Коллоидные системы, общие

При дроблении вещества суммарная поверхность его частиц увеличивается весьма значительно. В табл. 33 приведены результаты подсчета общей поверхности частиц, получаемых при дроблении кубика вещества с длиной ребра ъ см ня кубики меньших размеров. Так, если при дроблении получены кубики с длиной ребра 10 см (частицы таких размеров встречаются в некоторых коллоидных системах), эта поверхность равняется 6000 лi , т. е. 0,6 га. [c.354]

Коллоидные системы представляют собой частный вид дисперсных систем. К коллоидным относятся системы со сравнительно высокой степенью дисперсности размер частиц составляет от 10 до 2000 А. Таким образом, коллоидные системы по степени дисперсности частиц должны быть помещены между грубодисперсными системами и молекулярно-дисперсными, т. е. истинными растворами (в последних растворенное вещество находится в растворителе в виде отдельных молекул или ионов). В коллоидных системах частицы не могут быть обнаружены с помощью обычного микроскопа. Таким образом, коллоидные системы являются системами гетерогенными (точнее — микрогетерогенными), так как частицы дисперсной фазы составляют самостоятельную фазу, обладающую некоторой поверхностью, отделяющей ее от дисперсионной среды. Вследствие малого размера частиц общая поверхность их в коллоидных системах очень велика и составляет десятки, сотни и тысячи квадратных метров на грамм дисперсной фазы. Очень сильное развитие этой поверхности раздела и обусловливает особенности в свойствах, присущие коллоидным системам. [c.504]

Лиофобные коллоиды являются гетерогенными высокодисперсными коллоидными системами. К ним принадлежат большей частью системы из неорганических веществ в водной дисперсионной среде, которые и представляют наибольший интерес для нашего курса. Типично лиофобные коллоиды при выделении дисперсной фазы образуют осадки, порошкообразные по структуре и не содержащие значительных количеств дисперсионной среды. Впрочем, наряду с типично лиофобными коллоидами существуют и такие лиофобные в общем коллоиды, которые обладают уже некоторой, и иногда довольно значительной, лиофильностью. К ним принадлежат, например, гидрозоли кремнезема (точнее — кремневых кислот), гидроокиси алюминия и др. В таких коллоидах частицы дисперсной фазы связывают большие количества воды и могут в известных условиях удерживать значительную часть ее ири выделении из раствора, образуя при этом студнеобразные продукты. В определенных условиях такие золи способны даже застудневать (желатинироваться), не выделяя воды, т. е. полностью удерживая (и связывая) ее. [c.507]

В лиофильных коллоидных системах данное дисперсное состояние является энергетически более выгодным, чем любое другое состояние прн том же соотношении компонентов. Менее же энергетически выгодными (с большей общей энергией Гиббса) будут состояния двух сопряженных сплошных фаз или состояние истинного раствора. [c.284]

Одним из видов существования микрогетерогенных систем считаются порошки. С учетом классификации дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсионной среды и дисперсной фазы порошки можно считать аэрозолями. В общем случае дисперсионной средой в порошках является воздух, а дисперсной фазой — различные вещества. Размеры частиц дисперсной фазы порошков колеблются в широких пределах. В зависимости от этого они могут рассматриваться в случаях высокой дисперсности, как коллоидные системы. [c.26]

Сажа, в других случаях определяемая более общим названием — технический углерод, несмотря на то что рассматривается вместе с микрогетерогенными системами, в обычных условиях может быть отнесена к типичным коллоидным системам. Размеры частичек сажи, полученной разными методами, приведены в табл. 1.3 и, как видно, колеблются в пределах, характерных для дисперсной фазы коллоидных систем. [c.26]

Нефтяные системы характеризуются сложным химическим составом и агрегатным состоянием отдельных компонентов, строением, свойствами и размерами частиц структурных образований, уровнем межмолекулярного взаимодействия в системе и имеют много различий с типичными коллоидными системами. Несмотря на это многие нефтяные и коллоидные системы объединяет одно общее свойство, заключающееся в том, что для них характерны высокоразвитые поверхности раздела фаз и все связанные с этим особенности их поведения в различных условиях существования. Изучение свойств таких систем и основных закономерностей, которым они подчиняются, является предметом коллоидной химии. [c.33]

Для очистки лиофобных коллоидов применяются те же методы, что и для очистки растворов высокомолекулярных веществ. Коллоидные системы часто содерж,ат низкомолекулярные растворимые компоненты, которые по той или иной причине необходимо удалить. Таковыми могут быть, например, электролиты, присутствие которых обычно уменьшает стабильность коллоида, так что полученный коллоид следует от них очищать. Общий принцип отделения коллоида от молекулярно-растворенных веществ основан на большой разнице в размерах между коллоидными частицами и молекулами и на способности последних проникать сквозь очень тонкие поры в мембранах. [c.14]

В настоящее время коллоидная химия занимается уже не только химическим строением и химическими реакциями, протекающими в коллоидных системах, ио и физической структурой, физическими (и даже механическими) свойствами и физико-химическими процессами, характерными для высокодисперсных и высокомолекулярных систем. Вот почему правильнее было бы назвать этот раздел науки более общим термином — физическая химия дисперсных систем. [c.275]

Агрегативная неустойчивость является центральной проблемой коллоидной химии, и уже в начале курса следует хотя бы в самом общем виде рассмотреть, какие причины обусловливают агрегативную неустойчивость коллоидных систем и почему многие коллоидные системы, несмотря на их принципиальную агрегативную неустойчивость, существуют весьма продолжительное время. Причины неустойчивости коллоидных систем могут быть объяснены с двух точек зрения — термодинамической и кинетической. [c.18]

Причины той или иной окраски данной коллоидной системы чрезвычайно ложны. На окраску коллоидных систем влияют не только природа дисперсной фазы и дисперсионной среды, но и дисперсность частиц, их форма и строение, так как эти факторы влияют на рассеяние и абсорбцию света. Кроме того, окраска коллоидных систем может зависеть от способа приготовления золя и от условий его наблюдения (в проходящем и отраженном свете). Поэтому ниже приведены только самые общие соображения, которые должны быть приняты о внимание при рассмотрении причин той или иной окраски золя. [c.43]

Коллоидные системы термодинамически неустойчивы, обладают высокой адсорбционной способностью и самопроизвольно разрушаются путем агрегирования частиц. В результате уменьшается общая поверхность и поверхностный изобарно-изотермический потенциал. Стремление коллоидных систем к слипанию называется агрегативной неустойчивостью. Препятствием для агрегации служат защитные, стабилизирующие слои на поверхности частиц, возникающие в результате адсорбции. [c.262]

При высокой степени пересыщения образуется большое число зародышей новой фазы. В результате вещество выделяется в виде большого числа мелких частиц, т. е. обладает сильно развитой общей поверхностью, характерной для коллоидных систем. Если среда не способствует стабилизации мелких частиц, то наиболее мелкие из них (так как характеризуются большей растворимостью, чем крупные) растворяются с образова нием пересыщенного по отношению к крупным кристаллам раствора. В результате последние будут расти за счет растворения мелких кристаллов. Подобный процесс укрупнения осадка часто наблюдается в разных системах. Если же высокодисперсное состояние частиц стабилизируется, например, путем адсорбции на поверхности их соответствующих ионов или образованием на них более или менее прочно связываемой гидратной (сольватной) оболочки, то коллоидная система может сохраняться во времени и укрупнение частиц происходит достаточно медленно. Следует подчеркнуть, что коллоидное состояние такой системы не зависит от аморфной или кристаллической структуры самих частиц. [c.21]

Так как адсорбция происходит на поверхности тела, то количество адсорбируемого водяного пара возрастает при всяком увеличении поверхности. Последнее может достигаться развитием системы внутренних пор и капилляров или повышением степени дисперсности порошкообразных материалов. В современных промышленных адсорбентах (например, в активных углях) в результате соответствующей обработки удается довести общую поверхность пор и капилляров до нескольких сот квадратных метров на 1 г вещества. Наибольшей степени развитие поверхности достигает в коллоидных системах, вследствие чего для них адсорбционные процессы приобретают особо большое значение. [c.26]

