Коллоидно-дисперсные системы Строение коллоидных частиц

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]

Современная коллоидная химия включает следующие основные разде.ты 1) молекулярно-кинетические явления (броуновское движение, диффузия) в дисперсных системах гидродинамика дисперсных систем дисперсионный анализ 2) поверхностные явления адсорбция (термодинамика и кинетика), смачивание, адгезия, поверхностно-химические процессы в дисперсных системах строение и свойства поверхностных (адсорбционных) слоев 3) теория возникновения новой (дисперсной) фазы в метастабильной (пересыщенной) среде конденсационные методы образования дисперсных систем 4) теория устойчивости, коагуляции и стабилизации коллоидно-дисперсных систем строение частиц дисперсной фазы (мицелл) 5) физико-химическая механика дисперсных систем, включающая теорию механического диспергирования, явления адсорбционного понижения прочности твердых тел, реологию дисперсных систем образование и механические свойства пространственных структур в дисперсных системах 6) электрические и электрокинетические явления в дисперсных системах 7) оптические явления в дисперсных системах (коллоидная оптика)—светорассеяние, светопоглощение коллоидная химия фотографических процессов. [c.281]

Электрические свойства дисперсных систем объясняют особенностью их строения, заключающейся в образовании мицелл (рис. VI.8). В центре мицеллы находится кристаллическое тело /, названное по предложению Пескова агрегатом. На нем, согласно правилу Панета—Фаянса (см. разд. 11.42), адсорбируются ноны 2, способные достраивать его кристаллическую решетку. Эти ионы сообщают агрегату электрический заряд и называются потен-циалопределяющими. В результате образуется ядро мицеллы, несущее электрический заряд, равный сумме электрических зарядов адсорбировавшихся на агрегате потенциалопределяющих ионов. Ядро создает вокруг себя электрическое поле, под действием которого к нему из раствора притягиваются противоионы, образующие вокруг ядра диффузионный слой 4 и частично входящие в состав адсорбционного слоя 3. Ядро совместно с адсорбционным слоем противоионов называется коллоидной частицей. Электрический заряд последней равен алгебраической сумме электрических зарядов потенциалопределяющих ионов и ионов адсорбционного слоя. Так возникает на частице заряд, определяющий -потенциал (дзета-потенциал) системы. Знак его соответствует знаку электрических зарядов потенциалопределяющих ионов. Противоионы диффузионного слоя мицеллы, относительно свободно [c.278]

Электрокинетические явления в гетерогенных дисперсных системах возможны при наличии на границе раздела фаз двойного электрического слоя, имеющего диффузионное строение. Плоскость скольжения проходит по диффузионному слою, и часть его ионов остается в дисперсионной среде. В результате дисперсная фаза и дисперсионная среда оказываются противоположно заряженными. Потенциал, возникающий на плоскости скольжения, называется электрокинетическим потенциалом. Рассмотрим получение коллоидной частицы на примере золя гидроксида железа (111) с помощью гидролиза хлорида железа [c.117]

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]

Строение атомов углерода и кремния. Аллотропные видоизменения углерода и кремния и их свойства. Понятие об адсорбции. Водородные и кислородные соединения этих элементов. Карбиды и силициды. Соединения с другими элементами. Цианистоводородная и роданистоводородная кислоты и их соли. Карбонаты и силикаты, гидролиз их. Стекло. Дисперсные системы и коллоидное состояние веш.ества. Размеры коллоидных частиц. Золи и гели. Коагуляция, седиментация. Пептизация. Защитные коллоиды. [c.133]

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]

Дальнейшее развитие науки показало, что деление вещества на кристаллоиды и коллоиды неправильно. Так, П. П. Веймарн на многих примерах доказал, что любое вещество в подходящих условиях может быть получено в виде дисперсной системы или коллоидного раствора. Одновременно с Грэмом коллоидные растворы получал И. Г. Борщев, который (уже в 1869 г.) держался того мнения, что малая скорость диффузии коллоидных частиц объясняется их значительными размерами. В противовес господствовавшим в то время взглядам он считал, что коллоидные частицы могут иметь кристаллическое строение. [c.132]

Коллоидные частицы иногда образуют структурированные студнеобразные системы, называемые гелями (отсюда слово желатин ). Строение гелей напоминает своеобразную тончайшую трехмерную сетку (каркас), петли которой образованы дисперсной фазой, а мельчайшие ячейки между ними заполнены средой. При удалении среды из лиофобных (необратимых) гелей образуется пористая структура типа пемзы (твердой губки), пронизанная множеством мельчайших капилляров. [c.218]

Внутренняя структура, а следовательно, и механические свойства коллоидных и дисперсных систем определяются взаимодействием частиц дисперсной фазы с молекулами дисперсионной среды и между собой. Изучению внутренней структуры и строения материалов посвящен раздел коллоидной химии, названный физико-химической механикой. Физико-химическая механика дисперсных систем изучает их реологические свойства в связи с внутренним строением и решает вопросы управления ими с целью получения новых материалов. Значение этого раздела коллоидной химии очень велико и с практической, и с теоретической точки зрения. Такие системы, как цементные растворы, растворы полимеров, глинистые суспензии, лаки, краски, пасты, бумажная масса, почвы, биологические системы, обладают определенной структурой и потому характеризуются особыми структурно-механическими свойствами. [c.427]

По внутреннему строению битумы представляют собой сложные системы. Некоторые из них иногда рассматривают как системы коллоидного характера, в которых мелкие частицы асфальтенов образуют дисперсную фазу, а смесь масел и смол является дисперсионной средой. [c.207]

Согласно этим исследованиям коллоидные системы, известные под названием лиофильных золей, на самом деле являются не золями (не псевдорастворами), а истинными растворами высокомолекулярных соединений, т. е. системами гомогенными, моле-кулярно- или ионно-дисперсными, в которых взвешенными частицами являются не мицеллы с их ядерным строением, а мОт лекулы гигантских размеров—макромолекулы. Поэтому термин золь для этих систем является неподходящим и употребляется исключительно в силу традиции, поскольку термин лиофильные золи давно приобрел права гражданства . [c.152]

Например, в случае асимметрического строения частиц коллоидные системы проявляют свойство к образованию внутренней сетчатой структуры. Процесс образования коллоидных частиц и их строение были подробно исследованы 3. Я. Берестневой при помощи электронного микроскопа. Было установлено, что сначала образуются шарообразные или бесформенные частицы, имеющие аморфную структуру. В дальнейшем же внутри аморфных частиц возникают кристаллы. Процесс кристаллизации протекает во времени. Степень дисперсности коллоидных систем зависит от концентрации присутствующих электролитов при образовании коллоидной системы, [c.312]

Ранее отмечалось, что различные периодические коллоидные системы — структурированные латексы, пасты из пигментов и наполнителей — находят широкое применение в резиновой промышленности как сырье и полупродукты производства. Однако периодичность строения присуща и резино-техниче-ским изделиям, которые являются тиксотропными дисперсными системами из наполнителей, диспергированных в непрерывной фазе вулканизованного каучука, включающих другие добавляемые с различными целями ингредиенты. Частицы активного наполнителя, разделенные, прослойками полимера, образуют пространственную решетку, которая влияет на фи-зико-механические свойства вулканизата. Характер этого влияния и толщина разделяющих прослоек установлены еще недостаточно, несмотря на большое число работ, посвященных изучению структуры резин 1556—558, 581—583]. [c.134]

