Получение коллоидных систем методами диспергирования

Учитывая то, что коллоидные растворы являются промежуточными системами между истинными растворами и взвесями, для получения коллоидных растворов можно исходить как из молекулярной степени раздробления частиц дисперсной фазы, укрупняя их до степени дисперсности в 1 —100 ммк (метод конденсации.), так и от грубых взвесей, уменьшая размеры частиц дисперсной фазы до коллоидных размеров (метод диспергирования, или пептизации). [c.111]

Молекулярная теория находит подтверждение в ряде фактов и наблюдений. Во-первых, определение молекулярных весов в раа-бавленных растворах полимеров методами, прямо указывающими молекулярный вес частиц (например, методом светорассеяния), однозначно показало отсутствие в таких растворах мицелл, т. е. частиц, состоящих из агрегатов молекул. Во-вторых, растворение высокомолекулярного вещества, как и растворение низкомолекулярных соединений, идет самопроизвольно, часто с выделением тепла. Например, достаточно желатин внести в воду, а каучук в бензол, чтобы через некоторое время без какого-либо вмешательства извне образовался раствор полимера в растворителе. При диспергировании же вещества до коллоидного состояния, как известно, требуется затрата энергии на преодоление межмолекулярных сил. В-третьих, растворы полимеров термодинамически устойчивы и при соответствующих предосторожностях могут храниться сколь угодно долго. Коллоидные растворы, наоборот, термодинамически неустойчивы и способны стареть. Это объясняется тем, что при растворении полимеров всегда образуется гомогенная система и свободная энергия уменьшается, как, и при получении растворов низкомолекулярных веществ, либо за счет выделения тепла в результате взаимодействия полимера с растворителем, либо за счет увеличения энтропии. При получении же гетерогенной коллоидной системы ее свободная энергия всегда возрастает в результате увеличения поверхности дисперсной фазы. В-четвертых, растворение высокомолекулярных соединений не требует присутствия в системе специального стабилизатора. Лиофобные же золи не могут быть получены без специального стабилизатора, придающего системе агрегативную устойчивость. Наконец, растворы полимеров находятся в термодинамическом равновесии и являются обратимыми системами к ним приложимо известное правило фаз Гиббса. [c.434]

Из классификации дисперсных систем по размеру частиц следует, что коллоидные растворы (золи) занимают промежуточное положение между молекулярными и грубодисперсными системами. Этим определяются два возможных пути получения коллоидных растворов. Один путь состоит в укрупнении частиц при агрегации молекул или ионов — такой метод называют конденсационным. Второй путь заключается в измельчении крупных частиц до коллоидной дисперсности, его осуществляют методом диспергирования. [c.410]

Учитывая, что коллоидные растворы занимают по размерам своих частиц промежуточное положение между грубодисперсными и молекулярно-дисперсными системами, для получения коллоидных растворов могут быть использованы две группы методов раздробление — диспергирование более крупных частиц до желаемой степени дисперсности, отвечающей величине коллоидных частиц, и укрупнение — объединение в агрегаты молекул или ионов до частиц, приближающихся по размерам к частицам коллоидных систем. [c.114]

Нетрудно заметить, что эти группы дисперсных систем грубо-дисперсные, коллоидно-дисперсные и молекулярно-дисперсные — связаны между собой взаимными переходами. Из истинного раствора можно получить коллоидный раствор, который затем можно превратить в грубо-дисперсную систему, и, наоборот, от грубо-дисперсной системы можно перейти к коллоидным растворам, а от коллоидных к истинным. На рисунке 71 представлена схема получения коллоидных растворов по методу диспергирования и конденсации. [c.205]

По размеру частиц золи занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами — порошками, суспензиями, эмульсиями. Поэтому все методы получения коллоидных систем можно разбить на две основные группы 1) диспергирование— дробление крупных частиц грубодисперсных систем до коллоидной дисперсности 2) конденсация — соединение атомов, ионов или молекул в более крупные частицы (агрегаты) коллоидных размеров. [c.181]

Для получения коллоидных растворов чаще всего применяются энергетически более выгодные конденсационные методы. Дело в том, что в процессе конденсации происходит уменьшение удельной поверхности, что связано с убыванием свободной энергии системы, в то время как при диспергировании удельная поверхность и свободная энергия системы сильно возрастают (за счет энергии, доставляемой системе извне). [c.13]

В природе происходит непрерывный процесс разрушения горных пород, приводящий в ряде случаев к образованию дисперсной системы таким путем в результате выветривания полевых шпатов образовалась повсеместно распространенная глина, В технике методом диспергирования пользуются для получения тонкодисперсных порошков серы, идущей на приготовление лекарств, а также для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений минеральных красок графита, применяемого против образования накипи в паровых котлах, и т. д. Для приготовления высокодисперсных порошков технике применяются специальные машины, так называемые коллоидные мельницы. [c.168]

Получение дисперсий полимеров. Водные дисперсии полимеров могут быть получены химическими и физикохимическими методами. При химическом методе дисперсная система образуется в процессе синтеза полимера путем эмульсионной полимеризации или поликонденсации. Физико-химические методы предусматривают диспергирование полимера в присутствии поверхностноактивных веществ или образование коллоидной системы полимера в момент его выделения из раствора при замене растворителя разбавителем. [c.8]

Для получения дисперсных систем из горных пород наиболее производительным является метод механического диспергирования (измельчения), которое осуществляют в дробилках и мельницах. Шаровые и стержневые мельницы дают измельчение, обеспечивающее требуемую крупность помола для получения, например, флотационной пульпы. В некоторых случаях требуется и более тонкое измельчение, осуществляемое в специальных коллоидных мельницах (мокрый помол). Следует отметить, что в ряде случаев существенна монодисперсность данной системы, т. е. ее однородность по крупности частиц дисперсной фазы. [c.238]

Дробление частиц дисперсной фазы при получении систем методом механического диспергирования, как правило, проводят в водной среде. Однако водные системы, если их частицы смачиваются органическими жидкостями, легко можно перевести в суспензии с неводной средой. Так, измельчение пигментов обычно ведут в воде, а затем, не высушивая, влажный пигмент смешивают с маслом, при этом гидрофобные частицы пигмента переходят в масло. Интересно, что для высокодисперсных коллоидных систем, полученных методом конденсации, этот способ замены среды обычно непригоден, так как при смешении гидрозоля с органической жидкостью частицы коллоидных размеров, как правило, собираются на поверхности раздела жидкостей. [c.252]

При получении коллоидных систем методом диспергирования работа, затрачиваемая на преодоление межмолекулярных сил при дроблении дисперсной фазы, запасается системой в виде свободной энергии на межфазной поверхности. Избыток свободной энергии делает систему термодинамически неустойчивой. Для придания сист.еме агрегативной устойчивости избыток свободной энергии должен быть уменьшен посредством адсорбции. Однако практически в результате адсорбции никогда не удается избавиться от свободной поверхностной энергии полностью, и поэтому устойчивость типичных коллоидных систем носит обычно временный характер. При дроблении вещества, понятно, увеличивается энтропия системы. Однако увеличение энтропии благодаря сравнительно большим размерам частиц не сказывается сколько-нибудь заметно на устойчивости коллоидного раствора. Только при очень малых межфазных поверхностных натяжениях увеличение энтропии может приводить к самопроизвольному диспергЦ. ойанию и образованию равновесных коллоидных систем. [c.239]

При получении коллоидных и микрогетерогенных систем с твердой дисперсионной средой методом диспергирования в расплавленной среде диспергируется газ, жидкость или твердое вещество. Такой расплав, обладающий еще свойствами жидкости, называется пирозолем. При охлаждении пирозоля он затвердевает и образует коллоидную или микрогетерогенную систему с твердой дисперсионной средой. Как мы видели на примере рубинового стекла, устойчивость пирозоля, а следовательно, и дисперсность системы с твердой средой можно повысить введением соответствующего стабилизатора. [c.398]

Эмульсии, подобно коллоидным системам, могут быть получены как конденсационным методом, так и диспергированием од1 ой жидкости в другой. Но конденсационный метод (напр1-мер, конденсация пара углеводорода в воде или замена растворителя) применяется очень редко и лишь для получения разбав- [c.141]

Аэрозолями называют коллоидные системы, образованные жидкими или твердыми частицами в газах (обычно в воздухе). Аэрозоли получают путем диспергирования при различных взрывах, при истирании, измельчении и др., и путем конденсации— из паров воды и углеводородов, при испарении из распыленных растворов, при химических реакциях некоторых газов (реакции NHs и H l с выделением дыма NH4 ) и др. В природе аэрозоли образуются путем диспергирования при обвалах, в водопадах, при выветривании и эрозии почв, а путем конденсации — при появлении облаков и туманов, при вулканических извержениях и др. Обычно методами диспергирования образуются более грубодисперсные и неоднородные аэрозоли, чем методами конденсации. Аэрозоли с жидкими частицами называют туманами, аэрозоли с твердыгуШ частицами, полученные путем диспергирования, — пылью, а конденсационные аэрозоли с твердыми частицами — дымами. [c.163]

