Коллоидные системы лиофобные, агрегативная

Агрегативная устойчивость дисперсных систем в очень сильной степени зависит от состава дисперсионной среды и может быть резко, изменена введением и нее даже очень малых количеств чужеродных электролитов. По влиянию добавок электролитов на устойчивость коллоидные системы можно разделить на два класса лиофобные и лиофильные системы. В лиофобных системах при добавлении электролитов резко увеличивается скорость коагуляции. После перехода через некоторый предел — критическую концентрацию — скорость коагуляции достигает предельного значения, характеризующего так называемую быструю коагуляцию. Лиофильные коллоидные системы коагулируют, если концентрация прибавляемого электролита весьма велика — порядка молей на литр. [c.260]

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]

Вопросы устойчивости дисперсных систем занимают центральное место в коллоидной химии, поскольку основной класс коллоидных систем — лиофобные коллоиды — термодинамически нестабильны, т. е. склонны к коагуляции. Коагуляция представляет собой процесс слипания (или слияния) частиц дисперсной фазы при потере системой агрегативной устойчивости. Придание системам устойчивости требует специальных методов стабилизации. Только при таких условиях возможно получение и использование многих ценных материалов, продуктов и других изделий, в частности лекарственных препаратов, аэрозольных средств и т. д. [c.424]

К системам, в которых наблюдаются обратимые переходы подобного рода, относятся водные растворы многих поверхностноактивных веществ, например, мыл и мылоподобных веществ, а также растворы таннидов (дубильных веществ) и некоторых красителей. Эти растворы, если в них содержатся частицы, состоящие из большого числа молекул, с полным правом можно отнести к лиофильным коллоидным системам, так как они обладают признаками коллоидных систем — гетерогенностью и высокой дисперсностью, но в отличие от лиофобных коллоидных систем термодинамически равновесны,и агрегативно устойчивы. [c.399]

Как и лиофобные коллоидные системы, грубодисперсные системы являются агрегативно неустойчивыми и нуждаются в стабилизации. [c.127]

По мнению ряда исследователей [318—321], в результате адсорбции молекул ПАВ на коллоидных частицах лиофобных золей происходит лиофили-зация их поверхности и образуются системы, агрегативная устойчивость которых обеспечивается благодаря возникновению сольватных слоев перекрытие последних связано с проявлением сил отталкивания. (Прим. ред.) [c.59]

Лиофобные и лиофильные коллоидные системы можно различать и чисто феноменологически. Для первых характерна высокая чувствительность (потеря агрегативной и, в конечном счете, седиментационной устойчивости) к добавкам электролитов, тогда как лиофильные золи не коагулируют даже при относительно высоком содержании в растворе электролитов. [c.7]

Лиофобные золи термодинамически неустойчивы. Дисперсная фаза в них слабо взаимодействует со средой. Вследствие избытка свободной межфаз-ной энергии такие системы постоянно сохраняют тенденцию к распаду путем самопроизвольного укрупнения коллоидных частиц. Однако агрегативно устойчивые лиофобные золи способны сохраняться годами и десятилетиями без видимых изменений дисперсности. Объясняется это тем, что поверхностный слой М. лио-фобных золей образован адсорбированными молекулами или ионами стабилизатора — третьего компонента системы, растворенного в дисперсионной среде. Слой стабилизатора препятствует сближению и слипанию (коагуляции) М. под влиянием близкодействующих сил притяжения. Препятствием к сближению частиц м. б. различные факторы расклинивающее давление жидкой дисперсионной среды, сольватно связанной молекулами или ионами стабилизатора электро- [c.128]

Суспензии — системы лиофобного типа, в них взаимодействие частиц со средой выражено слабо, а поверхность сольватирована (см. стр. 94) благодаря адсорбированным на ней веществам — стабилизаторам, определяющим агрегативную устойчивость суспензии. Подобно коллоидным растворам суспензии могут быть получены диспергированием (например, в коллоидных мельницах) или конденсацией. Иногда суспензии образуются при коагуляции коллоидных растворов. [c.147]

Важно отметить, что каждый этап развития коллоидной химии не был простым отрицанием предыдущего, а преодолением исторической ограниченности предыдущего этапа. Современное деление коллоидных систем на лиофобные дисперсные системы и растворы высокомолекулярных веществ не отрицает лиофильности последних, а подчеркивает невозможность сведения к лиофильности принципиально иных свойств молекулярных растворов полимеров. Установление природы агрегативной устойчивости коллоидных систем не умаляло роли размеров коллоидных частиц, а Выяснило невозможность сведения всех свойств коллоид- [c.13]