Характерные оптические свойства типичных коллоидных растворов обусловливаются микрогетерогенностью, лежащей в основе их отличия от гомогенных истинных растворов. Рассмотрим общие закономерности прохождения света через коллоидные системы. Если пучок света падает на поверхность какой-либо частицы, линейные размеры которой больще длины волны падающего на нее света, происходит отражение его по законам геометрической оптики. При этом часть света может проникать внутрь частицы, испытывать преломление, внутреннее отражение и поглощаться. В случае частиц, имеющих размеры менее половины длины волны падающего на них света, отражения света от плоскостей частицы в определенных направлениях не происходит, свет рассеивается по всем направлениям, огибая частицы, встречающиеся на его пути (явление дифракции). Явление рассеяния света при прохождении яркого пучка через газообразную или жидкую среду, в которой взвешены мельчайшие частицы, впервые наблюдал Д. Тиндаль в виде светящегося конуса (рис. 102). Это явление получило название явления Тиндаля. Далее было установлено, что при пропускании пучка света через чистую воду и другие чистые жидкости, а также через истинные растворы с низкомолекулярным растворенным веществом эффект Тиндаля не наблюдается. Такие среды получили название оптически пустых. Таким образом, эффект Тиндаля явился важным средством для обнаружения коллоидного состояния, т. е. микрогетерогенности системы. [c.316]

Следует отметить, что коллоидные системы с твердой дисперсионной средой сравнительно еще мало изучены. Это в известной мере относится и к углям. Органическая часть угольного вещества в процессах метаморфизма (превращения) из растительных остатков претерпевает глубокие химические и физико-химические изменения проходя через схему торф — бурый уголь — каменный уголь. Эти процессы сопровождаются обильным газовы-делением и обуглероживанием (накопление углерода) твердого остатка, что связано с существенными изменениями общей характеристики угольного вещества. По современным представлениям каменный уголь в основном— высокомолекулярный природный полимер, а бурый уголь в известной части представляет коллоидную систему с твердой дисперсионной средой. [c.261]

Микрогетерогенные и грубодисперсные системы также рассматривают в курсе коллоидной химии, поскольку они имеют много общего с типичными коллоидными системами. Общность свойств определяется тем, что для обеих групп характерны высокоразвитая поверхность раздела и все особенности, с нею связанные. [c.4]

Прибавление электролитов согласно теории снижает не общий заряд коллоидной системы (как это предполагалось в адсорбционной теории), а только величину -потенциала до критического значения (см. рис. 39, стр. 95), при котором золь теряет устойчивость и коагулирует. По изменению толщины диффузного слоя в зависимости от концентрации электролита и валентности ионов были подсчитаны соотношения порогов коагуляции, подтверждающие эмпирическое правило Шульце — Гарди. Несовершенство теории Мюллера состоит в том, что она совсем не учитывает адсорбционный эффект внедрения ионов в штерновский слой и не обосновывает значение критического потенциала (ем. гл. IV, 2, 6). [c.117]

Типичные микрогетерогенные системы седиментационно неустойчивы частицы их Движутся под действием силы тяжести. Поэтому в них нельзя наблюдать диффузию и осмотические явления. Однако по остальным свойствам микрогетерогенные системы (особенно с жидкой дисперсионной средой) имеют много общего с коллоидными системами. Они так же, как и коллоиды, могут быть получены дисперсионным и конденсационным методами. Микрогетерогенные системы из-за развитой поверхности раздела фаз неустойчивы и термодинамически. Им можно придать агрегативную устойчивость, адсорбируя на их частицах ионы и поверхностноактивные вещества. Наиболее надежно стабилизируют микрогетерогенные системы (так же как и коллоиды) прочные студнеобразные пленки, образуемые мылами и высокополимерами. Исключение составляют системы с газообразной дисперсионной средой (сухие порошки, пыль, дымы, туманы), стабилизацию которых нельзя осуществить подобным путем. [c.133]

Лиофильные вещества, т. е. вещества с высокой энергией сольватации, в общем случае являются растворимыми и не могут, таким образом, участвовать в коллоидной системе. [c.262]

Высокополимерные и высокомолекулярные соединения (ВМС) и их растворы занимают особое место в коллоидно-химической классификации. Растворы ВМС, являясь, по существу, истинными молекулярными растворами, обладают в то же время признаками коллоидного состояния. При самопроизвольном растворении ВМС диспергируются до отдельных макромолекул, образуя гомогенные, однофазные, устойчивые и обратимые системы (например, растворы белка в воде, каучука в бензоле), принципиально не отличающиеся от обычных молекулярных растворов. Однако размеры этих макромолекул являются гигантскими по сравнению с размерами обычных молекул и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Приведенные на стр. 13 данные показывают, что размеры макромолекул (гликоген) могут быть не меньшими, а иногда большими, чем размеры обычных коллоидных частиц (золь Аи) и тонких пор. Поскольку дисперсность, как мы уже видели, существенно влияет на свойства системы, очевидно, что растворы ВМС должны обладать рядом признаков, общих с высокодисперсными гетерогенными системами. Действительно, по целому ряду свойств (диффузия, задержка на ультрафильтрах, структурообразование, оптические и электрические свойства) растворы ВМС стоят ближе к коллоидным системам, нежели к молекулярным растворам. Поскольку растворы ВМС диалектически сочетают свойства молекулярных растворов и коллоидных систем, целесообразно называть их, по предложению Жукова, молекулярными коллоидами, в отличие от другого класса, — типичных высокодисперсных систем — суспензоидов [1]. [c.14]

Поскольку дисперсность существенно влияет на свойства системы, очевидно, что растворы ВМС должны обладать рядом признаков, общих с высокодисперсными гетерогенными системами. Действительно, по многим свойствам (диффузия, задержка на ультрафильтрах, структурообразование, оптические и электрические свойства) растворы ВМС стоят ближе к коллоидным системам, нежели к молекулярным растворам. Поскольку растворы ВМС диалектически сочетают свойства молекулярных растворов и коллоидных систем, целесообразно называть их, по предложению Жукова [1], молекулярными коллоидами, в отличие от Другого класса,— типичных высокодисперсных систем — су с п е н-ЗОИ до в [1]. [c.16]

Представление И. П. Пескова о двух типах устойчивости легко объясняет указанное противоречивое влияние температуры на устойчивость золей. Повышение температуры, а значит, и энергии броуновского движения препятствует оседанию частиц и тем способствует повышению кинетической устойчивости. Повышение кинетической энергии частиц способствует более частым и эффективным столкновениям, преодолению сил отталкивания и, следовательно, слипанию частиц, т. е. ведет к понижению агрегативной устойчивости. Одновременно с понижением агрегативной устойчивости уменьшается и кинетическая устойчивость, и в целом общая устойчивость коллоидной системы. [c.325]

Коллоидными системами называют сложные многокомпонентные системы — золи, суспензии, эмульсии, аэрозоли, — обладающие общими характерными признаками гетерогенностью,- определенной дисперсностью (порядок среднего радиуса частиц колеблется в пределах 10-э— 10 м) и агрегативной неустойчивостью без стабилизатора. [c.3]

При всем многообразии форм и размеров частиц загустителя, образующихся при охлаждении, смеси компонентов, общим для них является способ формирования структурного каркаса. В процессе охлаждения коллоидного (мыльные смазки) или истинного (углеводородные смазки) раствора происходит кристаллизация загустителя с одновременным ростом и связыванием кристаллов (bo iokoh) друг с другом и образованием кристаллической сетки. В обычных коллоидных системах (с малым содержанием твердой фазы) частицы дисперсной фазы при столкновениях коагулируют и выпадают в осадок. Высокая концентрация дисперсной фазы в смазках препятствует коагуляции частиц, они формируют пространственный структурный каркас. Чем выше анизометричность (соотношение их длины и ширины) частиц загустителя, тем более прочную структуру они образуют. [c.356]

Следует отметить, что коллоидные системы, в которых дисперсионной средой является органическая жидкость, объединяются под общим названием органозоли. По аналогии к органозолям можно отнести в некоторых случаях и нефтяные дисперсные системы. Учитывая наличие в нефтяной системе гетеросоединений, ее можно называть гетероорганозоль. [c.38]

Гетерогенные системы отличаются от гомогенных тем, что в них существуют межфазные границы. Свойства вещества и распределение компонентов в тонком слое, примыкающем к межфазной границе, отличаются от их объемных значений. Эти особенности влияют на общие свойства какой-либо системы тем сильнее, чем больше ее межфазная поверхность. В недиспергированных гетерогенных системах их влияние очень слабое, так как толщина слоя, обладающего особыми свойствами, чрезвычайно лала. При диспергировании фаз оно возрастает вследствие сильного увеличения их поверхности, приобретая исключительное значение в коллоидных системах. [c.74]

Влияние концентрации коллоидной системы. Исходя из самых общих представлений, можно предполагать, что при разбавлении всякой коллоидной системы -потенциал должен возрастать, так как толщина двойного электрического слоя увеличивается в результате уменьшения концентрации противоионов в растворе. Вместе с тем при разбавлении может наблюдаться десорбция потен-циалопределяющего иона с поверхности дисперсной фазы, что должно приводить к падению фо-потенциала и соответственно -потенциала. Концентрирование коллоидной системы обуславливает, конечно, прямо противоположное действие. В каком направлении в итоге изменяется -потенциал при изменении концентрации коллоидной системы, очевидно, определяется тем, влияние какого из [c.195]

На рис. 10.17 приведены зависимости величин Еот и Е р от расстояния между коллоидными частицами. Как видно, результирующая энергия взаимодействия (кривая 3 на рис. 10.17) приводит к притяжению (Е в < 0) на очень м 1лых и отталкиванию (E b > 0) на больших расстояниях. между частицами. Решающее значение для устойчивости дисперсных систем имеет величина потенциальног о барьера отталкивания (Е акс), которая, в свою очередь, зависит от хода кривых Еот и Е р. При больших значениях этого барьера коллоидная система устойчива. Слипание коллоидных частиц возможно лишь при достаточном их сближении. Это требует преодоления потенциального барьера отталкивания. Прн некоторых небольших положительных значениях Емакс (кривая 3) преодолеть его могут лишь немногие коллоидные частицы с достаточно большой кинетической эиер-гией. Это соответствует стадии медленной коагуляции, когда только пебо.ш.шая часть соударений коллоидных частиц приводит к их слипанию. При медленной коагуляции со временем происходит некоторое уменьшение общего числа коллоидных частиц в результате образования агрегатов из 2—3 первичных частиц, но коагулят не выпадает. Подобную коагуляцию, не сопровождающуюся видимым изменением коллоидного раствора, называют скрытой коагуляцией. При Дс1льнейшем уменьшении потенциального барьера скорость коагуляции, характеризуемая изменением числа частиц в единицу времени, возрастает. Наконец, если потенциальный барьер переходит из области отталкивания в область притяжения (кривая 4 на рис. 10.17), наступает быстрая коагуляция, когда каждое [c.309]

Коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой (Г/Ж, Ж/Ж и Т/Ж) называют лиозолями (отгреч. лиос — жидкость). В зависимости от дисперсионной среды лиозоли называют гидрозолями, алкозолями, этерозолями, бензозолями (их дисперсионной средой являются соответственно вода, алкоголь, эфир, бензол). Иногда все коллоидные системы, дисперсионная среда которых является органической жидкостью, объединяют под общим названием органозолей. Микрогетерогенные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой в физико-химии поверхностных явлений и дисперсных систем обычно называются суспензиями. [c.17]

Различают лиофильные и лиофобные коллоидные системы (см. 3 данной главы). Лиофильные коллоиды в общей формулировке, данной еще Фрейндлихом (1910 г.), являются по существу растворами высокомолекулярных соединений. Однако при самопроизвольном диспергировании твердого тела или жидкости в жидкой среде может образоваться и гетерогенная термодинамически устойчивая система — лиоэоль, которую и при углублении представлений о высокомолекулярных соединениях и коллоидных растворах можно называть лиофильной коллоидной системой. [c.240]

Понятие дисперсность неделесообразно распространять на гомогенные (молекулярные) растворы, на отдельные атомы, электроны, ядра и многие другие объекты, ибо это привело бы к потере специфических особенностей содержания, сохраняя лишь идею дискретности (зернистости) материи. Конечно, такое ограничение условно, и наиболее общие закономерности, связывающие воедино коллоидные системы с молекулярными, атомными, ядерными (например, гипотеза капельно-жидкого состояния ядра атома) и другими, могут быть установлены лишь на основе универсальности понятия дисперсности. Однако в начале изучения коллоидной химии целесообразно прежде всего уяснить специфику ее объектов. Таким образом, понятие дисперсности мы будем применять лишь к крупным (относительно обычных молекул) частицам и макромолекулам. В соответствии с этим все дисперсные системы можно классифицировать следующим образом [c.6]

Существование двойного электрического слоя (ДЭС) ионов и скачка потенциала на границе раздела двух фаз играет важную, а иногда — основную роль не только в адсорбции понов и ионном обмене, но и во многих других явлениях, важных для теории и практики. К ним относятся электродные процессы, электрокапил-лярные и электрокинетические явления, процессы переноса вещества и энергии через коллоидные системы, поляризационные явления, происходящие при этом, и наконец, явления, связанные с электростатическим взаимодействием коллоидных частиц, определяющим в значительной степени устойчивость дисперсной системы. Все эти феномены, к знакомству с которыми мы переходим, оказываются взаимосвязанными посредством ДЭС. Для выражения этой связи мы вводим термин, появившийся последнее время в литературе, — э л е к т р о п о в е р х н о с т н ы е явления. Этим общим термином мы обозначаем все следствия, имеющие своей причиной существование ДЭС на поверхности раздела фаз. Круг их настолько обширен, что часть из них, непосредственно не связанная с дисперсными системами, рассматривается в электрохимии, в физике твердого тела, в геофизике и других дисциплинах. Однако несомненно, что обобщенное изучение всех следствий существования ДЭС должно составить предмет физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. [c.192]

К общим условиям получения коллоидных систем независимо от применяемых методов относятся следующие 1) нерастворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде 2) достижение коллоидной дисперсности частицами дисперсной фазы 3) наличие в системе, в которой образуются частицы дисперсной фазы, третьего компонента — стабилизатора, который сообщает коллоидной системе агре-гативную устойчивость. Стабилизаторами могут [c.181]

Вместе с тем у микрогетерогенных и грубодисперсных систем есть и общие признаки с коллоидными системами. Они гетерогенны, т. е. состоят из нескольких фаз с достаточно большой поверхностью раздела, а следовательно, и со значительным запасом поверхностной энергии. Поэтому, как и коллоидные системы, микрогетерогеиные и грубодисперсные системы термодинамически неравновесны и у них существует тенденция к самопроизвольному уменьшению дисперсности путем агрегации частиц дисперсной фазы. Агрегативная устойчивость таких систем, за исключением систем с газовой дисперсионной средой, также обусловлена стабилизатором, который адсорбируется на. частицах дисперсной фазы, [c.221]

Осаоваые типы дисперсных систем. По дисперсности, т. е. размеру частиц дисперсной фазы или отношению общей площади межфазной пов-сти к объему (или массе) дисперсной фазы (уд. поверхности), Д.с. условно делят на грубодисперсные и тонко(высоко)дисперсные. Последние, по традиции, наз. коллоидно-дисперсными или просто коллоидными системами. В грубодисперсных системах частицы имеют размеры от 1 мкм и вьшле (уд. пов-сть не более 1 м /г), в коллоидных - от 1 нм до 1 мкм (уд. пов-сть достигает сотен м /г). Дисперсность оценивают по усредненному показателю (среднему размеру частиц, уд. пов-сти) или дисперсному составу (см. Дисперсионный анализ). Тонкопористые тела характеризуют пористостью-понятием, аналогичным дисперсности. [c.80]