Все растворы относятся к дисперсным (раздробленным) системам. Раствор может оставаться гомогенной системой, если частицы растворенного вещества не существуют в виде достаточно крупных ассоциатов, отделенных от растворителя поверхностью раздела, т. е. не образуют отдельной фазы. Считается, что раствор остается истинным, если размер частиц растворенного вещества не превышает 1 нм. При увеличении размеров частиц в пределах от 1 до 100 нм раствор приобретает специфические свойства, и если поверхность такой частицы, включающей большое число молекул вещества, не имеет электрического заряда, то раствор разрушается и вещество выпадает в осадок. При наличии на поверхности частицы плотного электрического заря (а за счет адсорбции ею из раствора ионов одного знака или сильно полярных молекул разрушения раствора не происходит. Такие частицы называются мицеллами, а сами растворы — коллоидными. Изучением строения и свойств коллоидных растворов занимается коллоидная химия. [c.193]

Строение диффузного двойного слоя цилиндрических коллоидных частиц. Сигал В. Л., Духин С. С., Ш а м а н с к и й В. Е. Сб. Поверхностные силы в тонких пленках и дисперсных системах . М., Наука , 1972, стр. 79. [c.321]

Синтетический латекс представляет собой коллоидную дисперсию типа масло в воде. Частицы каучука (масляная фаза) в латексе имеют обычно размеры от нескольких десятков до сотен нанометров (редко менее 10 и более 1000 нм). Как всякая дисперсная система с развитой поверхностью раздела, латексы термодинамически нестабильны. Для сохранения коллоидных свойств системы в течение длительного времени поверхность раздела следует гид-рофилизовать, что достигается введением в систему дифильных поверхностно-активных веществ (ПАВ), например солей карбоновых кислот различной природы и строения. Адсорбированные на поверхности раздела гидратированные молекулы и ионы ПАВ образуют защитные слои. Эффективная толщина таких слоев, оцененная по данным вискозиметрических [4, 5], дилатометрических [6], термографических [7] измерений, изменяется от нескольких единиц до десятков нанометров в зависимости от природы и количества образующего их эмульгатора, а также от степени заполнения поверхности частиц адсорбированным эмульгатором (так называемой адсорбционной насыщенности). Адсорбционная насыщенность синтетических латексов обычно лежит в диапазоне от [c.587]

С)т формы частиц дисперсной фазы зависят некоторые свойства коллоидных растворов. Так, коллоидные системы асимметрического строения способны образовать внутреннюю сетчатую структуру. На рис. 174 и 175 приведены полученные на электронном микроскопе снимки коллоидных частиц свежеприготовленного золя сульфида мышьяка и пятнокиси ванадия. Как видно из этих рисунков, частицы пятиолиси [c.407]

С указанной точки зрения молекулярно-дисперсные системы обладают неограниченной агрегативной устойчивостью. У коллоидных систем этот вид устойчивости различен в зависимости от состава золя, строения его частиц и состояния коллоидного раствора. В частности, в изоэлектрическом состоянии золя агрегативная его устойчивость минимальная. [c.305]

Процессы формирования дисперсных частиц в смесях парафинов, кристаллизации и выпадения в осадок описаны в книге [45]. Проведенный краткий обзор экспериментальных данных показывает, что современные методы анализа успешно применяются для изучения коллоидного строения нефтяных дисперсных систем. Применение различных методов к одной системе может дать возможность определения как размеров ядер частиц, так и толщин сольватных оболочек и их влияния на макросвойства продуктов. [c.109]

Причины той или иной окраски данной коллоидной системы чрезвычайно ложны. На окраску коллоидных систем влияют не только природа дисперсной фазы и дисперсионной среды, но и дисперсность частиц, их форма и строение, так как эти факторы влияют на рассеяние и абсорбцию света. Кроме того, окраска коллоидных систем может зависеть от способа приготовления золя и от условий его наблюдения (в проходящем и отраженном свете). Поэтому ниже приведены только самые общие соображения, которые должны быть приняты о внимание при рассмотрении причин той или иной окраски золя. [c.43]

Лиофильными принято называть такие коллоиды, частицы которых в большом количестве связывают молекулы дисперсионной среды, например некоторые мыла в водной среде. Сюда относили раньше и растворы высокомолекулярных органических соединений (белки, целлюлоза и ее эфиры, каучук, многие искусственно получаемые соединения). Однако, как показало изучение внутреннего строения и свойств таких систем, производившееся в недавнее время, и, в частности, работы В. А. Каргина, Добри и Флори, эти системы представляют собой истинные растворы, т. е. молекулярно-дисперсные, а не коллоидные системы. Они являются гомогенными системами. Характерные отличия их свойств от свойств других групп истинных растворов обусловливаются в основном сильным различием в величине частиц растворителя и растворенного вещества и строением этих частиц, представляющих собой очень длинные и гибкие молекулы (цепное строение). Переход их в раствор облегчается высокой степенью сольватации. Благодаря большому размеру молекул растворы этих веществ по многим свойствам являются близкими коллоидным растворам и образуют самостоятельную группу растворов — растворы высокомолекулярных соединений. Более детально свойства этих растворов будут рассмотрены в гл. XVII ( 244). [c.508]

С углублением переработки нефти содержание асфальто-смолистых веществ в топливах будет увеличиваться, поэтому все более острой становится проблема производства стабильных котельных топлив. Асфальтены в мазутах находятся в коллоидном состоянии. Устойчивость асфальтено-содержаших дисперсных систем зависит от природы циклического углеводорода и его 1Сонцентрации в дисперсной среде. Наличж ароматических и нафтеновых углеюдородов повышает седиментацион-ную устойчивость дисперсной системы, причем для ароматических углеюдородов этот эффект значительно больше, чем для нафтеновых ароматические углеводороды более склонны к взаимодействию с молекулами асфальтенов, растворимость последних тем больше, чем выше концентрация ароматического компонента. В такой среде асфальтены диспергируются с образованием тонкодисперсных коллоидньк и молекулярно-дисперсных частиц. В среде парафиновых углеюдородов образуется преимущественно грубодисперсная система. Так как нафтеновые угле-юдороды по строению являются промежуточными между парафиновыми и ароматическими, то и кинетическая и агрегативная устойчивость [c.111]

Каждая отдельная части ца дисперсной фазы гидрофобной коллоидной системы (мицелла) содержит непроницаемее для растворителя компактнее ядро большей частью кристаллического строения. Переход ст твердой (коллоиднодисперсной) фазы к жидкой имеет скачкс-образный характер. Граница между коллоидной частицей и интермицеллярной жидкостью резко выражена. [c.270]

По характеру молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз все дисперсные системы могут быть разделены на две большие группы. Это, с одной стороны, лиофильные системы, для которых характерна высокая степень родственности дисперсной фазы и дисперсионной среды и соответственно компенсирован-ности связей на границе раздела — сглаженность границы такие коллоидные системы, например критические эмульсии, могут образовываться самопроизвольно и обнаруживают полную термодинамическую устойчивость как относительно агрегирования, в макрофазы, так и относительно диспергирования до молекулярных размеров частиц. С другой стороны, это разнообразные лиофобные — коллоидно- и грубодисперсные системы, в которых дисперсная фаза и дисперсионная среда менее родственны и различие граничащих фаз по их химическому составу и строению проявляется в существенной некомпенсированности поверхностных сил (в избытке энергии) на межфазной границе. Такие системы термодинамически неустойчивы и требуют специальной стабилизации. Сюда относятся все аэрозоли, пены, многочисленные эмульсии, золи и т. д. Между теми и другими системами нельзя провести четкого разделения, поэтому представляется возможным рассматривачь широкий спектр промежуточных состояний. [c.7]

ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ (коргсистентные смазки, от лат. onsisto-состою, застываю, густею), мазе- или пастообразные смазочные материалы, получаемые введением твердых загустителей в жидкие нефтяные или синтетич. масла и их смеси. Как правило, П.с. (в литературе их для краткости часто наз. просто смазками)-трехкомпонентные коллоидные системы, содержащие дисперсионную среду (жидкая основа), дисперсную фазу (загуститель), модификаторы структуры и добавки (наполнители, присадки). Благодаря высокой концентрации коллоидные частицы загустителя образуют пространств, структурный каркас, в ячейках к-рого прочно удерживается масло. Большинство П. с. имеет волокнистое строение. [c.565]

По строению и степсни дисперсности гетерогенные коллоидные полимерные системы подразделяют на диспер -уи и эмульсии. Дисперсии и эмульсии — устойчивые коллоидные системы с размерами частиц 0,1 мкм—1 нм дисперсная фаза в дисперсиях-- твердая, в эмульс11ях — жидкая, В состав этих систем в.хо-дят три ко.мпоиента — дисперсная фаза, дисперсионная срс- [c.415]

В первой половине 20-х годов, когда В. А. Каргин начал свои исследования в области коллоидной химии, основные представления и круг вопросов, разрабатываемых этой наукой, значительно отличались от современных. Еще не так давно, в первом десятилетии текущего столетия, утвердилось представление о том, что коллоидность связана не с составом вещества, как предполагал Грэм [2], а зависит от его состояния. В то же время было показано, что коллоидные частицы могут иметь кристаллическое строение [3]. Тем не менее до 40-х годов продолжались настойчивые попытки 1)ассматривать многие коллоидные частицы как гигантские многовалентные ионы и составлять химические формулы таких но- тгаионов. Это приближало коллоидные системы к истинным растворам и приводило к пренебрежению основными свойствами дисперсных систем — их микрогетерогенностью и связанными с ней поверхностными явлениями. Объектами исследования служили главным образом разбавленные коллоидные растворы (золи). Концентрированным и грубодисперсным системам уделялось мало внимания. [c.82]

Менее изученной является проблема устойчивости лиофильных или ли-офилизированных дисперсных систем и проблема стер ической защиты [5]. Нет теории, которая могла бы объяснить изменение устойчивости дисперсных систем в присутствии нолиэлектролитов или даже сравнительно простых по строению поверхностно-активных веществ, явления сенсибилизации, защитного действия и т. п. Между тем, именно такие вещества и, в первую очередь, различные синтетические и природные полиэлектролиты являются наиболее эф )ективиыми флоккулянтами большинства практически важных дисперсий [см. напр. 6—7]. Такое положение обусловлено отсутствием достаточного количества экспериментальных данных и многообразием механизмов, посредством которых полиэлектролиты влияют на устойчивость дисперсной системы. В зависимости от знака заряда и химической природы коллоидных частиц, природы прибавляемого полиэлектролита, длины макромолекулярной цепи, числа и типа функциональных групп и др. ими могут быть [c.33]

Оптические методы принадлежат к самым распростраР1ен-ным методам исследования состава и структуры веществ и материалов. В коллоидной химии изучают состав и структуру ие только (или не столько) отдельных фаз, но и в первую очередь межфазных поверхностных слоев и структуру дисперсных систем о п ределяют дисперсность системы (площадь поверхности), форму и строение элементов структуры (отдельных частиц), пористость, профиль поверхности, толщину слоев, их состав и при- [c.288]

В зависимости от строения частиц дисперсной фазы различают типичные коллоидные системы (суспензоиды) и растворы высоко молекулярных соединений (молекулярные коллоиды). Коллоидные частицы суспензоидов состоят из агрегатов молекул не растворимых в данной среде соединений. Такие системы являются гетерогеь- [c.111]

Таким образом, был сделан вывод, что коллоидные растворы представляют собою системы гетерогенные, точнее—ультрамикро-гетерогенные, и что в каждой коллоидной системе и суспензиях следует различать две фазы—дисперсную, как совокупность взвешенных частиц раздробленного вещества, и дисперсионную среду, как фазу непрерывную (конечно, не в абсолютном смысле). Вскоре вслед за этим была создана мицеллярная теория строения коллоидных растворов, по которой сложную коллоидную частицу— микроагрегат—стали называть мицеллой. [c.10]

Применение уравнения Эйнштейна в таком виде дало значительно лучшие результаты. Были сделаны попытки применить это уравнение для определения количества гидратированной (связанной) воды в гидродисперсных системах. Результаты таких измерений оказались близкими тем, которые получены осмотическим йетодом [уравнение (70)], т. е. дали непомерно большие значения Сольватации. Эти результаты показали, что 1) причины одинаковых аномальных изменений осмотического давления и вязкости с изменением концентрации в дисперсных системах, особенно лиофильных, одни и те же 2) основная причина такой аномалии лежит не столько в сольватации, сколько в размерах и асимметричном строении коллоидных частиц и в их способности при увеличении концентрации терять свободу движений и создавать внутренние сетчатые структуры, т. е. причина заключается в переходе дисперсных систем из бесструктурных в структурированные. [c.212]

Вода, поглощенная торфом в процессе набухания, находится в измененном энергетическом состоянии [479, 480]. Расклинивающее давление жидких пленок, возникших за счет гидрофилизации поверхности в местах контакта элементов каркаса, нарушает сплошность макроструктуры [481]. Такой периодический характер строения определяет упруго-пластичные свойства торфа, а также оказывает влияние на структурообразование в процессе его сушки, при котором из гелеоб-зазного состояния переходит в компактнокоагуляционное 482]. При значительном содержании воды и высокой степени разложения или диспергирования торфа между дисперсными частицами, имеющими обычно небольшой электрокинетический потенциал, проявляется сравнительно слабое действие молекулярных и ионно-электростатических сил [483]. Несмотря на многие особенности, обусловленные прежде всего большой сложностью состава, торф по своим основным коллоидно-химическим свойствам во многом аналогичен другим дисперсным системам, состоящим из волокнистых частиц, способных набухать в жидкой среде (например, бумажная масса, дисперсии целлюлозных или коллагеновых волокон и другие) [9, 484]. [c.108]

Исходя из теории образования нефти как результата длительных превращений органических остатков, основную часть нефти составляют углеводороды различного строения. Однако выходящая на поверхность нефть выносит с собой попутный газ, воду и механические частицы песка, горной породы и т. д. Количество этих компонентов для различных месторождений различно. Эти компоненты нерастворимы, олеофобны и образуют дисперсную систему, которая подвергается разделению. Но и после отделения нерастворимых компонентов, согласно химической природе самой нефти, она не является молекулярным раствором, или ньютоновской жидкостью. Наличие в нефти гетероатомных соединений, а также высокомолекулярных соединений, большинство которых содержат серу, азот, кислород и металлы, сообщает нефти, нефтяным фракциям и остаткам специфические свойства, присущие коллоидным и дисперсным системам. В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы такие системы могут быть как ультрагетерогенными (размер частиц от 1 до 100 нм), так и грубодисперсными (размер частиц > 10 ООО нм). [c.28]

Образование структур в коллоидных системах и в растворах высокомолекулярных соединений является результатом сцепления частиц под влиянием действующих между ними сил (молекулярных или химических). Процесс образования структуры и свойства структурированных систем зависят от состояния и свойств поверхности частиц дисперсной фазы. Важную роль при этом играет неоднородность поверхности частиц, которая в одних случаях обусловлена анизоднаметрической формой, в других случаях — химическим строением, т. е. наличием в составе частиц функциональных групп с различными свойствами (например, полярных и неполярных групп). [c.366]

Любая коллоидная система, в то 1 числе и гидрозоль, состоит из дисперсной фазы и дисперсионной среды. 1В гидрозолях дисперсионной средой является вода, а дисперсной фазой — твердые частицы коллоидной яисперсности, "называемые мицеллами. Основную часть мицеллы составляет агрегат, состоящий из большого числа атомов, ионов или молекул нерастворимого в воде вещества и имеющий кристаллическое строение. На поверхности твердого кристалли- ческого агрегата фиксируются ионы стабилизатора, которые определяют знак и величину поверхностного потенциала (потенциалопределяющие ионы). Эта часть мицеллы, т. е. агрегат совместно с потенциал-определяющими ионами, называется ядром. Вокруг ядра располагается часть противоионов стабилиза-,тора, образующие адсорбционный слой. Ядро вместе [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология