Коллоидные системы получение

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]

Согласно общепринятой мицеллярной теории строения коллоидных растворов, золь состоит из двух частей мицелл и интерми-целлярной жидкости. Мицелла — это структурная коллоидная единица, т. е. частица дисперсной фазы, окруженная двойным электрическим слоем. Интермицеллярной (т, е, межмицеллярной) жидкостью называют дисперсионную среду, разделяющую мицеллы, в которой растворены электролиты, неэлектролиты и ПАВ, являющиеся стабилизаторами коллоидной системы. Частицы дисперсной фазы лиофобных золей имеют сложную структуру, которая зависит от условий получения золей. [c.396]

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]

Суспензии. Суспензиями называют микрогетерогенные системы с жидкой дисперсионной средой и твердой дисперсной фазой с размерами частиц выше, чем в коллоидных системах, т. е. в диапазоне 10 — 10 м. Наиболее грубодисперсные системы называют взвесями. Способы получения и стабилизации суспензий во многом сходны с таковыми для коллоидных растворов — золей. [c.451]

Очень часто в полученных тем, или иным методом лиозолях помимо мицелл, электролита — стабилизатора и растворителя содержатся низкомолекулярные примеси. Например, золь иоДида серебра, полученный в результате взаимодействия нитрата серебра и иодида калия, всегда содержит значительное количество индифферентного электролита — нитрата калия, В других случаях электролиты и иные низкомолекулярные примеси могут попадать в коллоидные системы вследствие загрязненности исходных продуктов или по другим причинам. [c.255]

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]

Разработанный Зигмонди синтез гидролиза золота путем восстановления аурата калия формальдегидом может иллюстрировать получение коллоидной системы при реакции восстановления. [c.246]

При получении коллоидной системы скорость образования зародышей 1 должна быть велика, а скорость роста кристаллика ы мала, так как лишь в этом случае образуется множество кристалликов, каждый из которых соответствует коллоидным размерам. Наоборот, если скорость U мала, а скорость ыз велика, то все выделившееся вещество отложится на небольшом числе зародышей и в результате образуется сравнительно небольшое количество крупных кристаллов. [c.227]

Самопроизвольное диспергирование. Весьма интересно явление самопроизвольного образования равновесных и устойчивых коллоидных систем. Опыт показывает, что в отдельных случаях твердое тело или жидкость могут самопроизвольно диспергироваться в жидкой среде с образованием двухфазной, но термодинамически устойчивой коллоидной или микрогетерогенной системы. Такие системы, полученные в результате самопроизвольного диспергирования, П. А. Ребиндер, как уже мы указывали в гл. I, предлагает называть лиофильными коллоидными системами, поскольку при этом достаточно сильно выражено взаимодействие между веществом дисперсной фазы и средой. [c.236]

В качестве боковой жидкости часто применяют ультрафильтрат золя или дисперсионную среду, полученную коагуляцией коллоидной системы путем замораживания. Однако если исследуют относительно концентрированные коллоидные растворы с небольшим содержанием электролитов, приготовленная таким способом боковая жидкость обладает все же несколько иной электропроводностью по сравнению с золем. В этом случае при вычислении скорости электрофореза необходимо вводить поправки на распределение напряженности в электрическом поле, что подчас бывает трудно. [c.208]

Источником отходов являются некоторые технологические процессы, особенно связанные с обработкой продуктов кислотами. Это не только приводит к расходованию значительных количеств реактивов, но и к необходимости утилизации отработанных кислот и растворов солей, смолистых веществ и кубовых остатков, "кислых смолок", представляющих собой коллоидные системы, состоящие из масел, олигомеров, полученных при полимеризации непредельных соединений, растворов солей и кислот. [c.366]

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]

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]

Зигмонди предложил классифицировать коллоидные растворы по способности сухого остатка, полученного в результате осторожного выпаривания жидкости, растворяться в чистой дисперсионной среде. Системы, сухой остаток которых не способен самопроизвольно диспергироваться в дисперсионной среде, он назвал необратимыми. Сюда относятся типичные коллоидные растворы — лиозоли металлов, гидрозоли иодида серебра и сульфида мышьяка и т. д. Обратимыми коллоидными системами он назвал системы, сухой остаток которых при соприкосновении со средой обычно сначала набухает, а затем самопроизвольно растворяется и снова [c.25]

Простейшим способом наблюдения флуктуаций в коллоидной системе является определение через равные промежутки времени числа частиц, находящихся в микроскопически малом объеме. Например, при подсчете таким образом числа частиц, находящихся в 1000 мкм золотого золя, Сведбергом был получен следующий ряд значений 1, 2, О, О, 2, О, О, I, 3, 2, 4, 1, 1, 2, 3, 1, I, 1, 1, 3, 1, [c.66]

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 рассмотренных выше теориях образования коллоидных систем в результате процессов конденсации основное внимание уделялось образованию достаточно малых частиц как условию, обеспечивающему коллоидной системе седиментационную устойчивость. Однако для получения длительно существующих коллоидных систем одного этого условия недостаточно, сис-геме необходимо еще придать агрегативную устойчивость. На это особое внимание обратил еще Н. П. Песков. Он правильно указал на несостоятельность взглядов некоторых исследователей, считавших, что для получения золя необходимо лишь раздробить дисперсную фазу в дисперсионной среде до частиц, отвечающих коллоидным размерам. [c.231]

Одной из разновидностей метода конденсации является полимеризация, с помощью которой получают синтетические латексы, представляющие собой водные дисперсии полимеров, т. е. типичные коллоидные системы. Однако рассматривать механизм получения синтетических латексов мы здесь не будем этот вопрос освещен в курсах химии и физики полимеров. [c.232]

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]

Наконец, примером получения коллоидной системы путем реакции гидролиза является синтез золей гидратов окисей тяжелых [c.247]

Как влияет способ получения коллоидной системы на строение мицеллы От каких факторов зависит заряд гранулы Каково поведение коллоидной системы в постоянном электрическом поле (электрофорез) Как осуществить коагуляцию и пепти-зацию [c.61]

При получении коллоидных систем с помощью реакции обмена одно или оба исходных вещества могут находиться не только в виде истинного раствора, но и в виде коллоидной системы. Например, золь сульфида свинца может быть получен в результате реакции обмена между коллоидной окисью свинца и сероводородом. [c.16]

Яркий пример глубокого изменения свойств вещества в коллоидном состоянии — упрочнение синтетических каучуков некоторыми высокодисперсными порошками. Например, при введении в натрий-бутадиеновый каучук канальной газовой сажи создается коллоидная система, в которой каучук (дисперсионная среда) на границе с сажей (дисперсной фазой) переходит в новое адсорбционно-ориентированное состояние, а механическая прочность полученной резины повышается в 10—20 раз по сравнению с резиной без сажи. Таким образом, благодаря тому что каучук, сажа и другие ингредиенты при смешении превращаются в многофазную коллоидную систему, оказалось возможным получить из натрий-бутадиенового каучука высококачественные резиновые изделия. [c.6]

Полученные данные подтверждают возможность распространения физической теории на первую стадию коагуляции латексов электролитами. Константа сил ван-дер-ваальсова притяжения частиц в этой коллоидной системе, как следует из полученных [28— 30] данных, зависит ог степени насыщенности адсорбционных оболочек до состояния их, близкого к насыщению [41]. [c.257]

Лиофильные эмульсии образуются самопроизвольно это — термодинамически устойчивые системы. Лиофобные эмульсин (большая часть эмульсий) возникают при механическом, акустическом или электрическом воздействии на смеп1иваемые жидкости либо при выделении новой капельно-жидкой фазы из пересыщенных растворов. Это термодинамически неустойчивые системы, которые могут длительно существовать без механического воздействия только в присутствии эмульгаторов. Лиофильные эмульсин — высокодисперсные (коллоидные) системы, размер их капель не превышает Ю- мм. Лиофобные эмульсии — грубодисперсные системы, размер капель которых лежит в пределах 10- —10" мм склонны к осаждению, приводящему к разделению жидкостей па отдельные слои. Размер капель эмульсии зависит от условий ее получения и физических свойств эмульгаторов. [c.144]

Основным технологическим процессом получения товарных битумов является окисление кислородом воздуха тяжелых нефтяных остатков [31—33]. В течение 130 лет, т. е. со времени первого применения этого процесса и до наших дней, идет совершенствование режима технологии и техники производства окисленных бптумов. Сравнительно небольшая часть работ посвящена изучению химизма процесса. Тем не менее, и в настоящее время многие вопросы теории химизма и кинетики производства окисленных битумов остаются неясными. Сложность, многообразие п непостоянство состава и свойств исходного сырья, все расширяющиеся области применения и связанные с этим различные требования потребителей к качеству и ассортименту выпускаемых сортов окисленных битумов обусловливают многие трудности в технологии и режиме их производства. Как исходное сырье (тяжелые нефтяные остатки), так и готовая товарная продукция (окисленные битумы) представляют собою сложные коллоидные системы, состоящие из многокомпонентных гетерогенных в физическом и химическом отношении смесей, высокомолекулярных составляющих нефти, крайне недостаточно изученных. Поэтому задача равномерного распределения кислорода в массе сырья и управления процессами окисления его крайне сложна и сопряжена с рядом технических трудностей. [c.132]

Принципиальная схема установки для коллоидного измельчения показана иа рис. 179. Установка состоит из коллоидной мельницы 1, циркуляционных насосов 2 и 3 и циркуляционной емкости 1. Суспензия материала, подлежащего из.шельчению, иа циркуляционного бака по трубопроводу 5 насосом 3 или самотоком, если для этого имеется достаточный напор, подается в гельницу 1. Из измельчителя суспензия насосом 2 подается по трубопроводу 6 в циркуляционные емкости, и цикл повторяется. Таким образом, суспензия циркул ует от измельчителя к емкости и обратно до получения коллоидной системы. В боль-шинстве случаев для получения нужной крупности частиц достаточно 5—8-кратной циркуляции. Кратность циркуляции устанавливается опытным путем по [c.244]

Производство аэрозолей методом электрического дробления представляет немалый интерес в том отношении, что размеры образующихся частиц весьма близки друг к другу, точнее, интервал размеров достаточно узок. Если через полученный таким образом аэрозоль пропустить световой пучок, то свечение рассеянного света (эффект Тиндаля) будет очень ярким, что и указывает па монодисперсность коллоидной системы. Типичное распределение частиц по размерам представлено на рис. 1.22. Используя это свойство, Наваб и Мэзон (1958) получили эмульсию, близкую к моно-дисперсноп. [c.58]

Для изучения связи размеров и числа надмолекулярных частиц в коллоидных системах используют метод спектра мутности. В основу метода положены результаты теории Ми [50], получившие развитие в работах Кленина с сотрудниками [51]. Достоинством метода является возможность получения информации с помощью простой экспериментальной техники, когда ограничены предварительные сведения о струк- [c.83]

Если анизометрические частицы малы и расположены хаотически, то рассеяние света можно использовать для оценки их эффективного размера. В случае больших частиц расчет сильно осложняется ввиду сложности самой теории. Действительные размеры и форма частиц могут быть определены двумя способами путем исследования рассеяния света на ориентированных частицах с последующей обработкой полученных данных с помощью соответствующих уравнений или с использованием явления деполяризации света коллоидными системами, наиболее детально изученного в работах Кришнана (1935—1939 гг.) (с помощью второго способа оценивается анизометричность частиц). Как уже отмечалось, согласно теории Рэлея, свет, рассеянный под углом 90°, полностью поляризован в вертикальной плоскости (в предположении, что направление падающего света и направление наблюдения лежат в горизонтальной плоскости). Однако, если частицы имеют несферическую (анизометрическую) форму, направление индуцированных диполей не будет совпадать с направлением электрического поля, и в свете, [c.28]

Цель работы — ироверка применимости формулы г = т1о(1-f аф) к коллоидным системам, установление характера отклонений от нее, определение значения а и объяснение полученных результатов. [c.171]

В народном хозяйстве нет ни одной отрасли промышленности, которая в той или иной степени не имела бы дела с коллоидными системами и коллоидными процессами. Например, задачей металлурга является получение металла с оптимальной микро- и ультрамикроструктурой, что осуществляется введением в сплав определенных присадок. В металлообрабатывающей промышленности такие процессы, как закалка, отжиг и прокатка, также имеют целью изменение в нужном направлении микроструктуры металла. [c.30]

Иордис в 1902 г. при изучении химических методов получения различных золей пришел к выводу, что состав коллоидных мицелл не соответствует тем веществам, которые должны образоваться в результате предполагаемой реакции. Иордис один из первых отметил, что дисперсная фаза золя всегда содержит в качестве примеси вещества, из которых она была получена. При удалении этих веществ, например, путем диализа, золь теряет устойчивость. На основании этого Иордис правильно считал, что примеси не безразличны для коллоидной системы, Согласно Иордису, коллоидная частица представляе г собой комплексное соеди-яение сложного состава. [c.240]

Если же при смешении одно из исходных веществ взято в избытке, образуется золь. П. П. Веймарн, указавший на особую положительную роль избытка одного из веществ, принимающих участие в образовании коллоидной системы, полагал, что этот избыток необходим для понижения растворимости дисперсной фазы. Однако гораздо более правильно об-ьяснить получение устойчивого золя Agi в присутствий избытка AgNOa или KI тем, что эти электролиты являются стабилизаторами частиц иодида серебра, образуя на них двойной электрический слой. [c.246]

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 пр-авило, собираются на поверхности раздела жидкостей. [c.252]

Так как чужеродные электролиты действуют на коллоидные системы астабилизирующим образом, полученные золи во многих случаях приходится очищать. Низкомолекулярпые примеси можно удалять из лиозолей с помощью диализа электродиализа и ультра-4жльтрации. [c.255]

Шульце нашел следующие соотношения коагулирующей силы одно-, двух- и трехвалентных катионов 1 20 350 Фрейндлих для того же золя и тех же катионов нашел ряд 1 7 531 Пиктон и Линдер —ряд 1 20 1500. Расхождение между значениями порогов коагуляции, найденных различными авторами, объясняется трудностью получения коллоидной системы с одной и той же характеристикой и несоблюдением полностью одинаковых условий при определении порогов коагуляции. [c.288]

Первые работы, ставшие отправным пунктом в возникновении науки о коллоидах, были проведены в середине XIX в. Одни из наиболее ранних исследований коллоидных систем были выполнены итальянским ученым Ф. Сель-ми (1845). Он изучал системы, представляющие собой хлорид серебра, серу, берлинскую лазурь, распределенные в объеме воды. Известно, что эти вещества нерастворимы в воде и при определенных условиях выпадают в осадок. Однако системы, полученные Сельми, почти прозрачные по внешнему виду, были очень похожи на истинные растворы, к которым относятся, например, растворы хлорида натрия или сульфата меди в воде. Сельми полагал, что ни сера, ни хлорид серебра, ни ряд других веществ не могут находиться в воде в виде таких же мелких частиц, образующихся при растворении хлорида натрия и сульфата меди в воде, т. е. в виде отдельных молекул или ионов. [c.4]

Коллоидные системы могут быть получены методом конденсации с помощью реакций почти любого типа, если только для этого существуют подходящие условия малая растворимость полученного соединения и наличие в системе стабилизатора — электролита или вещества, которое адсорбируется на поверхности образующейся коллоидной частицы и предупреждает ее слипание с другими частицами. Кроме того, концентрация электролита, не являющегося стабилизатором в такой системе, не должна превышать порога коагуляции, так как в противном случае золь будет неустойчивым и ско-агулирует.. [c.15]

Следует иметь в виду, что на синтезе с помощью реакций восстановления сказывается влияние природы восстановителя, от которой зависит дисперсност1> полученной коллоидной системы. Далее весьма важно, как добавляется восстановитель. Иногда более высокодисперсные золи получаются при введении сразу всего необходимого количества восстановителя в других случаях лучшие результаты достигаются прп постепенном и медленном добавлении восстановителя. [c.16]

Однако еще на ранней стадии развития науки о коллоидах было установлено, что одного только механического измельчения или физической конденсации недостаточно для получения агрега-тйвноустойчивой коллоидной системы. Необходим третий компонент— стабилизатор, который создает защитный адсорбционный слой вокруг частиц. Такими стабилизаторами могут быть ионы и молекулы неорганических веществ, а также поверхностноактивные органические соединения, мыла, высокомолекулярные соединения (стр. 153 и сл.). [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология