úměrná intenzitě ... čím menší vlnová délka, tím větší intenzita Intenzita rozptýleného světla závisí na: • intenzitě dopadajícího záření I0 - čím větší intenzita toho dopadajícího záření, tím větší intenzita rozptýleného záření • vlnové délce λ - čím větší vlnová délka, tím menší intenzita rozptýleného záření • indexech lomu prostředí a částice (np, n0) - čím větší index lomu, tím více se bude rozptylovat záření ✴ čím větší rozdíl mezi indexem lomu částice a prostředí, tím větší polarizovatelnost • velikosti (polarizovatelnosti) částice α - čím větší částice, tím více je polarizovatelná ✴ částice s větším poloměrem (pokud je to koule) bude více rozptylovat světlo (nebo ji lze popsat objemem) • vzdálenosti pozorovatele r - záření se rozptyluje do čím dál větší kulové plochy, takže s rostoucí vzdáleností pozorovatele bude intenzita rozptýleného záření menší • úhlu pozorování θ - pokud bude θ = 0°, nebude docházet k rozptylu v ose z, ale v rovině xy do všech směrů stejně • počet částic Np - čím víc částic, tím větší intenzita ✴ to co se nám rozptýlí na jedné částici se nám stejně tak rozptýlí na všech ostatních a my ty jednotlivé příspěvky můžeme jednoduše sečíst Intenzita rozptýleného světla je úměrná 2. mocnině amplitudy elektrického pole Es • a je úměrná 2. mocnině polarizovatelnosti částice α ✴ intenzita bude tím větší, čím větší je 2. mocnina polarizovatelnosti • a je přímo úměrná 2. mocnině objemu částice Vp • a tedy 6. mocnině poloměru částice α ... -4. mocnině vlnové délky dopadajícího záření λ ... -2. mocnině vzdálenosti pozorovatele r ... a pozorovacím úhlům θ

Na čem závisí znaménko Gibbsovy energie míšení?

Výsledná rovnice (Flory-Hugginsova): delta Gm = RT * (n1*ln fí 1 + n2*ln fí2 + x (elektroneg) * n1*fí 2) • v závorce jsou prvé dva členy (pocházející z kombinatorické entropie) záporné; třetí člen (enthalpický) bývá kladný • znaménko změny Gibbsovy energie a také mísitelnost tedy závisí na tom, zda převládne vliv tepelného pohybu, reprezentovaný entropickým členem nebo vliv změny kohezní energie při vzniku směsných kontaktů ✴ velká kladná hodnota interakčního parametru χ může mít za následek omezenou mísitelnost nebo i nemísitelnost polymeru s rozpouštědlem Na tom, jestli převládne vliv změny kohezní energie • ΔHM - enthalpický člen - může být nulový, když energie kohezních sil polymer-polymer resp. rozpouštědlo-rozpouštědlo bude stejná jako polymer-rozpouštědlo → vypadne člen s interakčním parametrem anebo vliv tepelného pohybu • TΔSM - entropický člen - podporuje míšení Zvýšený entropický člen je hnací silou míšení, enthalpický jej znevýhodňuje.

Je přesycený roztok NaCl analytický?

není, protože se začíná vykrystalizovávat

Vlastnosti disperzí.

tabulka

Jak se bude chovat červená krvinka v destilované vodě; fyziologickém roztoku (0,15 M NaCl); 0,5 M NaCl a 0,5 M roztoku glukózy?

Červená krvinka má semipropustnou membránu, tudíž se u ní projevuje vliv osmolarity. V isotonickém prostředí (stejný osmotický tlak, jaký má obsah krevních buněk) jako je 0,15 M NaCl se krvince nestane nic, nadále zůstane ve stejném stavu. Při podstatném snížení osmolarity prostředí (hypotonické roztoky) červená krvinka bude nasávat vodu a praskne (hemolýza) - mezi tato prostředí se řadí destilovaná voda. Při podstatném zvýšení osmolarity prostředí (hypertonické roztoky) se bude z červené krvinky vysávat voda a dojde ke smršťování buněk - mezi tato prostředí se řadí 0,5 M NaCl a 0,5 M glukóza.

Proč je modrá obloha na Zemi a na Marsu jiná (černá/červená)?

Část slunečního světla neprochází atmosférou přímo na povrch Země, místo toho se ve vzduchu rozptyluje (odklání z přímého směru) na molekulách plynů a na dalších velmi malých částicích. Ze Slunce přichází světlo všech barev, ovšem míra rozptylu (Rayleighova) je u každé barvy jiná, protože závisí na vlnové délce → modré světlo se roztyluje nejvíce. Suchý povrch Marsu podléhá větrné erozi - povrchové horniny jsou většinou pokryty pískem a prachem, v němž se vyskytuje velké množství oxidu železitého načervenalé barvy. Velké množství jemných prachových zrn ve větru účinně rozptylují červenou barvu. Na Zemi je modrá barva oblohy důsledkem rozptylu světla na shlucích molekul dusíku a kyslíku do okolí (tzv. Rayleighův rozptyl), na Marsu je načervenalý odstín oblohy způsoben pohlcováním slunečního světla. Magnetit totiž pohlcuje ve větší míře fialové a modré světlo, zatímco červené světlo propouští bez výraznějších změn. Červená složka slunečního světla je po průchodu magnetitem rozptýlena na shlucích molekul CO2. Proto má marsovská obloha při pohledu z povrchu žlutavou až načervenalou barvu. závislost intenzity rozptýleného světla na 4. mocnině λ je velmi strmá → proto modrá složka světla (která má přibližně 2× menší λ než složka červená) je rozptylována s asi 15× větší intenzitou • při západu Slunce je dráha slunečního světla v zemské atmosféře mnohem delší, takže modré světlo se rozptylem odfiltruje a pozorujeme rozptyl červené složky • pokud se podíváme kamkoli jinam než přímo do Slunce, tak vidíme odražené a rozptýlené záření ✴ modrá se v atmosfére nejlépe rozptyluje (I ~ 1/λ4), tím se tedy sebere podíl modrého záření ✴ na Zemi nejvíce dopadá červená barva (vidíme Slunce žluté, v poledne bílé) a když se podíváme bokem, vidíme rozptýlené modré světlo (obloha) atmosféra na Marsu je řídká = daleko méně zdrojů rozptýleného světla → prakticky nevidíme rozptýlené záření • poledne: modré záření se bude do všech směrů s určitou intenzitou rozptylovat vlivem atmosféry nejvíce, bude nejvíce ztlumeno směrem k pozorovateli ✴ červené záření se bude nejméne rozptylovat → pozorovatel, ať už se podívá do jakéhokoli směru, tak uvidí rozptýlené záření modré složky viditelného světla, která je nejintenzivnější • večer: paprsky Slunce budou podstupovat daleko delší dráhu atmosférou k pozorovateli ✴ modré složky, které se nejintenzivněji rozptylují, tak se prakticky všechny rozptýlí už ve svrchních vrstvách atmosféry (modrou složku nevidíme ani v přímém směru při pohledu na Slunce, ani výrazně v rozpt. záření) ✴ ve spodních vrstvách atmosféry, kde večer rozptýlené záření pozorujeme, bude červená složka viditelného záření nejintenzivnější • proč vidíme slunce žluté: při nejvyšší intenzitě bude modrá složka viditelného světla zeslabena pouze částečně a úbytek modré složky vždy souvisí se zabarvením do žluta ✴ když je intenzita slunečního záření nižší, tak je Slunce žlutější - v poledne nejvyšší, slunce se jeví bíle

Proč má PE větší předpoklady ke krystalizaci než PMMA nebo polystyren?

• PE je pravidelný řetězec a nemá žádné substituenty • boční substituenty u PMMA a PS brání přiléhání úseků makromolekul stejného chemického a prostorového uspořádání k sobě → nepravidelný ataktický řetězec nemůže vstoupit do periodické krystalické mřížky

✇ Sedimentace v gravitačním a odstředivém poli - jaké síly působí pro a proti, částice mají konstantní rychlost sedimentace - jaké převažují síly?

• gravitační X vztlaková, frikční • odstředivé (závislé na úhlové rychlosti, vzdálenost od osy rotace) X vztlaková, frikční • nepřevažují žádné - jsou v rovnováze

Jmenujte 2 veličiny (parametry), kterými lze charakterizovat střední rozměr makromolekulárního klubka, a vysvětlete, co představují.

• gyrační poloměr s - kvadratický průměr vzdáleností všech bodů molekuly od jejího těžiště - veličina související se setrvačností • vzdálenost konců řetězce r - vektor spojující začátek a konec řetězce, roven součtu dílčích vektorů jednotlivých vazeb (veličina použitelná pouze pro lineární řetězce)

Jaké síly budou při kratší vzdálenosti, než je rovnováha:

• jestli jsou 2 částice blíž než v rovnovážné poloze - výsledná působící síla mezi částicemi je odpudivá

Čím je dána ohebnost a tvar u ohebných makromolekul? + příklad ohebné makromolekuly

• lineární a málo větvené molekuly mohou vlivem vnitřního tepelného pohybu nebo vnějších sil měnit svůj tvar, pak je označujeme jako ohebné • (v roztoku a čistém amorfním polymeru) uplatňují se vnitřní rotace kolem vazeb hlavního řetězce, kterou omezují dvojné nebo π vazby ✴ kolem jednoduché vazby bude rotace nejsnažší (energeticky nejméně náročná) ✴ hlavní řetězec tím pádem není natažen ale svinut • dále se uplatňuje vliv tepelného pohybu • PŘ. řetězce z jednoduše spojených monomerních jednotek - lineární řetězec, jednoduché vazby (PE, PVC)

Polyethylenový řetězec, na kterém je buď -OH (PVA = polyvinylalkohol) nebo -COOH. Který bude více natažený? Co se stane po přidání soli?

• liší se disociací - disociovat bude skupina -COOH - chová se jako polyelektrolyt, kdežto PVA se chová jako nenabitý analog polymeru • nabitý (schopný disociace) polymer se skupinou -COOH bude více natažený - podél řetězce souhlasné náboje, které se odpuzují • po přidání soli se zvýší iontová síla, která odstíní vliv elektrostatických interakcí (vliv odpudivé síly mezi souhlasnými náboji) - řetězec již nebude tolik natažený ✴ polyelektrolyt se začíná chovat jako nenabitý analog ✴ chová se podle Flory-Foxovy rovnice - záleží jestli bude ve stavu ϴ nebo nad/pod teplotou ϴ

Volně skloubený, omezeně otáčivý a volně otáčivý model. Poznat + který model bude předpokládat, že klubko je nejvíce smotané (nejméně natažené)?

• nejvíce smotaný by měl být volně skloubený model (fixní úhly) • volně skloubený > volně otáčivý > omezeně otáčivý

Frikční koeficient kulových částic v disperzi:

• udává sílu, kterou působí disperzní prostředí na disperzní částice při jednotkové rychlosti • je přímo úměrný 1. mocnině • roste přímo úměrně s poloměrem (průměrem) a viskozitou (čím větší průměr, viskozita tím větší f) • neroste s povrchem a objemem (jiné mocniny) • 1. mocnina středního posuvu je přímo úměrná odmocnině času Závislost frikčního koeficientu, zakroužkovat správné odpovědi (roste/klesá s průměrem, obsahem, objemem, viskozitou) ✓ čím větší průměr, viskozita tím větší f ✓ čím větší vzdálenost konců řetězce, tím větší f ✓ přímo úměrný tepelnému pohybu (teplotě) ✓ nepřímo úměrný difúznímu koeficientu

Který typ řetězce dvou vázaných (konformace cis/trans) uhlíků bude za určitých podmínek nejvýhodnější?

• volně skloubený

Dvě látky, které síťují (R-COOCH3, R-COOH). Která látka bude víc bobtnat a kde se více ovlivní bobtnání po přidání soli?

• více bude botnat kyselina R-COOH, protože lépe disociuje po přidání vody • v izoelektrickém bodě je botnání nejnižší (polymer má vyrovnané náboje) • při zasolení botnání je nejnižší (látky se chovají jako nenabité) • expanze je tím menší, čím větší je koncentrace soli • rozvětvené řetězce a řetezce s dvojnou vazbou se lépe síťují než řetezce s jednoduchou vazbou

✇ Jaké síly převažují, když jsou částice v rovnováze?

