ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные особенности коллоидного состояния из "Курс коллоидной химии" Основная особенность коллоидного состояния — гетерогенностьДисперсных систем, состоящих тгз двух и более фаз одна фаза состоит из отдельных весьма мелких частиц (дисперсная фаза), распределенных в другой фазе— дисперсионной среде, например, в воде. [c.9] Как известно, гетерогенность системы характеризуется двумя признаками различием свойств в отдельных областях пространства, занимаемого системой, и существованием реальных физических поверхностей раздела между этими отдельными областями. [c.10] Степень раздробленности, или дисперсность, коллоидных частиц в значительной степени определяет свойства дисперсных систем и количественно характеризуется линейными размерами частиц раздробленного вещества. Чем меньше размеры частиц, тем больше дисперсность, и наоборот. Таким образом, дисперсность— величина, обратная размерам частиц. [c.10] Коллоидные системы можно рассматривать как микрогетерогенные системы с предельно высокой дисперсностью, а следовательно, с очень большой поверхностью раздела между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Чем меньше частицы дисперсной фазы, тем больше внутренняя поверхность раздела между фазами, заметнее роль граничных слоев и связанных с ними поверхностных явлений. [c.10] Измельчение не только увеличивает число частиц и общую, поверхность, но и меняет другие свойства систем- Если кусочек мела тщательно растереть в ступке и порошок высыпать в воду, то получится грубодисперсная система, называемая суспензией. В этом примере диаметр частиц мела превышает 1 мк (Ю сж). Вследствие низкой дисперсности такие частицы не остаются во взвешенном состоянии в воде, а оседают под влиянием силы тяжести на дно сосуда. [c.11] суспензии — кинетически неустойчивые системы. Имея большие размеры, частицы не способны к самопроизвольному тепловому движению, следовательно, не диффундируют и не создают осмотического давления. [c.11] Повышение дисперсности влечет за собой появление новых свойств системы. Так, при размерах около 0,1 мк частицы системы находятся в непрерывном хаотическом движении, благодаря чему способны диффундировать и создавать осмотическое давление. Такие системы называются коллоидными. [c.12] Так как суммарная поверхность дисперсной фазы очень велика, то, значит, коллоидные системы должны обладать повышенным запасом свободной поверхностной энергии.) Из термодинамики известно, что всякая система стремится самопроизвольно уменьшить свою свободную энергию. Это происходит либо за счет сокращения суммарной поверхности системы (слипание частиц в более крупные агрегаты), либо в результате адсорбции коллоидными частицами веществ, понижающих поверхностное натяжение. [c.12] Большим запасом свободной поверхностной энергии объясняются такие важные свойства коллоидных систем, как их высокая адсорбционная способность, стремление к агрегации частиц, сильно выраженное каталитическое действле и т. д. [c.12] Коллоидные частицы всегда имеют одноименный заряд, возникающий в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, присутствующего в системе. Наличие у частиц электрического заряда одного и того же знака обусловливает их взаимное отталкивание и препятствует сближению на такие расстояния, на которых могут действовать достаточно большие силы сцепления. Кроме даго, наличие на частицах сольватной оболочки из молекул дисперсионной среды также препятствует сближению частиц до расстояний, на которых начинают превалировать силы притяжения (см. гл. IV и VI). Однако пока в системе не началась агрегация или в результате агрегации произошло лишь незначительное укрупнение частиц, - система сохраняет кинетическую устойчивость, а частицы,-находясь в тепловом движении, остаются во взвешенном состоянии и не оседают на дно сосуда. [c.13] Таким образом, коллоидные системы, будучи термодинамически неравновесными и, следовательно, неустойчивыми, в то же время кинетически устойчивы. Значительное укрупнение коллоидных частиц приводит к потере кинетической устойчивости. Это равносильно разрушению коллоидной системы она превращается в качественно отличную грубодисперсную систему. [c.13] Коллоидные системы можно предохранить от потери устойчивости. Надо только ввести в систему защитные вещества. Последние, адсорбируясь на поверхности частиц дисперсной фазы, образуют защитные слои вокруг них и предохраняют частицы от слипания. Устойчивость коллоидных систем улучшается также и за счет возникновения вокруг частиц сольватных слоев из молекул растворителя. [c.13] Чтобы наглядно представить себе основные особенности коллоидных систем, сопоставим их свойства со свойствами истинных растворов. [c.13] У Коллоидные системы качественно отличны как от истинных растворов, так и от суспензий. Новое качество возникает в результате изменения дисперсности (размеров частиц). В отличие от коллоидных систем истинные растворы агрегативно устойчивы. [c.14] Возможны и обратные переходы от грубодисперсных систем — суспензий к коллоидным и от коллоидных — к истинным растворам. [c.14] Рассмотренные системы — грубодисперсная, коллоидно-дисперсная и молекулярно-дисперсная — различаются прежде всего степенью дисперсности. [c.14] Зависимость свойств коллоидных систем от дисперсности частиц можно показать еще на нескольких примерах. [c.14] Зависимость изменения свойств коллоидных систем от дисперсности частиц часто характеризуется максимумом-или минимумом, соответствующим определенной степени дисперсности. Так, например, цвет золей золота в проходящем свете имеет максимум, когда размеры частиц около 1 мк (рис. 2). [c.15] Непрерывное изменение степени дисперсности коллоидных систем (количественное изменение) приводит к скачкообразному качественному изменению свойств, например цвета. Двухфазная система с предельной степенью дисперсности (молекулярной) может стать даже однофазной. Так, Думанский еще в 1913 г. показал, что с увеличением дисперсности удельная поверхностная энергия коллоидной системы растет (рис. 3), но когда степень дисперсности приближается к молекулярной — резко падает. Таким образом, удельная поверхностная энергия достигает максимума в коллоидных системах. [c.15] Вернуться к основной статье