Важно отметить, что каждый этап развития коллоидной химии был не простым отрицанием предыдущего, а преодолением исторической ограниченности предыдущего этапа. Современное деление коллоидных систем на лиофобные дисперсные системы и растворы высокомолекулярных веществ не отрицает лиофильности последних, а подчеркивает невозможность сведения к лиофильности принципиально иных свойств молекулярных растворов полимеров. Установление природы агрегативной устойчивости коллоидных систем не умаляло роли размеров коллоидных частиц, а выяснило невозможность сведения всех свойств коллоидных систем к количественным различиям в размерах частиц. Современная коллоидная химия уделяет исключительное внимание изучению размеров и формы частиц и учету роли этого фактора в свойствах коллоидных систем, [c.12]

Понятие агрегативной устойчивости было разработано Н. П. Песковым. Агрегативная устойчивость, как и кинетическая, является самостоятельной характеристикой лиофобных коллоидов. Разумеется, обе характеристики устойчивости внутренне связаны между собой агрегативная устойчивость имеет смысл только для кинетически устойчивых систем, а кинетическая устойчивость быстро утрачивается в агрегативно неустойчивой системе. Лишь сочетание кинетической устойчивости и агрегативной устойчивости, обусловленной ионными и молекулярными адсорбционными слоями, характеризует природу стабильности лиофобных коллоидов . Химические и структурномеханические свойства адсорбционных слоев в значительной мере определяют поведение лиофобных коллоидных систем. Эти слои могут быть образованы или изменены небольшими количествами веществ, поэтому создаются возможности регулирования ряда свойств лиофобных коллоидов, что широко используется в различных практических приложениях. [c.133]

Изучение природы устойчивости коллоидных растворов в первую очередь сводится к выявлению причин, предотвращающих слипание частиц. Установлено, что агрегативная устойчи вость лиофобных коллоидов сохраняется только в тех случаях, когда в растворе присутствуют поверхностно-активные вещества или небольшие количества электролитов. Это дает основание считать, что такие вещества защищают частицы от слипания и тем придают устойчивость (стабильность) дисперсной системе. [c.181]

Близость этих систем к коллоидным оправдывается прежде всего их микрогетерогенностью, т. е. наличием в них двух фаз— дисперсной и дисперсионной—с большой поверхностью раздела между ними и, следовательно, со значительным запасом свободной поверхностной энергии. С лиофобными золями эти системы сближает их малая агрегативная устойчивость (при условии, если они не защищены стабилизаторами). Однако суспензиям, эмульсиям и пенам, как грубодисперсным системам, присущ ряд специфических свойств, особо важных в практическом отношении и требующих изучения. [c.240]

В предыдущих разделах была рассмотрена большая группа коллоидных систем, которые обладают сильно развитой физической поверхностью раздела и большим избытком свободной поверхностной энергии. В этих системах, объединенных под общим названием лиофобных (гидрофобных) коллоидов, благодаря избытку поверхностей энергии образуются ионные и молекулярные адсорбционные слои, которые и сообщают агрегативную устойчивость коллоидным частицам. Стремление свободной поверхностной энергии лиофобных (гидрофобных) коллоидов к самопроизвольному уменьшению в силу второго начала термодинамики делает их термодинамически неустойчивыми. Весьма характерным свойством этих коллоидных систем является, как известно, слабое взаимодействие между веществами дисперсной фазы и молекулами дисперсионной среды. [c.414]

Прошло немногим более десяти лет с тех пор, когда в коллоидно-химической литературе все коллоидные растворы делили на два типа лиофобные и лиофильные. Полагали, что те и другие системы являются гетерогенными, термодинамически неравновесными и неустойчивыми. Предполагалось, что дисперсную фазу растворов составляют мицеллы для обеспечения агрегативной устойчивости которых в типичных лиофобных золях должен присутствовать стабилизатор, в то время как лиофильные золи (т. е. растворы высокомолекулярных веществ) из-за [c.352]

Если иметь в виду относительно грубодисперсные системы, не исключая и коллоидные (размер частиц 10 —10" см), то можно утверждать, что между частицами и дисперсионной средой существует геометрическая граница раздела фаз, являющаяся носителем определенного запаса свободной поверхностной энергии. Последняя обусловливает взаимодействие между фазами системы и образование межфазных слоев, которые в виде адсорбционно-сольватной или ионно-сольватной оболочки обволакивают дисперсные частицы и системе в целом придают агрегативную устойчивость — это лиофобные дисперсные системы. Более или менее значительное межмолекуляр-ное взаимодействие веществ фазы и среды всегда имеет место. По степени такого взаимодействия дисперсные системы классифицируются на лиофобные и лиофильные. [c.7]

В коллоидной химии подробно изучаются свойства лиофобных золей, и все свойства, присущие типичным лиофобным системам, являются свойствами так называемых коллоидных растворов.. Перечислим эти основные свойства. Коллоидный раствор образуется не самопроизвольно, является системой агрегативно и термодинамически неустойчивой, необратимой коллоидный раствор стареет во времени для придания устойчивости коллоидному раствору необходимо введение в систему стабилизатора, т. е. третьего компонента [c.35]

В свое время были сделаны попытки трактовать агрегативную устойчивость лиофобных коллоидных систем с позиций термодинамики. Ряд авторов (например, Марх), учитывая, с одной стороны, положительную свободную энергию поверхности раздела и, с другой стороны, понижение свободной энергии в результате образования на частицах двойного электрического слоя, а также энтропию системы пытались определить условия, при которых фактор, способствующий коагуляции, уравновешивается противодействующим фактором, и поэтому коллоидная система является агрегативно устойчивой. Однако все эти попытки, за исключением специальных случаев (см. гл. УП1), кончились неудачей, так как эти авторы не учитывали, что при слипании частиц поверхность раздела частица — дисперсионная среда существенно не меняется (см. гл, I) [c.260]

Одной из наиболее давних и актуальных до сегодняшнего дня проблем коллоидной химии, в которой ярко иллюстрируется диалектика развития науки, является проблема взаимоотношения между коллоидными системами, образованными низкомолекулярными веш,ествами, и растворами и дисперсиями высокомолекулярных веществ. Сам термин коллоид , введенный Грэмом от греческого слова хсоХЛа — клей, относился прежде всего к клееподобным студнеобразным дисперсиям органических высокомолекулярных веществ и не отражает современного состояния и предмета коллоидной химии. Изучение физико-химических свойств подобных студнеобразных систем и разбавленных растворов высокомолекулярных веществ, названных Фрейндлихом лиофильными коллоидами (как обобщение предложенного Перреном термина гидрофильные коллоиды ), длительное время велось в рамках коллоидной химии. Отличие лиофильных коллоидов от лиофобных, по Перрену и Фрейндлиху, определялось в основном двумя обстоятельствами 1) способностью лиофильных коллоидов к самопроизвольному образованию и 2) резкой чувствительностью гидрофобных золей к малым добавкам электролитов, тогда пак гидрофильные коллоиды разрушаются только под действием высоких. концентраций электролита (вы-саливаиие). Различие свойств лиофильных и лиофобных коллоидов рассматривалось как следствие высокой способиости первых к сольватации коллоидных частиц (мицелл) молекулами растворителя, лиофобные же золн всегда нуждаются в стабилизаторе для сохранения агрегативной устойчивости. [c.237]

Коллоидные системы, дисперсные системы с частицами дисперсной фазы от 10 до 10 см. Коллоидные частицы, участвуя в интенсивном броуновском двих<ении, противостоят седиментации (оседание частиц на дно) в поле сил земного тяготения и сохраняют равномерное распределение по объему дисперсионной среды. Наиболее важны и многообразны коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой. Их делят на лиофильные и лиофобные. В первых частицы дисперсной фазы интенсивно взаимодействуют с окружающей жидкостью, поверхностное натяжение на границе фаз очень мало, вследствие чего эти коллоидные системы термодинамически устойчивы. К лиофильным коллоидным системам относят мицеллярные (мицелла - коллоидная частица), растворы ПАВ (поверхностно активные вещества), растворы некоторых высокомолекулярных веществ, органических пигментов и красителей, критических эмульсий (образующиеся вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз), а также водные дисперсии некоторых минералов. В лиофобных коллоидных системах частицы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой, межфазное натяжение довольно велико, система обладает значительным избытком свободной энергии и термодинамически неустойчива. Агрегативная устойчивость лиофобных коллоидных систем обычно обеспечивается присутствием в системе стабилизирующего вещества, которое адсорбируется на коллоидных частицах, препятствуя их сближению и соединению (коагуляции - образованию агрегатов). Типичные лиофобные коллоидные системы - золи металлов, оксидов и сульфидов, латексы (водные дисперсии синтетических полимеров), а также гели (структурированные коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой), возникающие при коагуляции и структурировании золей. [c.116]

