Особенности золей и суспензий

Золи относятся к высокодисперсным системам; их называют коллоидными растворами. Кроме того, в зависимости от диспер­сионной среды различают гидрозоли (вода) и органозоли (органи­ческая среда); расплавы, содержащие высокодисперсные части­цы, относятся к пирозолям. С изучения свойств золей зародилась коллоидная химия.

Помимо частиц дисперсная фаза золей может формировать­ся из мицелл — электрически нейтральных агрегатов ионов дис­персионной среды, размеры которых соответствуют размерам частиц высокодисперсных систем, т.е. 1—100 нм (см. параграф 7.2); кроме того, мицеллы образуют растворы коллоидных ПАВ (см. параграф 21.2).

Суспензии являются средне- и грубодисперсными система­ми. В этом они качественно отличаются от золей. Сравнитель­ную характеристику золей и суспензий как дисперсных систем типа Т/Ж можно представить следующим образом:

Золи Высоко­дисперсные Обладают Проявляются в полной мере То же Имеет место То же Гели

Суспензии Средне- и грубо-дисперсные Не обладают

Класс дисперсных систем

Седиментационная устойчивость

Проявляются слабо Проявляются частично Отсутствует Имеет место Пасты

Молекулярно-кинетическйе свойства

Электрокинетические явления

Рассеяние света

Адсорбция и образование ДЭС

Связнодисперсные системы

 

Золи и суспензии, а также их производные — гели и пасты — являются разновидностями одного и того же типа дисперсных систем — Т/Ж, которые различаются размерами и концентраци­ей частиц дисперсной фазы. Наряду с общими эти системы име­ют специфические, присущие только им свойства.

Значительная часть продукции промышленности часто пред­ставляет собой гели и пасты, а нд стадиях технологического цикла различных производств полупродуктами являются как гели и пасты, так золи и суспензии.

Золи — это седиментационно-устойчивые системы. Жидкая дисперсионная среда золей позволяет молекулярно-кинетичес-ким явлениям проявиться наиболее интенсивно (см. рис. 1.2, кривая 7). Суспензии, наоборот, седиментационно-неустойчи-вы; молекулярно-кинетические явления их выражены слабо (см. гл. 9). При одной и той же массовой концентрации v_M удельная поверхность частиц золя значительно превышает удельную по­верхность частиц суспензии (см. рис. 1.2, кривая 2), что обус­ловливает интенсивность всех поверхностных явлений.

Особенно резко различаются оптические свойства золей и суспензий. Золи способны рассеивать свет по закону Рэлея, а суспензии преимущественно поглощают свет (см. параграф 8.2).

Общие свойства золей и суспензий определяются границей раздела фаз Т—Ж, на которой происходят адсорбционные процессы и образуется двойной электрический слой. Больший размер частиц суспензий по сравнению с размером частиц золей приводит к тому, что электроосмос и потенциал течения для суспензий выражен слабо, а электрофорез практически невозможен (см. гл. 7).3оли могут быть лиофильными и лиофобными (см. параграф 10.4). К лиофобным агрегативно неустойчивым относятся гидрозоли платины, золота, серебра и сульфидов.

Гидрофильными агрегативно устойчивыми золями являются мицеллы коллоидных ПАВ (см. гл. 21), красители, а применительно к пищевым массам -высокодисперсные частицы муки, белки, углеводы, пектин, мякоть томатного сока. К суспензиям относятся зародыши и мезга кукурузного крахмала, продукты изомеризации жирных кислот и пигменты неочищенного растительного масла.

В ржаной отбойной муке, например, содержится 4—6% растворимых коллоидов. Гидрофильность, т.е. сродство к воде золей различных видов муки, возрастает в ряду соевая > гороховая > ржаная > пшеничная > гречичная > картофельная. Суспензии часто получают в процессе приготовления пищи (например, протертые супы).

Суспензии используются для осуществления некоторых технологических процессов. Адсорбционное рафинирование (отбеливание) растительного масла основано на использовании суспензии, которая образуется из частичек бентонитовых глин, выполняющих роль адсорбента.