• zaškrtnout i, že se síly navzájem ruší (jsou ve výsledku nulové)

ΔG míšení.

• ΔG < 0 ... 2 mísitelné kapaliny • ΔG > 0 ... 2 málo mísitelné a 2 zcela nemísitelné kapaliny (vysoce kladný ΔH, kladný TΔS) → rozdílné profily ✴ pro mísení oleje s vodou bude ΔG míšení kladné, ale klíčová je zde tzv. dodatková směšovací entropie ✴ dodatková směšovací entropie pro přenos oleje do vody pochází z příspěvku solvatace nepolární látky (v daném případě hydratace) a nikoli z interakce rozpuštěná látka-rozpuštěná látka → voda obklopující nepolární sloučeninu má totiž větší tendenci vytvářet další H-vazby k ostatním molekulám vody než jimi „plýtvat" marnými pokusy o kontakt s nepolární molekulou ✴ při „normální" nekompatibilitě je změna tepelné kapacity (Δcp) při přenosu B do A malá, pro přenos nepolární sloučeniny do vody je velká a kladná ✴ při přenosu nepolární sloučeniny do vody velká hodnota Δcp znamená, že změny enthalpie i entropie vykazují velkou závislost na teplotě a hodnota ΔG se s teplotou mění nelineárně, prochází maximem, od něhož na obě strany klesá (B) → musí tudíž existovat teplota, kdy je rozpustnost nepolární látky ve vodě minimální Gibbsova energie míšení - je ji možno vyjádřit pomocí enthalpie a entropie míšení: Enthalpie: deltaHm = RT * x (jako elektroneg) *n1* fí2 • zpravidla při procesu míšení energie kohezních sil doznává změn, což se projevuje změnou enthalpie a výměnou tepla s okolím • v mřížkovém modelu reprezentuje kohezní energii úhrnná energie binárních kontaktů mezi sousedními molekulami, protože mezimolekulární energie rychle ubývá se vzdáleností, je možno příspěvek vzdálenějších molekul zanedbat Entropie: deltaSm = -R * (n1*ln fí1 + n2 *ln fí2) • jako atermální označujeme takovou směs, při jejímž vzniku z čistých složek se nemění celková energie mezimolekulárního působení (kohezní energie) • to se projeví při nulové enthalpii míšení ΔHM = 0, takže se při vzniku směsi mění jenom entropie • k výpočtu entropie použijeme Boltzmannův vztah: S = kB ⋅ lnW, kde W je počet mikrostavů (mikroskopických uspořádání) odpovídajících danému makrostavu systému ✴ přechod z jednoho mikrostavu do druhého se uskutečňuje tepelným pohybem ✴ v mřížkovém modelu lze tepelný pohyb molekul znázornit vzájemnou výměnou jejich míst, a 1 mikrostav se tedy bude lišit od druhého rozmístěním molekul na mřížce

Správné odpovědi o vlastnostech disperzí:

✓ Rozptylují částice koloidních disperzí světlo? ✗ Jsou viditelné částice analytických disperzí pod elektronovým mikroskopem? ✗ Analytické disperze sedimentují v odstředivém poli? ✗ Hrubodisperzní soustavy vykazují vyšší rychlost difúze ve srovnání se sedimentační rychlostí? ✓ Koloidní disperze mohou vznikat samovolně stejně tak jako kondenzačními procesy? ✓ Frikční koeficient kulových částic v disperzi - udává sílu, kterou působí disperzní prostředí na disperzní částice při jednotkové rychlosti

Statistická distribuce velikostí disperzních částic suspenze. Které jsou největší a nejmenší částice + jak jsou zastoupeny různě velké částice - sedimentační analýza. Co nám to dokáže zodpovědět?

✓ Časová závislost koncentrace suspenze v nějakém známém místě od hladiny. ✗ Časová závislost polohy rozhraní (díváme se, jak se nám to vyčeřuje) - díváme se pouze na částice, které sedimentují nejpomaleji (= nejmenší částice). ✓ Časová závislost sedimentu.