ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коллоиды из "Учебник общей химии" ЛИШЬ часть полученного гидрата кремнезема. Соответственно, изменяя концентрации растворов, можно подобрать такие условия, при которых осадок совсем не образуется, а вся кремневая кислота остается в коллоидально-растворенном состоянии. [c.329] Дисперсная система с коллоидными размерами распределенных в той или иной среде частиц носит название коллоидного раствора или золя. Наибольшее практическое значение из различных золей имеют гидрозоли, т. е. коллоидные системы, в которых средой является вода. [c.329] Подобно молекулам истинного раствора, коллоидные частицы золей находятся в непрерывном беспорядочном движении. Хотя интенсивность последнего быстро уменьшается по мере увеличения размеров частиц, в случае коллоидных растворов она еще достаточна для того, чтобы противодействовать силе тяжести. Поэтому коллоидные частицы из той среды, в которой они распределены, самопроизвольно не выделяются. Напротив, самопроизвольное выделение под действием силы тяжести характерно для более крупных частиц взвесей, что внешне и отличает последние от коллоидных растворов. [c.329] От молекулярных растворов коллоидные обычно молено отличить по их иным оптическим свойствам. Если сквозь стакан с коллоидным раствором пропустить сильный пучок световых лучей, то в результате светорассеяния коллоидными частицами возникает светлый конус, хорошо видимый в темном помещении. Напротив, поставленный в те же условия истинный раствор кал ется оптически пустым , так как содержащиеся в нем частички молекулярных размеров свет заметно не рассеивают. С наличием светорассеяния связана также часто наблюдающаяся опалесценция коллоидных растворов, т. е. их мутноватый вид в отраженном свете. [c.329] Наряду с оптическими сильно различаются и многие другие свойства коллоидных и молекулярных растворов. Так как коллоидные частицы несравненно больше отдельных молекул, при одинаковой общей концентрации распределенного вещества число их в единице объема гораздо меньше. Вследствие этого изменения свойств растворов, связанные с числом растворенных частиц (осмотические явления, понижение температуры замерзания и т. д.), проявляются у коллоидных растворов лишь в ничтожно малой степени. [c.329] Так как по своим размерам коллоидные частицы лежат между частицами взвесей и молекулами, к получению вещества в коллоидном состоянии можно подойти с двух сторон либо путем дробления более крупных частиц, либо, наоборот, путем образования агрегатов из отдельных молекул. Методы получения коллоидов по первому пути носят название дисперсионных, по второму — конденсационных. Простейшим по идее дисперсионным методом является механическое дробление исходного вещества. Таким путем при помощи специальных коллоидных мельниц могут быть получены частицы диаметром до 10 нм. [c.330] Еще чаще применяют конденсационные методы, основанные на различных химических реакциях, ведущих к образованию практически нерастворимых в избранной среде веществ. Регулируя условия протекания процесса, можно добиться выделения этих веществ в виде коллоидных частиц тех или иных размеров. [c.330] Помимо вещества той среды, в которой они распределены, коллоидные частицы способны адсорбировать и другие присутствующие в жидкой фазе молекулы, а также — что особенно важно — ионы. В последнем случае они сами становятся электрически заряженными. Так как свойства поверхности у одинаковых коллоидных частиц одни и те же, все они заряжаются при этом одно именно адсорбирующие преимущественно катионы — положительно (положительные коллоиды), адсорбирующие главным образом анионы — отрицательно (oтpuг aгeл6Wf ie коллоиды). Положительными при обычных условиях получения являются, в частности, гидрозоли оксидов металлов, отрицательными — гидрозоли сернистых соединений (а также кремневой кислоты). [c.331] Знак заряда коллоидных частиц может быть установлен на опыте, так как под действием постоянного электрического тока положительные коллоиды передвигаются к катоду, а отрицательные — к аноду. [c.331] Из изложенного выше следует, что в состав коллоидной частицы, кроме непосредственно образующего ее вещества, могут вхо-. дить также тесно с ней связанные молекулы жидкой фазы и адсорбированные ионы. Кроме того, в окружающей среде около частицы неизбежно должны находиться ионы противоположного знака. Рассматриваемая в совокупности со всеми этими дополнениями коллоидная частица носит название мицеллы, а часть последней, содержащая только непосредственно связанные с коллоидной частицей молекулы и ионы,— гранулы. [c.331] Подобные схематические формулы мицелл и гранул выражают состав тех и других лишь качественно, т. е. указывают их составные части, но не дают представления об относительных количествах этих частей. [c.332] Хотя между частицами каждого золя и действует взаимное притяжение по закону всемирного тяготения, возникающие при этом силы очень малы. Несравненно большее значение для возможности стяжения частиц друг с другом имеет взаимодействие их поверхностных слоев (ср. рис. УП-4). Однако заметно сказаться оно может только при столь тесном соприкосновении, которое возникает вследствие столкновения беспорядочно двин ущихся частиц золя. [c.332] В результате проявления сил стяжения наступает коагуляция золя, т. е. слипание его частиц друг с другом и образование из них более сложных агрегатов. Достигнув известного размера, частицы становятся уже неспособными удерживаться во взвешенном состоянии и выделяются из той среды, в которой они были распределены, — происходит седиментация коллоида. Как следует из изложенного, коагуляция представляет собой процесс укрупнения частиц золя, а седиментация — результат этого процесса. Однако термином коагуляции часто охватывают и то и другое вместе. [c.332] Важнейшим фактором, противодействующим коагуляции, является наличие на коллоидных частицах электрических зарядов. Вследствие их одноименности движущимся навстречу друг другу частицам лишь в крайне редких случаях удается сойтись настолько близко, чтобы между ними могли достаточно эффективно проявиться силы стяжения. В результате содержащий сильно заряженные коллоидные частицы золь заметно не коагулирует даже при долгом хранении, т. е. является весьма устойчивым. [c.332] В случае гидрофобных коллоидов коагуляция электролитами обычно происходит легко и для достижения седиментации достаточно уже сравнительно небольших концентраций ионов. Напротив, коагуляция гидрофильных коллоидов, частицы которых покрыты слоем адсорбированных молекул воды, часто идет значительно труднее, и их седиментация иногда наступает лишь при высоких концентрациях электролита. [c.332] Очевидно, что снятие с коллоидных частиц их электрического заряда (хотя бы частичное) должно понижать устойчивость золей и способствовать их коагуляции. Такое разряжение в случае гидрозолей может быть проще всего достигнуто добавлением к коллоидному раствору электролитов. Хотя при этом вводится одинаковое число положительных и отрицательных зарядов, в непосредственно окружающей коллоидную частицу ионной атмосфере всегда несколько преобладают ионы, противоположно ей заряженные, которые частицей преимущественно и адсорбируются. Так как введение электролита сильно повышает общую концентрацию ионов в растворе, условия для их адсорбции становятся весьма благоприятными и первоначальный заряд частиц быстро нейтрализуется, следствием чего является коагуляция золя. Природный процесс коагуляции электролитами широко осуществляется в устьях рек, где приносимые последними коллоиды и взвеси осаждаются под действием солей морской воды. [c.333] Помимо рассматривавшихся выше гидрозолей, все большее практическое значение приобретают дисперсные системы в газообразной среде — образованные частицами твердых веществ (дымы) или капельками жидкостей (туманы). Если средой является воздух, то такие системы называют аэрозолями. Примером аэрозоля может служить табачный дым (средний диаметр частиц 0,25 мкм). [c.333] Быстрое развитие химии коллоидов обусловлено большим значением изучаемых этой наукой явлений для человеческой практики. Такие, казалось бы, совершенно различные вопросы, как жизненные процессы в организмах, образование в природе некоторых минералов, структура и урожайность почв и т. д., оказываются тесно связанными с коллоидным состоянием вещества. Коллоидная химия является также научной основой многих промышленных производств (искусственное волокно, пластические массы и т. д.). [c.333] Помимо животных и растительных перепонок, частицы эти могут быть задержаны искусственными пленками некоторых веществ (например, коллодия), служащими для изготовления так называемых ультрафильтров. Наиболее плотные ультрафильтры имеют поры диаметром до 1 им и задерживают уже пе только все коллоидные частицы, по и объемистые молекулы истинных растворов. [c.334] Во избежание этого приходится создавать условия, благоприятствующие коагуляции, т. е. промывать легко пептизирующиеся осадки не чистой водой, а раствором электролита. Последний подбирается таким образом, чтобы он не вредил дальнейшим проводимым с осадком операциям. [c.335] Вернуться к основной статье