Коллоидные системы, общие свойства

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]

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]

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]

Коллоидная химия изучает общие для всех дисперсных систем свойства. Эти общие свойства, объединяющие разнообразные дисперсные системы в единый объект исследования, обусловлены прежде всего дисперсностью фаз. [c.5]

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]

Гетерогенные коллоидно-дисперсные и гомогенные высокомолекулярные системы обладают целым рядом общих свойств, что и делает их объектом изучения коллоидной химии. [c.278]

Однако коллоидная химия изучает и другие высокодисперсные системы — растворы высокомолекулярных соединений белков, целлюлозы, каучука, которые на заре развития коллоидной химии получили название лиофильных (гидрофильных) золей и были причислены к типичным коллоидам, так как обладают общими свойствами, характерными для коллоидных систем. К этим свойствам относятся [c.326]

Коллоидная химия изучает свойства дисперсных систем. Дисперсные системы гетерогенны и обладают сильно развитой поверхностью. Степень раздробленности вещества характеризуется величиной удельной поверхности 5о, которая равна отношению общей поверхности частиц 3 к объему вещества и, подвергнутого дроблению [c.159]

С увеличением удельной поверхности возрастает и величина поверхностной энергии. Таким образом, результатом диспергирования (измельчения) вещества является увеличение роли поверхностных свойств в общих свойствах системы и одновременное увеличение абсолютного значения поверхностной энергии. Это обстоятельство определяет огромное значение поверхностных явлений для дисперсных систем. Поверхностные явления составляют основную причину высокой активности и термодинамической неустойчивости коллоидных систем, лежат в основе методов их приготовления и использования. [c.189]

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]

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]

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]

Та или иная дисперсная система предназначена для выполнения определенных функций служить исходным материалом для формования строительной конструкции, если это цементная смесь исполнить роль защитной или декоративной краски, если это суспензия пигмента подчинить движение жидкости воздействиям магнитного поля, если это коллоидный раствор ферромагнетика, и т. д. Возможность дисперсной системы выполнить предназначенную ей функцию зависит от ее рецептуры — наличия в составе системы частиц вяжущих, окрашенных или магнитных материалов. Однако качество продукта и технологичность его применения и получения определяются общим свойством любых дисперсных систем вне зависимости от их рецептуры — их устойчивостью. Устойчивость — это способность системы сохранять постоянство своих свойств во времени или при достаточно сильном изменении условий. Среди разнообразных свойств всеобъемлющим является равномерность распределения дисперсного материала по всему объему системы. Она определяется многими факторами, к числу которых относится устойчивость к некоторым частным конкретным изменениям состояния системы, среди которых наиболее важна устойчивость против коагуляции и оседания частиц. Терминология, касающаяся устойчивости, сложилась до того, как были выявлены многие детали и варианты изменения состояния взвесей. По этой причине толкование ряда понятий приобрело неоднозначность. Так, коагуляция — это слипание частиц и, кроме того, разрушение дисперсной системы, при которой происходит ее разделение на фазы осадок, дисперсионную среду. Слипание частиц, сопровождающееся не разрушением, а лишь изменением состояния системы, иногда желательным и полезным. Агрегативная устойчивость — способность дисперсной системы противостоять слипанию частиц в том или ином понимании сути этого явления. Слипание может быть разным как по характеру, так и по силе сцепления частиц. Понятие кинетической устойчивости обычно характеризует способность взвеси противостоять расслаиванию (оседанию частиц) за некоторый конечный интервал времени. Термодинамическая устойчи- [c.624]

В наших работах уже давно [4, 6, 8] было обращено специальное внимание на общее большое значение предельных обратимых высокоэластических и разрывных деформаций. Было отмечено, что эти параметры являются характерным показателем свойств системы, отражающим структуру ее частиц и определяющим деформируемость системы. Исследование разнообразных по структуре и свойствам дисперсных систем и растворов полимеров показало, что, подобно обычным твердым телам, могут быть сопоставлены по обратимой деформируемости и коллоидные системы. [c.208]

