ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теории застудневания из "Физико-химия коллоидов" Изменение вязкости приводит к тому, что в некоторый момент вязкость становится настолько большой, что вся система затвердевает в однородную неподвижную массу и тем скорее, чем выше концентрация. Такое явление носит специальное название застудневание (или желатинирование). [c.337] Рассмотрим, как ведут себя студни и золи при ультрамикро-скопическом исследовании. Зигмонди-, который совместно со своими учениками посвятил много времени изучению этих явлений, пишет, что теплые растворы желатины кажутся гомогенными в зависимости от концентрации при охлаждении образуется амикроскопическая или субмикроскопическая гетерогенность. Максимум видимости достигается у растворов 0,5—1 %-ной концентрации, которые застудневают в рыхлый студень. Чем больше концентрация желатины удаляется от 0,5%, тем менее ясными становятся видимые элементы студня, так же как у концентрированных растворов, которые застудневают в твердые студни, и у разведенных растворов, которые не застудневают. Еще можно заметить субмикроны у достаточно охлажденных студней от 4 до 6% и в растворах до 0,1 желатины . [c.337] Эти наблюдения заставили Зигмонди признать, что сами частицы при переходе из золя в студень не теряют своих индивидуальных свойств и остаются почти без изменения. [c.337] Условно можно провести некоторую аналогию между плавлением студня и переходом вещества из одного агрегатного состояния в другое. Если в этом последнем случае мы говорим, например, о точке кипения воды, при которой наступает состояние, когда отдельные молекулы перестают оказывать заметное влияние друг на друга, разлетаясь род действием теплоты по разным направлениям, то также и в случае лиофильных систем мы можем говорить о температуре, при которой эластические свойства (влияние отдельных частиц друг на друга) полностью исчезают. Весь вопрос только в том, для какого состояния — золя или студня — считать эту температуру. [c.338] Рассматриваемый переход золя в студень протекает самопроизвольно. А раз это так, то нас может интересовать вопрос, за счет чего возникают упругие силы и происходит их самопроизвольное нарастание во времени. Это самопроизвольное нарастание упругих свойств студня совершается за счет таких процессов в системе, которые протекают с выделением тепла. Такими процессами могут быть 1) изменение свободной поверхности или, что то же, увеличение размеров частиц 2) изменение гидратации частиц и 3) ориентация частиц, связанная с переходом от беспорядочного расположения частиц к упорядоченному, и т. д. [c.339] Соответственно этим предположениям и шло экспериментальное изучение вопроса. Одной из наиболее обстоятельных работ в этой области является исследование Арисцаз. Полученные им результаты изучения изменения интенсивности I явления Тиндаля при переходе золя в студень при понижении температуры показали, что прн этом происходит увеличение размеров частиц (увеличение I) (рис. 92). [c.339] Из этих данных следует, что с понижением температуры, сопровождающимся повышением упругих свойств как золя, так и студня, увеличиваются и размеры частиц. [c.339] Эти данные находятся в согласии со старыми исследованиями по изучению старения желатины методом вязкости, а также измерениями Лапина которые показали, что при старении желатины наблюдается значительное увеличение не только структурной, но и истинной вязкости. Рост последней может быть связан только с возникновением во время старения новых, более сложных агрегатов, способных захватывать и ограничивать движение значительной части дисперсионной среды (рис. 94). [c.340] Старение желатины в значительной степени зависит от pH раствора как правило, чем меньше pH раствора, тем желатина становится все менее и менее способной к старению. Это вытекает из работ Леба, исследовавшего изменение вязкости 2%-ного раствора желатины с разным содержанием соляной кислоты. [c.340] Можно достичь одинакового поведения указанных золей, если оба их выдержать некоторое время при 37°, однако это справедливо только по отношению к достаточно свежим золям продолжительное старение вызывает столь резкие различия в строении обоих золей, что даже нагревание до 65 не выравнивает этих различий. [c.341] Это было с полной несомненностью обнаружено опытами Ло-термозера 8, Фишера , Ангелеску а также измерениями автора Было показано, что при охлаждении золя во времени I наблюдается определенный температурный ход кривой (характеризуемый дТ — разностью между начальной температурой и температурой в данный момент времени), связанный с выделением тепла при застудневании. [c.342] Откладывая на ординате величины дГ, а на абсциссе — величины t, получаем кривую, изображенную на рис. 95. [c.342] Кроме того, то или иное смыкание цепочечно построенных частиц должно сказаться на диэлектрических свойствах системы при застудневании. [c.342] В последнее время Шульман в нашей лаборатории показал, что диэлектрическая постоянная студня как с изменением концентрации, так и при старении не изменяется. [c.343] Наконец, высказанное выше определение застудневания находит свое подтверждение и в тиксотропных свойствах золей высокополимерных соединений, особенно хорошо изученных Фрейндлихом и его школой. Сущность этого явления заключается в том, что как в золе, так и в студне механическое возмущение производит значительные изменения в системе золь при этом показывает меньшую вязкость и меньшие отклонения от закона Пуазейля, а студень часто переходит в золь. Однако и в том и в другом случае во времени система снова восстанавливает первоначальные свойства. Эти изменения можно объяснить только нарушением той ориентации и связи частиц, которая существовала в системе до механического воздействия и возобновляется, как только система вновь оказывается предоставленной самой себе. [c.343] Выше мы видели, что золи желатины проявляют свойства твердых тел в студне желатины такие свойства проявляются с полной ясностью. Поэтому застудневание мы будем рассматривать как атракционный процесс, как процесс более интенсивного связывания отдельных частиц друг с другом без нарушения их индивидуальных свойств. Следует сказать, что зто определение явления застудневания справедливо только для идеального случая, т. е. для такого, когда процесс связывания частиц не сопровождается изменением их строения и химического состава. [c.343] Разберем теперь главные факторы, влияюшие на застудневание, имея в виду простой, так сказать, идеальный случай, когда процесс застудневания в конечном счете обусловливается только проявлением атра1 ционных сил между частицами, химически не претерпевающими изменений во времени. [c.345] Застудневание и концентрация. Если рассматривать застудневание, как это мы и сделали выще, как атракционный процесс, то, очевидно, что расстояния между отдельными частицами должны иметь первенствующее значение. А так как расстояние 1 между частицами зависит от концентрации, то ясно, что чем выше концентрация приготовленного золя, тем с большей скоростью будет протекать застудневание. [c.345] Вернуться к основной статье