Коллоидные системы и предмет коллоидной химии

Электролитная коагуляция гидрофобных золей.Взаимная коагуляция золей.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ

Классификация лиофобных коллоидных систем может быть дана, прежде всего, по агрегатному состояние каждой из двух фаз, образующих колло­идную систему. Беря за основу три агрегатных состояния дисперсное среды – газовое (Г), жидкое (Ж) и твёрдое (Т). Оствальд предложил классифицировать эти системы на три основных типа с подразделением каждого типа на классы по трём агрегатным состояниям дисперсной фазы (табл. 1).

Таблица 1

Классификация коллоидных систем по агрегатному состоянию фаз.

Наиболее изученными и практически важными из этих восьми классов коллоидов является лиозоли и именно им будет уделено основное внимание в вашем курсе. Лиозоли (жидкие золи), или собственно коллоидные растворы в зависимости от химического состава их дисперсной среды, принято разделять на гидрозоли, если дисперсной средой является вода (например, гидрозоли золота, серебра, описи железа), и органозоли; если дисперсионной средой является какая – либо органическая жидкость (например, алкогозоли, альдозоли).

Коллоидные системы и предмет коллоидной химии

Коллоидная химия - это наука об особых свойствах гетерогенных высокодисперсных систем и о протекающих в них процессах.

Дисперсной системой называется такая система, в которой вещество находится в состоянии более или менее высокого раздробления (дисперсности) и равномерно распределено в окружающей среде. Степень дисперсности D определяется, как величина, обратная величине размера (диаметра) дисперсной частицы а:

, м^-1

По степени дисперсности все микродисперсные системы можно разделить на три группы: грубодисперсные (а > 10^-6 м), коллоидно-дисперсные (а = 10^-6-10^-8 м) и молекулярно(ионно)-дисперсные (а < 10^-8 м).

Из трех групп наиболее всестороннему и глубокому изучению подвергались дисперсные системы третьей группы, известные под общим названием – истинных или молекулярных растворов. Системы эти сравнительно просты по составу и структуре (дискретными единицами в них являются либо простые молекулы, либо ионы), а поведение их определяется простыми и четкими закономерностями; образовываться они могут самопроизвольно и являются системами устойчивыми и термодинамически разновесными, подчиняющимися правилу фаз.

Вторая группа дисперсных систем, получивших название коллоиднодисперсных, являлась основным объектом изучения коллоидной химии, а системы приобрели название коллоидных систем. В этих системах кинетической и структурной единицами являются не ион и не молекула, а более высокоорганизованные единицы вещества – либо в виде сложного комплекса из обычных молекул, атомов или ионов, названных мицеллами, либо в виде макромолекул, т.е. молекул-полимеров гигантских размеров ~10^-6–10^-8 м.

В зависимости от того, какими путями достигается коллоидная степень дисперсности вещества дисперсной фазы, методы получения золей могут быть подразделены на две группы:

1) методы диспергирования (раздробления), если коллоидная степень дисперсности достигается путём раздробления грубодисперсного вещества;

2) методы конденсации, если коллоидная степень дисперсности достигается, наоборот, путём соединения атомов, ионов и молекул в более крупные частицы (агрегаты) коллоидных размеров, т.е. порядка 100–1 мкм.

Методы, применяемые для диспергирования, могут быть разделены на четыре группы.

1. Метод механического диспергирования заключается в энергичном и продолжительном растирании, размалывании, распылении и прочих чисто механических приёмах раздробления вещества дисперсной фазы и в дальнейшем или (одновременном) смешивании его с жидкостью, служащей дисперсной средой, а также в добавлении стабилизатора.

2. Метод электрического диспергирования заключается в распылении металла, служащего электродом (катодом) в вольтовой дуге, образуемой при сближении электродов внутри дисперсионной жидкости, в которой прибавляется немного щёлочи. Этим методом получают гидрозоли благородных металлов (золота, платины, серебра, ртути).

3. Метод химического диспергирования или метод пептизации, является наиболее важным и употребительным. Сущность пептизации заключается в том, что прибавление к свежеполученному рыхлому осадку диспергируемого вещества небольших количеств пептизатора (чаще всего – электролита) уменьшает взаимодействие между частицами осадка (например, путём сообщения им зарядов или повышения их сольватации) и облегчает их отделение друг от друга и перевод во взвешенное состояние – в состояние золя.

4. Метод ультразвука заключается в дроблении вещества, находящегося в дисперсионной среде, под действием ультразвуковых волн (с частотой 10⁵ – 10⁶ Гц), этот метод находит широкое промышленное применение для получения лиозолей, суспензий и эмульсий.