Одним из методов получения гелеобразных топлив с высокой теплотворной способностью может быть создание суспензий частиц алюминия, бора, лития, бериллия и других веществ в нефтепродуктах. Другим путем получения дисперсий металлов может быть создание коллоидных растворов. При получении коллоидных растворов в углеводородной среде должны быть диспергированы твердые частицы с размером 1 —1 10 см. В этом случае диспергированное вещество и дисперсионная среда составляют коллоидную систему как едЕное целое. Однако получение таких коллоидных растворов высокой концентрации является трудной задачей, поэтому проще получение суспеншй порошкообразных металлов в углеводородах предотвращение оседаний порошков достигается повышением вязкости среды. В этом случае сравнительно грубодисперсные частицы твердых веществ с размерами 0,05—0,01 мм (порошок алюминия) или 0,0005—0,020 мм (пудра алюминия, бериллия) не являются непосредственно частью коллоидной системы, а представляют наполнители коллоидного раствора [5]. [c.91]

Особняком стоит метод пептизации, который может быть применен для приготовления некоторых золей и стойких суспензий. Он заключается в следующем. Коллоидный раствор или высокодисперсную систему получают, обрабатывая измельченный материал (сажа, графит глина) или промытый осадок (коагель) соответствующего вещества, полученный химической реакцией осаждения, небольшим количеством специального раствора пептизатора в результате получается коллоидный раствор или высокодисперсная система. Пептизировать можно далеко не все осадки плотные, тяжелые осадки не поддаются пептизации, наоборот, рыхлые, студенистые осадки (гидроокиси, сернистые металлы и т. п.), особенно свежеприготовленные, легко пептизируются. Формально пептизацию можно отнести к методам диспергирования, но это, конечно, неправильно. Основной элемент диспергирования — измельчение вещества до нужной степени дисперсности. Пептизируемый же осадок — это уже диспергированный материал, доведенный до коллоидной степени измельчения. Его частицы в результате коагуляции (соединения, слипания) образовали крупные агрегаты, что и привело систему в состояние седиментационной неустойчивости — к выпадению осадка. [c.225]

Диспергирование имеет большое значение во многих технологических процессах. Оно осуществляется путем механического измельчения, дробления, истирания на дробилках, жерновах и мельницах различного устройства. Такие методы широко применяются в цементной промыпт-ленности, при обогащении полезных ископаемых, в производстве минеральных красок, графита, фармацевтических и косметических препаратов, в пищевой и кондитерской промышленности. В результате измельчения, однако, получаются не коллоидные, а микрогетерогенпые системы с частичками размером в несколько микрон или даже десятков микрон. Для получения систем с более высокой дисперсностью необходимы дополнительные условия — введение в систему стабилизаторов и веществ, играющих при измельчении роль понизителей твердости. Наибольшую степень дисЬерсности можно получить, используя мельницы специальной конструкции — коллоидные мельницы. [c.220]

Эффективность процесса эмульгирования, которая определяет и устойчивость полученной эмульсии, зависит в основном от характера и интенсивности механического воздействия и от способа введения эмульгатора в эмульгируемую систему. Механическое воздействие вызывает диспергирование внутренней фазы на отдельные небольшие глобулы, так что чем ниже поверхностное натяжение на границе эмульгируемых фаз, тем меньше затрачивается работы на этот процесс. Действие коллоидных мельниц и гомогенизаторов разных типов сводится к созданию в жидкой среде наибольших сдвиговых усилий, облегчающих образование мелких однородных глобул. В системах с очень низким значением междуфазного поверхностного натяжения эмульгирование может происходить самопроизвольно без воздействия извне. В этом случае смешение фаз происходит благодаря конвекционным токам, вызываемым диффузией и небольшими местными разностями температур. Так, раствор пальмитиновой кислоты в парафиновом масле высокой степени очистки, будучи влит в водный раствор едкого натра, образует эмульсию самопроизвольно. На поверхности раздела фаз мыло, действующее как эмульгатор, образуется in situ и благодаря теплоте реакции и диффузии фазы смешиваются, образуя эмульсию [57]. Но при вливании парафинового масла в водный раствор пальмитата натрия самопроизвольного эмульгирования не происходит. Среди систем с очень низким междуфазным натяжением отмечено много других аналогичных примеров самопроизвольного эмульгирования [58]. Однако в большинстве случаев для образования эмульсий требуется механическое диспергирование, которое может быть осуществлено разными способами, от перемешивания вручную до использования сложных механических приспособлений. Один из наиболее эффективных методов образования змульсий заключается в одновременном пропускании обеих жидкостей [c.342]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология