Сергей Белопухов - Физическая и коллоидная химия. Основные термины и определения. Учебное пособие

Аэрогель.Класс аморфных высокопористых материалов, имеющих объемную макроструктуру с характерным размером наноструктурных элементов 4–10 нм и представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Такие материалы обладают одновременно рядом уникальных свойств: очень низкой плотностью, высокой твердостью, прозрачностью, жаропрочностью и т. д. Известны аэрогели на основе аморфных оксидов: диоксида кремния SiO 2, оксида алюминия Al 2O 3, оксидов Cr, Sn, W, Fe, Li, Na, Ca, Mg, Ba, Sb, Te, Ni, Ge, Zn, Mn и других элементов. Получены также аэрогели на основе углеродных нанотрубок. Аэрогель на основе SiO 2представляет собой разветвленный трехмерный кластер, напоминающий древовидную сеть из наночастиц размером около 4 нм. Пространство между кластерами заполнено воздухом. Так как характерный размер таких пустот (∼100 нм) в десятки раз превышает размер кластеров, то материал получается очень легким. Аэрогели на основе Al 2O 3, представляют собой спектрально чистый гидратированный аморфный оксигидроксид алюминия AlOOH (Al 2O 3⋅H 2O), который получают селективным окислением галлий-алюминиевых или свинцово-алюминиевых расплавов. Этим же способом получают аморфные высокодисперсные оксиды других металлов. Углеродные аэрогели состоят из наночастиц, ковалентно связанных друг с другом. Они электропроводны и, благодаря большой площади внутренней поверхности (до 800 м 2× г –1), применяются в производстве суперконденсаторов. Уникальными свойствами аэрогелей являются низкая плотность (от 0,002 до 0,25 г/см 3), высокоразвитая удельная поверхность, малая подверженность старению и высокие сорбционные свойства (эффективно поглощают NO, NO 2, СО, СO 2, непредельные углеводороды). Аэрогели разного состава используются как тепло- и электроизоляционные материалы, нанодисперсные добавки в гибридных органо-неорганических композиционных материалах, носители катализаторов и сорбентов, наноразмерные фильтры.

Аэрозоли.Коллоидные системы, в которых дисперсионной средой является газ (большей частью воздух), а дисперсной фазой – твердые или жидкие тела высокой степени дисперсности. Отличаются крайней агрегативной неустойчивостью. Эти системы обладают лишь кинетической устойчивостью и поэтому не могут существовать при высоких концентрациях. Число частиц в 1 см 3аэрозоля редко может превышать 10 7шт. Частицы в аэрозолях быстро оседают под действием силы тяжести. Благодаря более интенсивному броуновскому движению в газах коагуляция в аэрозолях протекает очень быстро и сильно возрастает с увеличением концентрации аэрозоля. Если частицы обладают одинаковыми зарядами, это способствует их рассеянию. При наличии же противоположно заряженных частиц коагуляция аэрозоля ускоряется. Аэрозоли имеют большое практическое значение. Облака и туманы в атмосфере, именно с ними связаны дождь, снег, гроза, что играет огромную роль в природе и в народном хозяйстве. Туманы, получаемые механическим диспергированием, применяют для опыления, опрыскивания, увлажнения, создания защитных завес и т. д.

Базоиды.Коллоиды основного характера, содержащие в качестве обменных ионов гидроксильные ионы, способные замещаться анионами.

Баланс вещества почвы.Соотношение приходной и расходной статей изменения любого компонента почв за единицу времени. Выражается в весовых или энергетических единицах. Баланс вещества почвы определяют за сутки, сезон, год и многолетний период. Баланс может быть положительным, отрицательным и равновесным (он же нулевой, неизменный). При положительном балансе поступление, образование компонента больше отчуждения, а конечный запас больше начального. При равновесном балансе конечный суммарный запас компонента почв равен его начальному суммарному запасу.

Баланс водный.Совокупность всех видов поступления влаги в почву и ее расход в количественном выражении за определенный промежуток времени и для определенного слоя и профиля почв. Выражается в миллиметрах водного слоя, м 3/га или в т/га. Запас воды в почве пополняется за счет атмосферных осадков, конденсированной атмосферной влаги, воды, поступающей с соседних участков в виде поверхностного и грунтового стока, а также за счет капиллярно-подпертой влаги и оросительной воды. Основными расходными статьями являются: сток поверхностный, почвенный и грунтовый, десукция и испарение.

Баланс солевой.Учет прихода и расхода солей в почвенном профиле за учитываемый период. Передвижение солей осуществляется преимущественно в форме растворов. Засоление профиля конкретной почвы можно объяснить балансом солевым в прошлом и настоящем: чем выше минерализация и испарение воды и чем меньше ее расход на вертикальную или горизонтальную фильтрацию, тем более неблагоприятен водно-солевой баланс почвы. Если вынос преобладает над приходом, происходит рассоление почв.

Баланс увлажнения(франц. balance , букв. – весы). Разность между количеством осадков и испаряемостью за некоторый период времени в данном месте в миллиметрах. Положительный баланс увлажнения означает избыток влаги, отрицательный – недостаток. Оценивается в мм, м 3/га, т/га. В пустынях он отрицательный (до –5000 мм), в переувлажненных местах положительный (до +11 000 мм).

Баланс энергии.Соотношение количества энергии, поступившей в организм с питанием, например, для животных с кормом, и энергией, выделенной из тела с калом, мочой, газами, молоком. Разность между поступившей и выделенной энергией составляет энергетическую ценность отложений или расхода белков, жиров и углеродов организма в конкретный период времени.

Балк-технология.Технология, основанная на манипуляции совокупностями атомов и молекул (массовая технология или материал), а не индивидуальными атомами.

Барьер кислородный.Проявляется на границе глеевого и окислительного горизонтов: на ней осаждается Мn, в меньшей степени – Fe.

Барьеры биогеохимические.Зоны совместного действия живых и неживых объектов с накоплением Р, S, Са, К, Mg, Na, Sr, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, As, Ag, Ba, Pb.

Барьеры биологические.Участки в пределах биосферы, на которых происходит изменение термодинамических или физико-химических условий, приводящее к увеличению или уменьшению подвижности элементов, обусловленного деятельностью организмов. Выделяют четыре типа барьеров: 1) мембранный – связан с избирательной проницаемостью биологических мембран для отдельных элементов; 2) физиологический – связан с избирательным усвоением пищи в желудке и кишечном тракте животных; 3) трофический – определяется избирательным поеданием животными определенных частей растений или других животных; 4) географический – определяется избирательным обитанием и, соответственно, питанием животных только в определенной части биогеоценоза БГЦ.