ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Лиофобные золи из "Коллоиды" Лиофобные Читатель уже познакомился с наи-более важными свойствами лиофобных золей движением их частиц, оптическими, поверхностными, электрическими свойствами, а также с проблемами устойчивости, и коагуляции. Теперь остановимся на одном важном вопросе —получении лиофобных золей. [c.122] В отличие от лиофильных золей, которые обычно представляют собой растворы макромолекул и могут быть получены самопроизвольно при растворении высокомолекулярных веществ в жидкости, лиофобные золи не могут возникать самопроизвольно при внесении вещества, их образующего, в дисперсионную среду. Для получения их необходимо совершить некоторые операции. [c.122] В первых вещества дробят путем удара, истирания, раздавливания и т. д. Наиболее просто это можно сделать, например, в ступке, но так получаются только грубодисперсные системы. Обычно же дробление проводят в различных мельницах, наиболее распространенной из которых является шаровая. Она представляет собой большой цилиндр, в который помещают вещество, подлежащее, размолу, и большое количество стальных шаров (рис. 58). При вращении цилиндра шары непрерывно перекатываются, ударяя и истирая вещество. Например, в мельнице с 13 тысячами шаров в течение 1 мин происходит 1 миллион ударов. Однако дробление в таких мельницах не позволяет получить частицы менее 60-10 нм при сухом помоле и менее 10 нм при мокром, вследствие слипания их. Поэтому использование шаровой мельницы — только первый этап диспергирования. Второй этап, при котором получаются частицы золя с размерами 100 нм и менее, происходит в так называемых коллоидных мельницах. В них множество лопаток (бил), прикрепленных к ротору. [c.123] При диспергировании существенную роль играют добавки некоторых веществ. Как показал Ребиндер, поверхностно-активные вещества адсорбируются на твердых частицах, проникают в тончайшие микротрещины и расширяют их, что ослабляет структуру материала, и он легче дробится. Кроме того, поверхностноактивные вещества, образующие адсорбционные слои, стабилизируют полученные частицы от агрегирования. [c.124] Специальный дисперсионный метод — диспергирование ультразвуком высокой частоты. При действии на суспензию ультразвука возникают механические колебания (порядка нескольких тысяч в 1с), которые разрывают частицы на более мелкие частицы золя. [c.124] В конденсационных методах наиболее важный момент-создание молекулярного (ионного) раствора, концентрация которого С больше концентрации Со насыщенного раствора при данной температуре. Такой раствор называется пересыщенным, а величина С/Со — пересыщением. Когда пересыщение достаточно велико, в растворе начинают образовываться группировки молекул, на которых осаждаются другие молекулы, до тех пор, пока не получается частица. Эти первоначальные группировки называются зародышами. Количество образующихся зародышей в единицу времени экспоненциально зависит от пересыщения. Это значит, что при малых пересыщениях зародыши почти не образуются, а-при больших появление.их совершается очень быстро. Поэтому для получения коллоидного раствора необходимо создать большое пересыщение, чтобы в короткое время появилось много зародышей, которые быстро исчерпают растворенное вещество и не вырастут больше размеров коллоидных частиц. [c.124] В противном случае, если образуется мало зародышей, им хватит вещества для роста, хотя и медленного, до размеров больших кристаллов. Золь в этом случае не получится. [c.124] Поддерживая пересыщение на определенном уровне в течение более длительного времени, обычно получают коллоидные растворы с различными по размерам частицами (полидисперсные золи). Для получения мо-нодиеперсного золя (приблизительно с одинаковыми частицами) необходимо разделить процессы зароды-шеобразования и роста. Сначала создать на короткое время очень большое пересыщение при этом образуется много зародышей. Затем пересыщение уменьшить это воспрепятствует появлению новых зародышей, но создаст благоприятные условия для медленного и равномерного роста первоначальных зародышей до одинаковых размеров. [c.125] В зависимости от способа создания пересыщения, можно различать химическую и физическую конденсации. Физическим методом, например, является сильное охлаждение насыщенного раствора это приводит к пересыщению. Охлаждение паров при пропускании их через охлажденную жидкость также приводит к образованию коллоидных частиц — так получают золь ртути в воде. Аналогичен по природе и метод одновременного охлаждения паров двух веществ на холодной поверхности. При этом одно вещество образует частицы золя, а другое — дисперсионную среду. Таким способом получают золи щелочных металлов в бензоле и других органических жидкостях. [c.125] К физическим методам относится и замещение рас-, творителя в насыщенном растворе. Например, поваренная соль растворима в этиловом спирте, но нерастворима в эфире. Если небольшое количество спиртового раствора соли вылить в большой объем эфира, фактическим растворителем становится эфир (спирт и эфир смешиваются). Полученный раствор соли в эфире пересыщен и образует коллоидный раствор. Аналогично и известное помутнение спиртового раствора мастики при добавлении воды. [c.125] Электролиты, получающиеся в реакции одновременно, вызывают коагуляцию и препятствуют образованию коллоидного раствора (см. первую реакцию). Прибавление в раствор стабилизаторов облегчает образование золя. Иногда стабилизирующим действием обладают некоторые исходные вещества — в первой реакции таким действием обладают избыточные ионы йода, которые адсорбируются на частицах золей и увеличивают их заряд. [c.126] Метод получения золей металлов, который можно рассматривать как конденсационный, так и дисперсионный, — это электрический метод Брэдига. Два электрода из металла погружают в жидкость (она станет дисперсионной средой золя), концы их сближают и пропускают, электрический ток (рис. 59). Возникающая дуга отчасти распыляет металл до коллоидных частиц, отчасти испаряет его, и пар конденсируется в холодной жидкости также в виде коллоидных частиц. Таким способом получают золи многих металлов. [c.126] Диализ золей —это медленный процесс, но его можно ускорить различными способами. Приложение к золю давления ускоряет переход растворителя вместе с примесными молекулами и ионами через мембрану. В этом случае в коллоидный раствор необходимо добавлять чистый растворитель. Такой диализ называется еще ультрафильтрацией. Широко используют и диализ в электрическом поле — электродиализ. В этом случае золь заливается между двумя полупроницаемыми мембранами, за которыми во внешних сосудах располагаются электроды. Приложение электрического поля ускоряет движение ионов, содержащихся в золе, и вынос их через мембрану. При диализе необходимо иметь в виду, что, кроме загрязняющих веществ, могут извлекаться и некоторые стабилизирующие золь вещества. Хорошо очищенные и стабилизированные лиофобные золи могут сохраняться и использоваться длительное время. [c.127] Вернуться к основной статье