Если бы растворы высокомолекулярных веществ представляли собой такие же системы, то, несомненно, они должны были быть отнесены к настоящим коллоидным системам. Действительно, ряд авторов [3, 4] считают, что растворы высокомолекулярных веществ обладают теми признаками коллоидных растворов, которые перечислены выше, и поэтому относят их к коллоидным растворам, являющимся микрогетерогенными и термодинамически неустойчивыми. В качестве основного доказательства микрогетерогенности обычно фигурирует неприменимость правила фаз к процессам растворения и осаждения высокомолекулярных веществ, что в наиболее общей форме было сформулировано в правиле осадков Во. Оствальда. Вторым доводом служит явление старения и, вообще, наличие необратимых процессов (гистерезисные явления при осаждении и растворении). Косвенным доказательством наличия микрогетерогенности раствора высокомолекулярных веществ являются плохая воспроизводимость результатов, получаемых различными авторами при исследовании растворов высокомолекулярных веществ, и зависимость свойств этих растворов от метода их получения. [c.243]

Понимая под коллоидным раствором растворы, содержащие любые частицы с большим молекулярным или частичным весом, мы можем отнести к таким растворам и растворы высокомолекулярных веществ. Однако следует учитывать, что коллоидные растворы в таком смысле слова разделяются на две группы микрогетерогенные системы и истинные растворы веществ с большим молекулярным весом. Поэтому перенесение закономерностей, свойственных одной какой-либо группе, возможно лишь в тех случаях, когда это связано с общим свойством — большим молекулярным весом (например, молекулярно-кинетические свойства). [c.246]

Наши работы по реологии были начаты с исследований адсорбционных слоев в растворах, монослоев нерастворимых ПАВ и сопоставления этих свойств с реологическими свойствами объемных систем. Это привело к ряду выводов, имеющих общее значение для реологии. Эти выводы представлены в работах [4—9]. До этих работ коллоидные системы было принято делить на жидкие и твердые по признаку отсутствия или наличия предела текучести (по Шведову — Бингаму). Ранее считалось, что ниже предела текучести течение принципиально невозможно, а выше этого предела оно идет с постоянной вязкостью. В одних работах эту вязкость называли пластической [9а], в других — истинно релаксационной [10]. [c.203]

Золе- и гелеобразное желатинированное топливо отличается по физико-химическим свойствам от обычного жидкого, и поэтому возникает вопрос, на каких типах двигателей возможно использование этого топлива, можно ли использовать обычные существующие схемы или требуется специальная конструктивная разработка новых форм и схем двигателей. Коллоидные системы топлива только начинают внедряться в практику, и ряд специальных вопросов еще не разрешен и не исследован даже в общем виде. [c.217]

Золи являются гетерогенными системами. Из-за малого размера коллоидных частиц дисперсная фаза золя имеет колоссальную развитую общую поверхность, на которой проявляется поверхностная энергия. Наличие этой энергии у коллоидных частиц — одно из главнейших отличительных свойств коллоидной системы. [c.83]

Резко различаясь по природе устойчивости, оба основных типа коллоидных систем имеют много общего в свойствах, обусловленных размерами и формой частиц, и в разнообразных свойствах, не зависящих от наличия поверхности раздела. Изменения химического строения частиц и состава среды создают многочисленные переходы между коллоидными системами. [c.25]

Что касается группы дисперсных систем под рубрикой простых дисперсий или суспензий, то наиболее высокодисперсная часть из них (с 0 10 - 10 см ), непосредственно примыкающая к группе коллоидов под названием собственно суспензий, эмульсий и пен, также является объектом изучения современной коллоидной химии. Хотя эти системы обладают рядом особых специфических свойств, однако во многом они близки к коллоидам с мицеллярной структурой и изучаются теми же методами, а потому в более общем смысле мы будем и их причислять к коллоидным системам. Они также весьма важны в практическом отношении. [c.9]

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]

Общей характеристикой коллоидных растворов является свойство их дисперсной фазы взаимодействовать с дисперсионной средой. В этом отношении различают два типа золей. У одних золей частицы не имеют сродства к растворителю, слабо с ним взаимодействуют и образуют вокруг себя только тонкую оболочку из молекул растворителя такие коллоиды называются лиофобными (от греческого слова phobia — ненависть) в частности, если дисперсионной средой является вода, то такие системы называются гидрофобными, например золи металлов железа, золота, сернистого мышьяка, хлористого серебра и др. В системах, у которых между диспергированным веществом и растворителем имеется сродство, частицы приобретают более объемную оболочку из молекул растворителя. Такие системы получили название лиофильных (от греческого слова philia — любовь), а в случае водной дисперсионной [c.113]

Коллоидное состояние вещества является особым состоянием материи. Предметом изучения коллоидной химии являются микрогете-рогенные системы, содержащие частицы от имеющих размер от Ю до Ю м. Все дисперсные системы состоят как минимум из двух фаз -дисперсной фазы и дисперсионной среды. Общие свойства коллоидных систем изложены в работах [222-224]. [c.40]

В процессе флокуляции, согласно данным Ламера [309], преобладающим фактором, приводящим к образованию мостиков между частицами, является адсорбция полизлектролита,. но не электростатическое взаимодействие. Автор представил математический анализ кинетики флокуляции и дефлокуляции при динамическом равновесии системы. В соответствии с этими соображениями, флокуляция не может быть непосредственно объяснена в рамках теории ДЛФО. Электростатическое взаимодействие, с которым главным образом имеет дело теория-ДЛФО, не является определяющим при рассмотрении флокуляции. Основными факторами представляются специфические химические взаимодействия между коллоидными частицами и вызывающими флокуляцию агентами. Теория ДЛФО по существу не учитывает роль адсорбции различных веществ из раствора на коллоидных частицах, но рассматривает добавляемые к раствору вещества только с точки зрения нх влияния, оказываемого на свойства водной среды, а также электростатические и молекулярные силы между коллоидными частицами. Общий обзор физических аспектов флокуляции коллоидов при воздействии полимеров был представлен в работе [310]. [c.535]

Другим важным свойством коллоидной системы является вязкость. Вязкость синтетических латексов зависит от их концентрации, температуры, наличия электролита и др. С увеличением концентрации латекса вязкость его возрастает, причем для каждого вида латекса имеется своя критическая концентрация пастообразования. Современные знания в области синтетических латексов еще не позволяют найти общую теоретическую формулу для зависимости изменения вязкости латексов с изменением их концентрации. Это связано с тем, что латекс является весьма сложной системой. [c.263]

Основоположником крупнейшей научной школы по коллоидной химии в Советском Союзе является академик АН УССР А. В. Думанский. Ведущее место в ней занимают работы по коллоидному состоянию, химизму в коллоидных системах, их генезису, лиофильности и сольватации коллоидов и высокомолекулярных соединений. А. В. Думанским и его учениками развиты общие представления о механизме взаимодействия воды и других полярных и неполярных дисперсионных сред с поверхностью различных твердых фаз и макромолекул полимеров, дана термодинамическая трактовка процессов смачивания, подробно изучена связь между лиофильностью и диэлектрическими свойствами дисперсных систем. Освещена физико-химическая сторона процессов хлебопекарной, сахарной, торфяной и других отраслей промышленности, результаты которых обобщены в монографии [1]. [c.222]

Классификация носит условный характер. Грубодиснерсные и коллоидные системы, в которых существует физическая граница раздела фаз, в отличие от истинных гомогенных) растворов являются гетерогенными, т. е. многофазными (в простейшем случае — двухфазными). Причем суспензии с частицами размером порядка нескольких микрометров проявляют свойства, схожие с коллоидными системами, и их часто объединяют под общим названием микрогетерогенных систем. [c.13]

Можно считать, что классификация растворов, да1шая Оствальдом и основанная на различии размеров частиц растворенного вещества, в настоящее время является недостаточной. Несомненно, что все системы, содержащие частицы большого размера, независимо от их природы, будут обладать рядом общих свойств, и мы объединим их термином коллоиды лишь в этом смысле. Однако большинство свойств коллоидов, как то адсорбционные процессы, явления пептизации и коагуляции, оптические свойства и т. п., связывается с микрогетерогенностью коллоидных растворов и с определением коллоидных частиц как агрегатов, состоящих из большего или меньшего количества молекул и обладающих поверхностью раздела. К собственно коллоидным системам большинство исследователей относит именно системы, в которых частицы представляют собой подобные агрегаты в отличие от истинных растворов, содержащих вещество в молекулярной стенени дисперсности. При этом размеры молекул истинно-растворенного вещества, обладающего большим молекулярным весом (например, истинно-растворенные красители), могут иметь большие размеры, чем частицы тонко диспергированных коллоидов, как, например, золото или окись железа (15—20 А). Наконец в случае высокомолекулярных веществ мы имеем молекулы с молекулярным весом в несколько десятков и даже сотен тысяч, которые, по терминологии Оствальда, должны быть отнесены к коллоидным частицам. В то же время эти высокомолекулярные вещества могут присутствовать в растворе в виде отдельных молекул. Возникает вопрос, должны ли мы рассматривать растворы соединений с большим молекулярным весом как растворы коллоидные или же мы можем точнее передать их свойства, описывая их как истинные растворы Этот вопрос является одним из основных, хотя некоторые исследователи, как, например, Кройт [11, рассматривая коллоидные процессы, сознательно воздерживаются от обсуждения этого вопроса. [c.242]

При добавлении к золю высркомолекулярного соединения, например желатина, агрегативная устойчивость его значительно повышается. Объясняется это тем, что макромолекулы длиной до 800 10 м, адсорбируясь на поверхности коллоидных частиц, покрывают их мономолекуляриым слоем, из-за чего коллоидный раствор низкомолекулярного соединения превращается как бы в коллоидный раствор высокомолекулярного соединения с присущими ему свойствами. Если высокомолекулярного соединения будет добавлено недостаточно для мономолекулярного покрытия коллоидных частиц, то наблюдается не повышение, а понижение устойчивости золя. В этом случае одна длинная макромолекула, адсорбируясь своими отдельными звеньями одновременно на нескольких коллоидных частицах, как бы стягивает их в один общий агрегат, уменьшая тем самым агрегативную устойчивость коллоидной системы. При этом происходит сенсибилизация, т. е. повышение чувствительности коллоидного раствора к факторам коагуляции. Поскольку защищенный золь в противоположность незащищенному обладает высокой агрегативной устойчивостью, он может быть получен более концентрированным, о имеет большое физиологическое и техническое значение. Например, находящиеся в крови человека в коллоидном состоянии малорастворимые карбонаты и фосфаты кальция не выпадают в осадок потому, что защищены высокомолекулярными белковыми веществами. Когда при заболевании содержание защитных белковых веществ в крови становится недостаточным, карбонаты и фосфаты кальция начинают выпадать в осадок, образуя камни в почках, печени и других частях организма. Защитное действие высокомолекулярных соединений ши- [c.350]

Рассмотрение факторов, влияющих на коллоидную стабильность, и выявление ее связи с эксплуатационными свойствами масел позволяют наметить основные пути регулирования этого важного показателя свойств товарных масел. Регулирование -стойчивости дисперсий присадок в маслах связано с воздействием на характер межмолекулярных взаимодействий в системе, с изменением размеров надктцеллярных образований и сольватных оболочек, их окружающих [8,59,803. В общем случае для повьшюкия устойчивости коллоидной системы желательно обеспечить высокую степень дисперсности мицеллярных структур и минимальные изменения их при внешних воздействиях. Регулировать коллоидную стабильность товарных масел можно химическими и физическими путями. [c.58]

Кокбейн, Пендл и Тёрнер [54, 60] синтезировали привитые сополимеры на основе латекса натурального каучука и метилметакрилата с помощью Y-облучения и сравнили полученные результаты с результатами привитой сополимеризации, инициированной окислительно-восстановительной системой. Привитые сополимеры, полученные последним способом, известны как каучуки MG, а полимеры, синтезированные при облучении эмульсии, названы каучуками MGI. При исследовании коллоидных и пленкообразующих свойств обнаружились поразительные различия между этими двумя полимерами. Так, латекс MGI с общим содержанием полимера 28 вес.% при подкислении образует однородный коагулят, в то время как соответствующий латекс МО — отдельные хлопья. Латекс MGI при высыхании образует сплошную и очень эластичную пленку, а латекс MG — пленку с трещинами и изломами. Хотя в латексе MGI привитые цепи полиметилметакрилата имели больший молекулярный вес и было меньше гомополимера метилметакрилата, это не объясняет превосходных пленкообразующих свойств латекса MGI. В дальнейших экспериментах исследовалось применение водо- и маслорастворимых агентов передачи цепи полимеризации. [c.65]

Растворы ВС обладают некоторыми общими свойствами с коллоидными растворами, а именно они не проникают через полупроницаемую мембрану, медленнее диффундируют. Однако, несмотря на имеющиеся общие свойства коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных соединений, эти системы имеют принципиально качественное различие, а именно коллоидные растворы являются микрогетерогенными, относительно устойчивыми, а растворы высокомолекулярных соединений являются системами гомогенными и устойчивыми. Устойчивость и обратимость растворов вы-сокополимеров обусловливаются их самопроизвольным образованием. [c.306]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология