Получение коллоидных дисперсных систем

Коллоидные растворы классифицируют по способности сухого остатка, полученного при осторожном выпаривании, растворяться в чистой дисперсионной среде. Системы, сухой остаток которых не способен самопроизвольно диспергироваться в дисперсионной среде, называются необратимыми (например, лиозоли металлов, гидрозоли иодида серебра и др.). Обратимыми коллоидными системами называются системы, у которых сухой остаток при соприкосновении со средой обычно сначала набухает, а затем самопроизвольно растворяется и образует прежнюю дисперсию (например, раствор желатины в воде или каучука в бензоле). Обратимость или необратимость коллоидной системы определяется отношением дисперсной фазы к дисперсионной среде. Дисперсная фаза обратимых коллоидов молекулярно взаимодействует с дисперсионной средой и поэтому способна в ней растворяться. По этому признаку дисперсные системы Делят на две основные группы лиофильные (обратимые) системы (истинно лиофильные и поверхност-но-лиофильные) и лиофобные (необратимые) системы. Если же дисперсионной средой системы является вода, эти два класса можно назвать соответственно гидрофильными и гидрофобными системами. Отсюда следует, что лиофобные коллоидные растворы являются типичными коллоидными системами, а лиофильные системы представляют собой не что иное, как растворы высокомолекулярных соединений. Существуют и промежуточные системы, которые трудно отнести к какому-либо одному из названных классов, например, золь 8102 и золи гидроксидов некоторых металлов. Лиофильные системы устойчивы, т. е. стабильны во времени, лиофобные системы неустойчивы и постепенно [c.17]

Коллоидные растворы занимают по степени дисперсности промежуточное положение между истинными растворами или, иначе говоря, молекулярно- и ионно-дисперсными системами и грубодисперсными системами. Поэтому они могут быть получены либо путем ассоциации (конденсации) молекул и ионов истинных растворов, либо раздроблением частиц грубодисперсных систем. Методы получения коллоидных растворов представлены двумя группами методы конденсации и дисперсионные методы. В отдельную группу может быть выделен метод получения коллоидных растворов с помощью пептизации. [c.294]

Дисперсные системы. Коллоидные растворы. Получение коллоидных растворов и и.х отличительные свойства. Степень дисперсности. Мицелла. Золи. Лиофильные и лиофобные коллоиды. Коагуляция и седиментация и причины образования осадка в коллоидных системах. Гели. Взаимная коагуляция коллоидов. Обратимые и необратимые коллоиды. [c.244]

Наряду с изучением рассеяния света дисперсной системой в целом применяются также методы, основанные на регистрации рассеяния (дифракции) света на единичных частицах. Этот метод — ультрамикроскопия — имел большое значение в развитии коллоидной химии. Для наблюдения рассеяния света отдельными частицами применяются оптические системы с темным полем. К их числу относятся ультрамикроскопы, в которых интенсивный сфокусированный световой поток направляется сбоку на исследуемую систему, а также конденсоры темного поля, которые используются в обычных микроскопах для создания бокового освещения. Регистрация светящихся точек, хорошо видимых на темном фоне и представляющих собой свет, рассеянный (дифрагированный) отдельными частицами, позволяет определить концентрацию частиц дисперсной фазы, наблюдать флуктуации их концентрации и броуновское движение. Такие опыты, проведенные Перреном, Сведбергом и рядом других ученых, явились подтверждением правильности теории броуновского движения (см. гл. V) и молекулярно-кинетической концепции в целом. С. И. Вавиловым был разработан иной метод изучения броуновского движения. В этом методе производилась фотосъемка частиц дисперсной фазы, находящихся в броуновском движении. Перемещение частиц приводило к тому, что их изображения на пластинках имели вид размазанных пятен в полном согласии с теорией броуновского движения средняя площадь этих пятен оказалась пропорциональной времени экспозиции. В этом методе удается фиксировать одновременно несколько частиц, что облегчает получение необходимого для статистического усреднения большого количества экспериментальных результатов. [c.171]

Частицы дисперсной фазы (мицеллы) имеют сложное строение, которое зависит от условий получения золя. Дисперсные системы получают двумя путями 1) физической и химической конденсацией ионов или молекул в агрегаты 2) диспергированием вещества до частиц коллоидных размеров порядка м. [c.187]

Наконец, весьма важными системами Т/Т являются гетерогенные сплавы, к которым принадлежит большинство технических металлов. В зависимости от условий получения сплав может иметь строение, соответствующее молекулярному раствору, коллоидной системе и грубой дисперсной системе. Например, в стали мы встречаемся со всеми переходами от истинного раствора (аустенит) через коллоидные растворы (мартенсит) вплоть до микрогетерогенных систем (перлит). В чугуне дисперсной фазой являются частицы углерода, размеры которых близки к коллоидным. [c.397]