КОЛЛОИДНЫЕ МЕЛЬНИЦЫ, см. Диспергирование. КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ, то же, что золи. КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ, Дисперсные системы с частицами дисперсной фазы от 10 до 10 см. Коллоидные частицы, участвуя в интенсивном броуновском движении, противостоят седиментаций в поле сил земного тяготения и сохраняют равномерное распределение по объему дисперсионной среды. Наиб, важны и многообразны К. с. с жидкой дисперсионной средой. Их делят ва лиофильные и лио-фобные. В первых частицы дисперсной фазы интенсивно взаимод. с окружающей жидк., поверхностное натяжение на границе фаз очень мало, вследствие чего зти К. с. термодинамически устойчивы. К лиофильным К. с. относятся мицеллярные р-ры ПАВ, р-ры нек-рых высокомол. в-в, орг. пигментов и красителей, критич. эмульсии, а также водные дисперсии нек-рых минералов. В лиофобных К. с. частицы слабо взаимод. с дисперсионной средой, межфазное натяжение довольно велико, сист. обладает значит, избытком своб. энергии н термодинамически неустойчива. Агрегативная устойчивость лиофобных К. с. сюычно обеспечивается присут. в сист. стабилизирующего в-ва, к-рое адсорбируется на коллоидных частицах, препятствуя их сближению и соединению. Типичные лиофобные К. с.— золи металлов, оксидов и сульфидов, латексы, а также гели, возникающие при коагуляции и структурировании золей. КОЛОРИМЕТРИЯ, см. Фотометрический аналпз. КОЛХИЦИНОВЫЕ АЛКАЛОИДЫ (трополоновые алкалоиды), выделены из нек-рых родов растений сем. лилейных (иНасеае). Включают ок, 30 представителей. [c.267]

Эмульсии представляют собой дисперсные системы, состоящие из мельчайших капель одной жидкости, распределенной в другой, в которой первая жидкость нерастворима или мало растворима. Размеры капелек составляют несколько (1—50) микрон в поперечнике. Одна из фаз эмульсии обычно вода, другой может быть любая органическая жидкость, не смешивающаяся с водой. Эту жидкость принято называть маслом. Кроме воды и масла, устойчивая эмульсия обязательно содержит третий компонент, эмульгатор, сообщающий агрегативную устойчивость системе. В зависимости от того, какая фаза образует дисперсионную среду, различают эмульсию маслы в воде, м1в, и воды в масле б1м. Эмульсии получаются, главным образом, дисперсионным методом путем встряхивания или перемешивания. Разбавленные (меньше 1%) и концентрированные (больше 1%), эмульсии различаются по природе агрегативной устойчивости. В стабилизации первых главную роль играет электроки-нетический потенциал и связанная с ним толщина сольватной оболочки. Заряженные одноименно капельки отталкиваются и не слипаются. Эти эмульсии приближаются по свойствам к лиофобным коллоидным системам. В концентрированных эмульсиях, имеющих большое практическое значение, устойчивость определяется, главным образом, характером прочной межфазной поверхностной пленки, не разрывающейся при столкновениях. Пленка обычно образуется третьим веществом, эмульгатором. Значение пленки эмульгатора сводится к понижению поверхностного натяжения на границе двух фаз и уменьшению, таким образом, работы образования поверхности раздела при диспергировании, согласно уравнению/ =5 а. При понижении поверх- [c.227]

Дисперсная система, устойчивая в отношении коагуляции, может быть малоустойчивой в отношении гетерокоагуляции. В случае лиофобных коллоидов это следует из теории гетерокоагуляции Дерягина, согласно которой взаимодействие частиц определяется меньшим из значений поверхностных потенциалов частиц. Следовательно, как бы ни был высок потен-диал частиц дисперсии, они будут прилипать к поверхности, если последняя слабо заряжена. Эта неустойчивость дисперсии по отношению к адагуляции не привлекает внимания в традиционном коллоидно-химическом эксперименте (где частицы могут прилипать к внутренней поверхности содержащего дисперсию сосуда), поскольку он завершается после формирования первого монослоя частиц. Формирование второго слоя практически невозможно, если система устойчива в отношении меж-частичных взаимодействий, т. е. агрегативно устойчива. Однако прилипание можно неограниченно усилить, если обеспечить контакт частиц с достаточно большой поверхностью, даже при мо-нослойной их локализации. [c.369]

Если взаимодействие коллоидных частиц со средой незначительно, то золи называют лиофобными (гидрофобными), если оно выражено сильно, то золи называют лиофильными (гидрофильными). Частицы в лиофильных золях окружены сольватной (гидратной) оболочкой, делающей их более агрегативно устойчивыми по сравнению с лиофобными золями. Типичные гидрофобные золи — гидрозоли металлов (платины, золота, серебра и др.), неметаллов (серы, графита и др.), солей, не образующих истинных растворов в воде (Agi, As Sg и др.). Гидрозоли кремниевой и ванадиевой кислот, гидроксидов алюминия и железа (III) несколько приближаются к гидрофильным системам. Типичные лиофильные системы — водные растворы желатина и вообще разных белковых веществ, целлюлозы и др. Их раньше причисляли к лиофильным коллоидам. Но в настоящее время доказано, что растворы подобного рода высокомолекулярных веществ, а также синтетических высокомолекулярных веществ являются однофазными системами (Каргин, Слонимский и др.). В отличие от типичных коллоидных растворов указанные растворы только в некоторых отношениях сходны с типичными коллоидами медленная диффузия, неспособность проникать через животные и растительные пленки. Это объясняется тем, что в растворах высокомолекулярных веществ молекулы велики (см. гл. XIII) и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Но все же они являются молекулярно-дисперсными системами и по своей агрегативной устойчивости близки к истинным растворам низкомолекулярных веществ. По этой причине растворы высокомолекулярных веществ сейчас не причисляют к типичным коллоидным микрогетеро-генным системам. [c.176]

Для лиофобных коллоидов полезно различать седиментационную и агрегативную устойчивость. Седиментационной называют устойчивость дисперсии по отношению к силе тяжести. Разделение фаз в этом случае может быть обусловлено как седиментацией (осаждением) грубодисперсных и относительно тяжелых (с плотностью, превышающей плотность среды) частиц под влиянием сил тяжести, так и потерей агрегативной устойчивости в результате объединения (агрегации) частиц под действием различных факторов (добавления электролитов, флокулянтов, нагревания и др.). Под агрегативной устойчивостью понимают, таким образом, способность противостоять слипанию частиц, т. е. способность системы сохранять степень дисперсности. Тонкодисперсные коллоидные растворы (золи, микроэмульсии) отличаются от грубодисперсных суспензий (взвесей) именно высокой агрегативной устойчивостью, тем, что броуновское движение обеспечивает практически их неограниченную кинетическую устойчивость. V Коагуляция, под которой понимаем процесс слипания частиц с образованием более крупных агрегатов (коагулятов), может реализоваться только при условии, что агре-гативная устойчивость системы снижена настолько, что соударение частиц приводит к их необратимому слипанию. При этом энергия контактной связи не имеет существенного значения важно лишь, чтобы она превысила значение кТ, в противном случае тепловое движение будет разрушать связь. [c.7]

Из общих критериальных соотношений (VI.33) и (VI.36) следует, что критическое межфазное натяжение тем выше, чем больше стехиометрический коэффициент диссоциирующей частицы и меньше размер частиц и их концентрация. Диссоциация частиц лиофильных систе.м (растворов ионогенных коллоидных ПАВ и полиэлектролитов), как следует из уравнения (VI.36), облегчает образование системы. Для стабилизации лиофобных систем в соответствии с этим уравнением необходимо обеспечить достаточную плотность способных к диссоциации групп на поверхности частиц (максимальную адсорбцию электролитов), их диссоциацию (природу среды, значение pH, концентрацию и др.), а также образование двойного электрического слоя предпочтительно с однозарядными противоионами, с которыми частица имеет максимальный стехиометрический коэффициент В результате такой стабилизации критическое значение межфазного натяжения (которое компенсируется энтропийной состав ляющей) может достигать десятков и более мДж/м . Все пере численные зависимости, вытекающие из условия агрегативно [c.331]

Коагуляция, происходящая при сливании двух гидрофобных золей с различными знаками зарядов частиц, называется взаимной коагуляцией. По своей структуре двойные электрические слои коллоидных частиц этих золей имеют обратный знак, и перекрытие их ионных атмосфер приводит к притяжению коллоидных частиц. Наиболее полная коагуляция наблюдается при взаимной нейтрализации зарядов частиц. При избытке одного из золей ионы перераспределяются, образуя измененные двойные слои вокруг агрегативных частиц. В результате возникает устойчивая система со знакол заряда частиц, содержащихся в избыточном коллоидном растворе. При введении в раствор золя небольших концентраций высокомолекулярных веществ значительно повышаются устойчивость золей и порог коагуляции. На этом основано явление защиты лиофобных золей. Механизм защитного действия зависит от образования адсорбционного слоя введенного вещества на поверхности частиц гидрофобного золя. Защитными веществами могут служить в водной среде белки, углеводы, пектины. Защитное действие измеряется так называемым защитным числом. Защитное число определяют количеством [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология