2.Nano-ZH

• 82. Adja meg a diszperziók előállításának két fő irányát! Értelmezze a folyamatokat kísérő energiaváltozást!

  Az egyik makroszkopikus méretű anyagi halmazok dezintegrálásán v. diszpergálásán alapul, azaz mechanikai behatással (aprítás, őrlés) egyre kisebb méretű halmazokat hozunk létre („top down” technika). A másik atomi-molekuláris szintről építkezve eredményezi mikrofázisok kialakítását: kondenzációs

  (nukleációs) folyamatok révén („bottom up” technika).
• 83. Hogyan növelhetjük a diszperzitásfokot szilárd anyagok őrlése során? Miért nem érdemes egy idő után tovább folytatni az őrlést? Idegen anyag vagy tenzid adagolásával vagy nedves őrléssel. A túl nagy fajlagos felületű részecskék között fellépő felületi (adhéziós) erők összetapasztják azokat, ezért nem tudunk kisebb szemcseméretet elérni, hiába őrlünk tovább.
• 84. Mi a kondenzációs (nukleációs) folyamat két elemi lépése? A kondenzációs folyamat két elemi lépésre bontható: góckeletkezés és gócnövekedés.
• 86. Adja meg a góckeletkezés szabadentalpia változását (összefüggés vagy diagram)! Mi okozza a kondenzáció gátoltságát? Elôzô diagram!! A folyamat beindítása aktiválási energiát igényel, hogy új felület tudjon képzôdni. Egy ideig a szabadentalpia nô, ez kedvezôtlen termodinamikailag, a kritikus gócsugár elérésével csökkenni kezd, ezután a spontán játszódik le tovább a folyamat
• 87. Mit nevezünk kritikus gócméretnek? Nagysága hogyan függ a túltelítettségtől? Azon gócsugár, amely meghaladása után a cseppnövekedés spontán folyamattá válik (ΔG < 0). A túltelítettség növekedése csökkenti a kritikus gócméret értékét
• 88. Mutassa be a túltelítés hatását a kritikus gócméretre a szabadentalpia változás￾gócsugár diagramon! Minél nagyobb a túltelítettség, annál kisebb gócméretnél lesz negatív a szabadentalpia-változás,azaz annál kisebb gócsugár jelenti a kritikus gócméretet. Az ábrán levő görbék maximumaihoz tartozik a kritikus gócsugár.
• 90. Milyen esetben várná kisebb részecskék keletkezését egy kondenzációs folyamatban: ha nagyobb, vagy ha kisebb a gócok keletkezésének sebessége? Amennyiben a góckeletkezés sebessége kisebb, mint a gócnövekedési sebesség, akkor nagyobb méretû kevés számú részecske keletkezik, míg fordított esetben kisméretű részecskék keletkeznek sokkal nagyobb számban. Ezen túlmenően a kiváló részecskék méretét, ill. a diszperzió diszperzitásfokát (D= reciprok részecskeméret) az oldhatóság mértéke is befolyásolja.
• 93. Mit nevezünk kontrollált hidrolízisnek a kolloid diszperziók előállítása során? Lúg által katalizált hidrolízis.
• 94. Milyen kiindulási vegyületből és milyen kémhatású közegben állítana elő Stöber￾szilika-részecskéket? Szilika alkoszol (Stöber-szilika):A módszer szilícium-alkoxidok ún. kontrollált hidrolízisén alapul. A kiindulási vegyület (pl. Si(EtO)4) alkoholos (pl. etanolos) oldatához ammóniás vizes oldatot adnak. Lúgos közegű hidrolízis során először szilanol-csoportok (Si – OH) keletkeznek, majd polikondenzációs folyamatban sziloxán-hidak (Si – O – Si) alakulnak ki
• 95. Milyen alakú, méretű és típusú részecskék keletkeznek a Stöber-módszer során? 94.kérdés vége +Egyre nagyobb molekulák jönnek létre, amelyek oldhatósága a méret növekedésével rohamosan csökken, míg végül beindul a nukleációs folyamat, és szilika alkoszol keletkezik. Mérettől függően gömb alakú, szűk méreteloszlású, izometrikus (10-500 nm).
• 96. Mit értünk a kolloid részecskék “méretkvantált” tulajdonsága alatt? Adja meg a jelenség kvalitatív magyarázatát! Azokat a nanorészecskéket, amelyek fizikai és kémiai tulajdonságai érzékelhetően függnek a mérettől, méretkvantált részecskéknek nevezzük.A méret csökkenésével egyre nő a felületi atomok és molekulák relatív száma a tömbfázist alkotó szpécieszek számához viszonyítva, ami fizikai és kémiai tulajdonságok változását okozza.
• 97. Hogyan változik a félvezető nanorészecskék tiltott sáv energiája a részecskék méretének csökkenésével? Mit értünk kék eltolódás („blue shift”) alatt? Nő!!! A tiltott sáv energia növekedése sok esetben a látható fény elnyelésében is megmutatkozik: a részecskék diszperzióinak fényelnyelése a rövidebb hullámhosszak felé tolódik („kék eltolódás = blue shift”)
• 98. Definiálja a differenciális és integrális méreteloszlás függvények értékét a részecskék egy adott méreténél! differenciális: adott méretű részecskék %-os darabszáma integrális: adott méretűnél nagyobb részecskék %-os aránya
• 99. Mit fejez ki a szám-, ill. tömegszerinti átlag? ● számszerinti átlag (Mn): az előforduló móltömegek átlaga ● tömegszerinti átlag (Mm): az előforduló móltömegek móltömeg szerint súlyozott átlaga
• 100. Mi az egyenetlenségi tényező (polidiszperzitás)? A tömeg- és számszerinti átlag hányadosa; a polidiszperzitással egyenesen arányos
• 101. Soroljon fel három részecskeméret (alak) meghatározási módszert! Ülepítési módszerek, ozmózisnyomás, fényszórás mérése, elektronmikroszkópia
• 103. Mit ért a részecskék gömbekvivalens sugara elnevezés alatt? Mikrofázisok méretét – függetlenül alakjuktól – gyakran az ún. gömbekvivalens sugárral jellemzik, melyet a részecskehalmaz valamely tulajdonságát jellemző vizsgálati eljárás (pl. ülepedés,hidrodinamikai tulik) alapján számítanak.
• 104. Hogyan függ az ülepedő részecske stacionárius ülepedési sebessége a részecske hidrodinamikai (gömbekvivalens) sugarától és a folyadék dinamikai viszkozitásától? 𝑣ü𝑙 =2∙𝑟²∙(ρ𝑟−ρ𝑓)∙𝑔/9∙η
• 105. Hogyan határozza meg makromolekulás oldatokban a makromolekulák moláris tömegét ozmózisnyomás méréssel? Az ozmózisnyomás feltétele, hogy különböző töménységű kolloid oldatok v. diszperziók féligáteresztő hártyán keresztül érintkezzenek. Különböző, kis töménységű oldatok redukált ozmózisnyomását a (ρm) töménység (Π/ρ𝑚 ) függvényében ábrázolva, a lineáris extrapolációval nyert tengelymetszet értéke R*T/M, ebből M számítható.
• 106. Théta állapotban levő makromolekulás oldatok redukált ozmózisnyomása hogyan függ a makromolekulák koncentrációjától? Nem fog függni
• 107. Sorolja fel a fény anyaggal való kölcsönhatása során bekövetkező jelenségeket. Mi a feltétele a látható fény szórásának? Adszorpció, reflexió, szóródás. A látható fény szórása olyan centrumokon következik be, amelyek törésmutatója különbözik a beágyazó közeg törésmutatójától (a rendszer kolloidális léptékű optikai inhomogenitása).
• 110. Hogyan függ a szórt fény intenzitása és polarizáltsága Rayleigh-szórás esetén a, a szórás irányától (sugártest) b, a besugárzó fény hullámhosszától c, a szórócentrum térfogatától?A szórt fény intenzitása két síkban polarizált komponensből tevődik össze: a horizontálisan polarizált komponens intenzitásaszögfüggetlen, míg a vertikálisan polarizált komponens cos² szerint függ a szórási szögtől Ennek következtében 0 és 180 fokban nem polarizált, 90 fokban teljesen polarizált, míg a köztes szögeknél részlegesen polarizált a szórt fény b-c, a Rayleigh-szórás egyenlete szerint (⁓1/λ⁴, ⁓V²)