В своих опытах Перрен получил значения N0, очень близкие к полученным другими методами. Труды Перрена доказали универсальность молекулярно-кинетической теории и применимость ее к коллоидно-дисперсным системам. [c.308]

Достаточно ли только увеличения дисперсности для получения коллоидной системы [c.220]

Примером комбинированного коллоида может служить выпускаемое в настоящее время в виде экспериментальных партий радиоактивное коллоидное золото Аи , покрытое серебром. Такие частицы приобретают свойства серебра в отношении поведения в организме, т. е. серебро в данном случае играет роль кондуктора дл я радиоактивного золота. Для получения указанной дисперсной системы производится восстановление серебра при наличии в растворе частиц коллоидного радиоактивного золота, которые служат центрами кристаллизации серебра. [c.39]

Превращение гомогенных растворов полимеров в коллоидные дисперсные системы может быть подтверждено ультрамикроскопическими наблюдениями в хорошо очищенных растворах полимеров заметен лишь общий диффузный фон, вызванный расея-нием на гомофазных флуктуациях, тогда как в полученных из них коллоидных системах могут быть обнаружены частицы. [c.320]

Размеры образующихся частиц зависят от условий проведения процесса конденсации, в принципе — от соотношения между скоростями двух одновременно идущих процессов образования зародышей и роста их. Для получения мелких частиц (т. е. частиц дисперсной фазы в будущей дисперсной системе) необходимо значительное преобладание скорости первого процесса над скоростью второго. Практически такие условия создаются либо в весьма разбавленных растворах реагирующих веществ, либо, наоборот, в достаточно концентрированных растворах, когда образуется сразу много зародышей кристаллизации, не успевающих вырасти до больших размеров. В первом случае образуется золь (коллоидная система), во втором получается мелкокристаллический осадок, который можно в определенных условиях перевести в коллоидный раствор. [c.77]

Основными двумя условиями получения коллоидных систем, -независимо от применяемых методов синтеза, являются нерастворимость или достаточно малая растворимость дисперсной фазы в дисперсионной среде и наличие в системе, в которой образуются частицы, веществ, способных стабилизировать эти частицы, а в случае конденсационных методов и замедлять (приостанавливать) их рост. Такими веществами могут быть как чужеродные вещества, специально вводимые в систему, так и соединения, образующиеся при взаимодействии дисперсной фазы с дисперсионной средой. [c.223]

Наиболее сложными кажутся на первый взгляд термодинами-ческие условия получения коллоидных систем методом конденсации. Может даже показаться, что золи, синтезированные, например, в результате химической реакции, образуются самопроизвольно и, следовательно, их получение сопровождается уменьшением свободной энергии системы. Однако не следует забывать, что при химической реакции свободную энергию системы следует сравнивать не со свободной энергией растворов исходных компонентов реакции, а со свободной энергией полученной системы с выкристаллизовавшейся дисперсной фазой- При этом причины неустойчивости коллоидных растворов, полученных методом конденсации, становятся совершенно ясными. [c.240]

Условия, необходимые для образования эмульсий, сходны с теми условиями, которые нужны для получения коллоидных си-, стем с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. Обе жидкости, образующие эмульсию, должны быть нерастворимы или мало растворимы друг в друге, и в системе должен присутствовать стабилизатор, который в этом случае называют эмульгатором. Эмульсии тем седиментационно устойчивее, чем ближе плотности обеих фаз. [c.368]

Как было выяснено ранее, чем выше дисперсность, тем больше поверхностное натяжение, тем больше склонность к самопроизвольному уменьшению дисперсности. Поэтому для получения устойчивых, т. е. длительно сохраняющихся, суспензий, эмульсий, коллоидных растворов необходимо ие только достигнуть заданной дисперсности, но и создать условия дл я ее стабилизации. Ввиду этого устойчивые дисперсные системы состоят не менее чем из трех компонентов дисперсионной среды, дисперсной фазы и третьего компонента — стабилизатора [c.294]

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]

Эти методы также основаны на конденсационном выделении новой фазы из пересыщенного раствора. Однако в отличие от физических методов, вещество, образующее дисперсную фазу, появляется в результате химической реакции. Таким образом, любая химическая реакция, идущая с образованием новой фазы, может быть источником получения коллоидной системы. [c.23]

Полученные тем или иным способом дисперсные системы обычно очищают от примесных молекул или ионов. Очищают также и дисперсные системы естественного происхождения (ла-тексы, сырую нефть, вакцины, сыворотки и др.). Среди методов очистки наиболее распространенным и важным является диализ, разработанный Грэмом. Для этой цели коллоидный раствор, подлежащий очистке, наливают в сосуд, который отделен мембраной от другого сосуда с чистой дисперсионной средой. В качестве полупроницаемой (проницаемой для молекул и ионов, но непроницаемой для частиц дисперсной фазы) мембраны применяют пергамент, целлофан, коллодий, керамические фильтры и другие тонкопористые материалы [3, с. 43]. В результате диффузии все растворимые молекулярные компоненты удаляются через мембрану во внешний раствор. Необходимый градиент концентрации поддерживают путем смены внешнего раствора. Очистка диализом длится обычно несколько суток повышение температуры способствует ускорению процесса, вследствие увеличения скорости диффузии. [c.24]

В предшествующих главах были рассмотрены закономерности, которые можно назвать коллоидно-физическими. Полученные уравнения включали физические (в частности, энергетические) и геометрические параметры. В этой главе мы переходим к химии коллоидного состояния. Химизм в дисперсных системах характеризуется составом не только отдельных фаз, но главным образом составом поверхностных слоев, величинами и или r = n js. Величина Гг — мера избыточного содержания компонента в поверхностном слое — мера адсорбции. [c.79]

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]

По дисперсности шламы представляют собой ионные, молекулярные и коллоидные дисперсии, не имеющие себе равных среди материалов, полученных механическим измельчением или образовавшихся в природе (цемент, глина). В отличие от твердых отходов, они не требуют сложной и энергоемкой операции помола [40]. Осадки сточных вод гальванических производств являются поли-дисперсными системами с размером частиц 1-20 мкм, из них около 70 % составляют фракции 1-10 мкм. [c.21]

Дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой, лиозоли, классифицируют по интенсивности молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз. При этом с учетом обратимости или необратимости взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды различают соответственно лиофильные илилиофобные дисперсные системы. Дисперсная система считается обратимой, если сухой остаток, полученный после выпаривания дисперсионной среды, самопроизвольно в ней растворяется при повторном контакте, образуя коллоидную систему. [c.17]

Продолжается активное развитие ряда фугих направлений коллоидно-химической науки и смежных областей знания учения об аэрозолях (играющего важную роль в создании методов защиты окружающей среды от загрязнения) физикохимии электроповерхностных явлений, включая коллоидно-химические аспекты борьбы с коррозией термодинамики поверхностных явлений и фазовых равновесий в дисперсных системах, теории электрокинетргаеских и оптических свойсгв коллоидных дисперсий изучения коллоидных свойств дисперсий ВМС (включая методы получения полимерных покрытий, особенности латексной полимеризации) исследований специфических коллоидно-поверхностных эффектов в кристаллах особенностей смачивания и других поверхностных явлений в высокотемпературных системах. Энергично развивается физико-химическая механика природных дисперсных систем (глинистые минералы, уголь, торф и др.) конструкционных и строительных материалов (стали, сплавы, керамика, материалы на основе минеральных вяжущих веществ) контакта твердых поверхностей, трения, смазывающего действия. [c.14]

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]

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]

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]

В это же время М. Фарадей разработал методы получения золей металлов (например, Аи, Ag) и показал, что коллоидные частицы в них состоят из чистых металлов. Таким образом, ко второй половине XIX в. сложился ряд представлений о жидких коллоидных растворах и других дисперсных системах. Обобщение в 60-х годах XIX в. этих взглядов, формулировка основных коллоидно-химических идей и введение термина и понятия коллоиды принадлежат Грэму. Изучая физико-химические свойства растворов, в частности диффузию, он обнаружил, что вещества, не кристаллизующиеся из раствора, а образующие студневидные аморфные осадки (АЬОз, белки, гуммиарабик, клей) обладают весьма малой скоростью диффузии, по сравнению с кристаллизующимися веществами (Na I, сахароза и др.), и не проходят через тонкие поры, например пергаментные мембраны, т. е. не диализируют, по терминологии Грэма. Основываясь на этом свойстве, Грэм разработал метод очистки коллоидов от растворенных молекулярных веществ, названный им диализом (см. главу II). После того, как был найден способ получения чистых объектов исследования, началось бурное развитие коллоидной химии. [c.18]

Измельчение твердых тел производят в мельницах различных конструкций, действие которых обычно основано на хрупком разрущенни прн ударе кусков измельчаемого материала о мелющие тела (например, стальные или фарфоровые шары) и стенки сосуда, в котором происходит измельчение для получения порошка с высокой дисперсностью измельчение иногда приходится производить в течение многих часов, или даже дней. Высокая скорость измельчения достигается в вибрационных мельницах, в которых барабан с измельчаемым материалом и мелющими телами совершает колебательные движения с частотой в несколько тысяч периодов в минуту. Высокая чистота измельчаемого материала может быть достигнута применением струйных мельниц, в которых измельчение осуществляется при взаимных соударениях летящих с большой скоростью частиц. Для получения высокодисперсных систем используются так называемые коллоидные мельницы, измельчение в которых осуществляется в полях с высоким градиентом скорости, возникающих, например, в тонком зазоре между быстро вращающимся конусом и неподвижной поверхностью через этот зазор прокачивается дисперсная система. Сходные конструкции применяются и для повышения дисперсности (гомогенизации) эмульсий, например молока. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология