Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Общая характеристика коллоидных систем
Сами коллоидные системы по характеру взаимодействия между дисперсионной средой и дисперсной фазой делятся на две группы: лиофобные коллоиды и лиофильные коллоиды. Лиофобные коллоиды – это коллоидно-дисперсные системы, в которых частицы дисперсной фазы инертны по отношению к дисперсионной среде, то есть силы взаимодействия молекул дисперсионной среды с поверхностью частиц дисперсной фазы незначительны. Если в качестве дисперсионной среды использована вода, то такие системы называются гидрофобными коллоидами. Лиофобные коллоиды образуются как из органических, так и из нерганических веществ, нерастворимых в данной среде. Поверхность их частиц обладает значительной свободной энергией. Поэтому лиофобные золи являются термодинамически неустойчивыми системами, то есть стремятся соединиться друг с другом для того, чтобы освободиться от избыточной поверхностной энергии. Соединению частиц можно препятствовать, если создать условия для адсорбирования на их поверхности ионов. В результате подобной адсорбции частицы дисперсной фазы избавляются от некоторой части свободной поверхностной энергии и приобретают одноименные заряды, что создает условия для обеспечения устоичивости частиц к взаимному слипанию (агрегативная устойчивость). Частица лиофобного коллоида с адсорбированными ионами электролита-стабилизатора образует мицеллу. Лиофильные коллоиды характеризуются интенсивным взаимо-действием молекул дисперсионной среды с макромолекулами дис-персной фазы. В гидрофильных коллоидах дисперсионной средой является вода. В результате такого взаимодействия выделяется значительное количество энергии в виде теплоты ( <0), что приводит к существенному уменьшению свободной поверхностной энергии и переходу системы в более стабильное состояние. Следовательно, в лиофильных коллоидах роль стабилизатора, обеспечивающего агрегативную устойчивость, играют молекулы дисперсионной среды. Поэтому лиофильные коллоиды образуются самопроизвольно и являются термодинамически устойчивыми системами. Коллоидная система может существовать в жидком виде (золь) и потерять свою текучесть в результате образования межчастичных связей (гель). В последнем случае в объеме сохраняется равномерное распределение частиц дисперсной фазы.
ПОЛУЧЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ
Лиофобные золи. Размеры частиц коллоидных систем занимают промежуточное положение между размерами частиц моле-кулярно (ионно)-дисперсными и грубодисперсными системами. По-этому лиофобные золи можно получать либо путем конденсации мо-лекул или ионов молекулярно (ионно)-дисперсных систем, либо дис-пергированием частиц грубодисперсных систем. Метод диспергирования основан на раздроблении твердых частиц грубодисперсных систем до частиц коллоидного размера механическим размалыванием, электрическим распылением, действием ультразвука и пептизацией. Механическое размалывание осуществляется с помощью специальных коллоидных мельниц и шаровых мельниц. В коллоидных мельницах быстро вращающиеся лопасти отбрасывают крупные частицы твердой фазы с высокой скоростью на неподвижные выступы, расположенные на внутренней стенке корпуса мельницы, что приводит к разрушению частиц. В шаровых мельницах грубодисперсная система загружается в полый цилиндр, внутри которого находятся гладко отполированные стальные или фарфоровые шары. При вращении цилиндра частицы дисперсной фазы попадают между шарами и растираются до размеров коллоидных частиц. Электрическое распыление используется для получения золей пассивных металлов (Au, Ag, Pt и другие). Два электрода, изготовленные из металла, золь которого надо получить, опускают в дисперсионную среду (например, в воду) и создают между ними электрическую дугу. Металл испаряется до отдельных атомов, которые затем образуют агрегаты в объеме дисперсионной среды, имеющие размеры коллоидных частиц. При ультразвуковом методе колебания ультразвука с частотой 105...106 Гц создают внутри твердых частиц быстро сменяющиеся сжатия и расширения, что в результате приводит к разрушению крупной частицы с образованием частиц колоидных размеров. К методам диспергирования можно отнести пептизацию. Это процесс перехода частиц дисперсной фазы из состояния осадка во взвешенное состояние с образованием золя под действием особых веществ – пептизаторов. Катионы или анионы пептизатора адсорбируются на поверхности частиц свежеполученного рыхлого осадка. Частицы осадка приобретают одноименные заряды и переходят во взвешенное состояние, образуя золь. В данном случае разрушение частиц дисперсной фазы не происходит, а разрушаются только не очень прочные межчастичные связи.
Метод конденсации. Различают физические и химические методы конденсации. При физическом методе осуществляют замену растворителя. Например, если к молекулярно-дисперсному раствору канифоли в спирте постепенно добавлять воду, то в полученном смешанном растворителе спирт-вода резко понижается растворимость смоляных кислот, из которых состоит канифоль. Молекулы этих кислот собираются в агрегаты, имеющие размеры коллоидных частиц. Химический метод конденсации основан на образовании нерастворимых веществ в результате различных химических реакций: окисления, восстановления, обменного разложения, гидролиза и другие. Частицы образующихся нерастворимых веществ стабилизируются путем адсорбции определенных ионов из раствора. Лиофильные золи. Лиофильные золи представляют собой растворы высокомолекулярных соединений (ВМС) и образуются самопроизвольно. Например, если поместить кусочек желатина в воду, то он сначала набухает, а затем постепенно растворяется. Набухание – это самопроизвольный процесс поглощения образцом ВМС низкомолекулярной жидкости – растворителя, приводящий к значительному увеличению объема и массы образца. Молекулы растворителя сольватируют макромолекулу, что приводит к отодвиганию их друг от друга и ослаблению сил взаимодействия между ними. Различают ограниченное и неграниченное набухание. Ограниченное набухание наблюдается при наличии химических связей между отдельными макромолекулами (например, резина). При ограниченном набухании достигается максимальная или равновесная степень набухания, не меняющаяся во времени. Степень набухания – это количество граммов жидкости, поглощенное одним граммом образца ВМС при ограниченном набухании. Процесс набухания экзотермичен, так как при сольватации макромолекулы выделяется теплота. Теплота набухания – это количество теплоты, выделившейся при ограниченном набухании одного грамма образца ВМС. В связи с тем, что поглощенная жидкость находится в более уплотненном состоянии, объем набухшего тела оказывается меньше суммы объема образца ВМС до набухания и объема поглощенной жидкости (явление контракции). Неограниченное набухание со временем приводит к образованию раствора ВМС. В данном случае можно говорить только о теплоте растворения. В большинстве случаев для процесса растворения ВМС H< 0. Кроме того, растворение сопровождается более беспорядочным расположением молекул в системе ( S > 0). Из уравнения G = H – T S следует, что при этих условиях G< 0, то есть процесс растворения ВМС идет самопроизвольно.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 683; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.17.174.239 (0.008 с.) |