ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Специфические особенности растворов высокомолекулярных соединений из "Краткий курс коллойдной химии" До сих пор мы изучали свойства и закономерности лиофобных золей, как систем, характеризующихся, наряду со специфической— коллоидной—степенью дисперсности, также 1) гетерогенностью, т. е. наличием двух фаз, обусловливающей проявление в них многообразных поверхностных явлений 2) слабым взаимодействием между веществами дисперсной и дисперсионной фаз (откуда самый. термин— фобные ) 3) наличием в них стабилизатора, обусловливающего появление электрического заряда на границе раздела фаз. Следствием этого являются и другие специфические особенности лиофобных золей—их термодинамическая неустойчивость я необратимость (старение), высокая чувствительность к внешним воздействиям (коагуляция) и т. п. [c.151] Но коллоидная химия, как уже отмечалось (стр. 11—12), ставит своей задачей также изучение систем с физико-химическими свойствами, отличными от перечисленных свойств лиофобных золей. Издавна эти системы, типичными представителями которых являются растворы белков, целлюлозы, каучука, под названием лиофильных золей причислены также к золям, или, иначе, к псевдорастворам, т. е. системам гетерогенным, имеющим мицелляр-ное строение. Такому объединению этих систем послужила общность некоторых свойств, например неспособность частиц проходить через полупроницаемые мембраны (диализ и ультрафильтрация), сравнительно небольшая величина скорости диффузии и осмотического давления, особенно при малых концентрациях растворов высокомолекулярных соединений, а также способность под влиянием внешних факторов коагулировать и пеп-тизироваться. Основную роль в этом объединении сыграла близость степени дисперсности растворенного (взвешенного) компонента тех и других систем для золей 10 —10 смГ , для растворов ВМС примерно 10 —10 см . [c.151] Представители школы дисперсоидологов—Во. Оствальд, Кройт, Фрейндлих—были приверженцами мицеллярного строения. [c.151] Далее термин растворы высокомолекулярных соединений обозначается сокращенно растворы ВМС . [c.151] Каргиным, С. М. Липатовым и др., выяснили истинную природу лиофильных коллоидов и опровергли мицеллярную теорию их строения. [c.152] Согласно этим исследованиям коллоидные системы, известные под названием лиофильных золей, на самом деле являются не золями (не псевдорастворами), а истинными растворами высокомолекулярных соединений, т. е. системами гомогенными, моле-кулярно- или ионно-дисперсными, в которых взвешенными частицами являются не мицеллы с их ядерным строением, а мОт лекулы гигантских размеров—макромолекулы. Поэтому термин золь для этих систем является неподходящим и употребляется исключительно в силу традиции, поскольку термин лиофильные золи давно приобрел права гражданства . [c.152] Следовательно, лиофобные золи всегда находятся в неустойчивом (или мало устойчивом, или ложном) равновесии. Предоставленные сами себе, подчиняясь второму закону термодинамики, они переходят в иную, более устойчивую, с меньшим запасом свободной энергии, форму своего существования путем уменьщения общей поверхности их дисперсной фазы, т. е. путем слипания частиц. Растворы ВМС ведут себя по другому полученные путем самопроизвольного процесса растворения, т. е. с уменьшением запаса свободной энергии, они являются системами термодинамически устойчивыми, или, иначе говоря, находятся, кзк всякий раствор, в устойчивом термодинамическом равновесии. Что это действительно так, было экспериментально подтверждено В. А. Каргиным, показавшим на ряде растворов ВМС подчиняемость их правилу фаз. Если во многих случаях применение правила фаз для этих систем встретило большие затруднения, то это объясняется тем, что достижение истинного равновесия в этих системах часто требует очень длительного времени, измеряемого иногда месяцами и даже годами. [c.153] Примером может служить процесс коагуляции, совершающийся в лиофобных золях необратимо, а в растворах ВМС обратимо, аналогично процессу кристаллизации в обычных растворах. [c.153] Рассмотрение основных термодинамических признаков, резко отличающих лиофильные золи от лиофобных и устанавливающих единство первых с истинными растворами, далеко не исчерпывает, однако, всех особенностей растворов ВМС. [c.153] Необходимо отметить, что если лиофобные золи в большинстве случаев являются суспензоидами (Т- Ж) с кристаллическим строением ядерного вещества дисперсной фазы, то для лиофильных золей исследования В. А. Каргина с сотрудниками показали, что поведение растворов ВМС с изменением температуры и концентрации весьма близко поведению обычных бинарных жидких систем Жх — Жг с типичными случаями неограниченной и ограниченной взаиморастворимости. [c.154] Вместе с тем, при твердо установленном единстве растворов ВМС с обычными растворами, между теми и другими все же имеются существенные отличия. Огромные размеры макромолекул, в сотни и тысячи раз превосходящие размеры обычных молекул, должны наложить сильный отпечаток нд большинство физических свойств и самое поведение растворов ВМС. Не меньшее влияние должна оказать форма и детали строения макромолекул. Нет сомнения, что именно эти обстоятельства обусловливают резкие особенности таких свойств растворов ВЛ С, как осмотическое давление, вязкость, коагуляция, гистерезис, и наличие у них многих свойств, которые почти не наблюдаются у лиофобных золей, например набухание, тнксотропня, синерезис, а также ряд своеобразных механических (реологических) свойств. Характерна и исключительно важна для них роль фактора времени. [c.154] Для понимания всех этих ос( енностей необходимо познакомиться с физико-химической природой, строением и некоторыми свойствами ВМС. [c.154] В заключение добавим, что выдвинутое Д. И. Менделеевым и П. П. Веймарном общее положение, что любое вацество при подходящих условиях может быть в коллоидном состоянии (в состоянии золя), дальнейшими работами распространено и на высокомолекулярные вещества последние способны давать не только истинные растворы, но и типичные лиофобные золи, если в качестве дисперсионной среды для них брать такую жидкость, по отношению к которой данное высокомолекулярное вещество является лиофобным, т. е. не способным растворяться в нем. Добавочная энергия, необходимая на диспергирование вещества, и добавка стабилизатора приводят это вещество во взвешенное состояние и обусловливают все характерные свойства лиофобного золя. Таким путем, например, можно получить типичные золи из желатины и спирта, из нитроцеллюлозы и воды. [c.154] Вернуться к основной статье