Коллоидные системы, Коллоиды

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ (коллоиды, коллоидные растворы) — гетерогенные дисперсные системы с предельно высокой дисперсностью. К- с. занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами (суспензиями, эмульсиями). Размеры коллоидных частиц от 10 до 10 см. Образование К. с. связано с двумя процессами коагуляцией и пеп-тизацией (см. Коагуляция. Пептизация). [c.131]

Краткая история развития коллоидной химии. Как самостоятельная научная дисциплина коллоидная химия возникла в начале XX в., однако практические сведения о коллоидах можно найти уже в работах Аристотеля и алхимиков. Многие коллоидные системы и их свойства были хорошо известны человеку в глубокой древности и широко им использовались. Однако до середины XIX в., несмотря на успешное развитие естествознания, изучение и понимание коллоидов продвинулось очень мало. Объясняется это не только сложностью коллоидных систем, но и тем, что в XVIII и начале XIX вв. в естествознании господствовали идеалистические и вульгарно-механистические взгляды на сложные явления природы вроде учения о жизненной силе и т. п. [c.279]

Коллоидные системы по своим свойствам приближаются к обычным молекулярным растворам, получаемым при растворении высокомолекулярных веществ. К последним относятся белки, каучук, различные синтетические продукты полимеризации и поликонденсации. В растворах таких веществ достигается молекулярная степень дисперсности, однако сами молекулы настолько велики, что их растворы обладают рядом свойств лиофобных коллоидов. Эти растворы называют иногда лиофильными коллоидами благодаря их большей устойчивости по сравнению с лиофобными коллоидами, что свидетельствует о большем сродстве указанных веществ к растворителю. [c.8]

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]

Как указано выше, размер коллоидных частиц лежит в границах от 0,1 х до 1 т[х. Следовательно, общая поверхность таких частиц в коллоидном растворе очень велика. Этим и обусловливается высокая адсорбционная способность дисперсной фазы в коллоидных системах. Коллоиды легко поглощают из растворов красители, ионы электролитов и т. д. Примером такой адсорбции веществ, находящихся в коллоидном состоянии, является поглощение иода крахмальным клейстером, причем образуется сложное вещество синего цвета, разлагающееся при повышении температуры (см. гл. XII, 7). [c.305]

Коллоидные системы занимают промежуточное положение между взвесями и истинными растворами. От взвесей они отличаются тем, что содержащиеся в них частицы со временем не осаждаются на дно сосуда, а от истинных растворов тем, что хотя и проходят сквозь поры фильтровальной бумаги, но задерживаются специальными мембранами из коллодия или бычьего пузыря. Растворенные вещества проходят через подобные мембраны — на этом основано разделение коллоидов и кристаллоидов. [c.75]

При этом выясняют, какое требуется воздействие на коллоиды (коагулянт и его доза) в процессе нейтрализации заряда коллоидной системы коллоиды перестают перемещаться при включении электрофоретического тока, и оптическая плотность среды остается неизменной (см. рис. 19.6). [c.375]

Лиофобные коллоиды являются гетерогенными высокодисперсными коллоидными системами. К ним принадлежат большей частью системы из неорганических веществ в водной дисперсионной среде, которые и представляют наибольший интерес для нашего курса. Типично лиофобные коллоиды при выделении дисперсной фазы образуют осадки, порошкообразные по структуре и не содержащие значительных количеств дисперсионной среды. Впрочем, наряду с типично лиофобными коллоидами существуют и такие лиофобные в общем коллоиды, которые обладают уже некоторой, и иногда довольно значительной, лиофильностью. К ним принадлежат, например, гидрозоли кремнезема (точнее — кремневых кислот), гидроокиси алюминия и др. В таких коллоидах частицы дисперсной фазы связывают большие количества воды и могут в известных условиях удерживать значительную часть ее ири выделении из раствора, образуя при этом студнеобразные продукты. В определенных условиях такие золи способны даже застудневать (желатинироваться), не выделяя воды, т. е. полностью удерживая (и связывая) ее. [c.507]

В некоторых случаях происходят необратимые изменения коллоидной системы при обезвоживании, и изотермы обводнения и обезвоживания не совпадают, так как обезвоженные коллоиды при новом обводнении адсорбируют все меньше воды. Такие коллоиды называют необратимыми. Подобные изменения в природных углях могут происходить и при обычных условиях, вследствие [c.91]

Благодаря работам советских и зарубежных ученых было установлено, что коллоидные системы, известные ранее под названием лиофильных золей, на самом деле являются не золями, а истинными растворами высокомолекулярных соединений (ВМС), т. е. гомогенными системами молекулярно- или ионно-дисперсными. В растворах этих соединений взвешенными частицами являются не мицеллы (как в случае лиофобных коллоидов), а гигантских размеров макромолекулы, молекулярный вес которых превосходит 10 ООО, а в отдельных случаях превосходит даже несколько миллионов (опыт 86). [c.175]

Присадки, называемые диспергентами, выполняют в окисляющейся системе (топливо — продукты его окисления) в основном функции защитных коллоидов или пеп-тизаторов. Защитными коллоидами для растворов в углеводородной среде могут служить все поверхностно-активные вещества дифильной структуры [13] спирты, жирные кислоты и их соли, фенолы и их соли, амины и др. Действие защитных коллоидов усиливается с удлинением углеводородной цепи при полярной группе. Защитное действие лиофильных коллоидов по отношению к лиофобным объясняется адсорбционным взаимодействием их частиц. Концентрация добавляемого защитного коллоида имеет важное значение. При недостаточной концентрации или малой степени его дисперсности взаимодействие лиофильного и лиофобного коллоидов может привести к обратному результату — образованию крупных лиофобных агрегатов. Это придает неустойчивость коллоидной системе и повышенную чувствительность к внешним воздействиям (сенсибилизация), которая может, в свою очередь, привести к коагуляции и осаждению коллоидных частиц. [c.139]

Одним из важнейших и наиболее ярко выраженных оптических свойств коллоидов является их способность сильно рассеивать свет. Эффект опалесценции в коллоидных системах назван по имени Тиндаля, который подробно исследовал это явление (1869 г.). [c.17]

Большинство растворов высокомолекулярных соединений и золи некоторых гидрофобных коллоидов способны при известных условиях переходить в особое состояние, обладающее в большей или меньшей степени свойствами твердого тела. Твердообразная текучая система, образованная коллоидными частицами или макромолекулами высокомолекулярного соединения в форме пространственного сетчатого каркаса, ячейки которого заполнены иммобилизованной жидкостью, называется гелем. Таким образом, гели или, как их еще называют, студни, представляют собой коллоидные системы, потерявшие текучесть в результате возникновения в них внутренних структур (опыт 118—121). [c.229]

В коллоидных системах к этому добавляется еще эффект рассеяния света коллоидными частицами, наиболее значительный для лучей г риьигрй л.пинпй нплны. т. е. для синих и фиолетовых лучей. Этот фактор действует значительно слабее, чем избирательное поглощение колебаний с определенной длиной волны, однако влияние его все же заметно проявляется. Вследствие этого в отраженном (точнее говоря, в рассеянном) свете большинство бесцветных коллоидных растворов имеет синеватый оттенок, а в проходящем свете, соответственно, — оранжевый или красноватый, так как проходящий свет частично лишается синих и фиолетовых лучей. Если само вещество дисперсной фазы коллоида окрашено, то коллоидный раствор приобретает интенсивную окраску. Таковы, например, оранжевые золи сернистого мышьяка или темно-коричневые золи гидроокиси железа. При этом в некоторых случаях на цвет раствора оказывает влияние и степень дисперсности. Так, высокодисперсные золи золота окрашены в ярко-красный цвет при уменьшении степени дисперсности цвет их изменяется и становится темно-синим при коагуляции. [c.536]

Чтобы ясно представить себе, чем занимается эта наука, надо прежде всего ответить на вопрос, что такое коллоиды или коллоидные системы. С коллоидными системами, встречающимися в природе, человек имел дело с незапамятных времен. Однако изучение эти систем началось сравнительно недавно. [c.9]

Поскольку из сказанного ясно, что всякая коллоидная система представляет собою дисперсию одного тела (дисперсная фаза) в другом (дисперсионная среда), то-вообще более правильно говорить не о коллоидах, а о коллоидных системах. [c.13]

Различают лиофильные и лиофобные коллоидные системы если дисперсионной средой служит вода, они называются гидрофильными и гидрофобными. Частицы гидрофильных коллоидов адсорбируют полярные молекулы воды, а при коагуляции образуют содержащие воду студенистые осадки, называемые гелями. Примерами неорганических гидрофильных коллоидов могут служить кремниевая и оловянная кислоты, а также гидроксиды -А1(ОН)з, Ре ОН)з, Сг(ОН)з и некоторые другие. [c.204]

Высокодисперсные системы с большой удельной поверхностью представляют собой предмет рассмотрения коллоидной химии. Поэтому поверхностные явления играют большую роль во всех процессах, протекающих в коллоидных системах. Так, в частности, многие коллоиды термодинамически неустойчивы. Коагуляции их препятствуют находящиеся на коллоидных частицах слои (ионные или молекулярные в зависимости от природы коллоидов). Известно, например, что мыло стабилизует эмульсии жира в воде. Молекулы солей жирных кислот адсорбируются при этом на поверхности частиц жира и мешают им коагулировать. [c.294]

Под термином коллоидное состояние понимают диспергирование одной фазы во второй. Коллоидные системы (коллоиды), интересующие ас в химическом анализе, представляют собой твердые частицы, диспергированные в фазе раствора, другими словами, диспергирова.нные осажденные соединения в маточиом растворе. Размер коллоидных частиц колеблется от 1 10 до 2-10 см в диаметре. [c.225]

Коллоиды очень широко распространены в природе и играют важную практическую роль, чем и определяется не только научное, но и народнохозяйственное значение коллоидной химии. Драгоценные камни, а также другие минералы в недрах земли, пищевые продукты, одежда, обувь, дым, облака, мутная вода в природных водоемах, почва, глина — все это не что иное, как коллоидные системы. Такие биологические жидкости, как кровь, плазма, лимфа, спинно-мозговая жидкость, белки, крахмал, слизи и камеди, являются коллоидами. [c.278]

Коллоидные системы иначе называются просто коллоидами. Впрочем этот термнн применяют иногда и для обозначения дисперсной фазы коллоидной системы. [c.504]

Лиофильность и лиофобность коллоидов. Лиофиль-ностью называется способность частиц коллоида очень сильно и в большом количестве связывать молекулы дисперсионной среды, образуя сольватные оболочки. В противоположном случае, т. е. когда частицы не могут так сильно взаимодействовать с этими молекулами, говорят о лиофобиости коллоида. В частном случае водных коллоидных растворов в том же смысле пользуются терминами гидрофильность и гидрофобность . Разные коллоидные системы могут обладать различной степенью лиофильности. [c.507]

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]

Оптические свойства. Частицы дисперсной фазы коллоидной системы рассеивают падающий на них свет. Причиной рассеяния света является оптическая неоднородность коллоидных систем, т. е. разные оптические свойства дисперсной фазы и дисперсионной срсды. Пз этих сво11ств прежде всего следует указать показатель преломления, значение которого для дисперсной фазы и дисперсионной срсды различны. Вследствие этого луч света, проходя через дисперснониуга среду и попадая на частицу дисперсной фазы, обязательно изменяет свое направление, причем тем резче, чем больше показатель преломления дисперсной фазы отличается от показа-те. 1я преломления дисперсионной среды. Рассеяние света коллоид-И1.1МИ системами может быть различным в зависимости от соотно- [c.196]

Представление о структуре коллоидных систем затрудняется прежде всего тем, что коллоид может не содержать явно выраженных фаз. Известны коллоиды, состоящие из непрерывной сетки или пленок. Особым случаем, также относящимся к коллоидным системам, являются частицы, которые по одному или двум измерениям выходят за пределы коллоидных размеров [6, с. 10]. К такому роду систем относится модель структуры угля, предложенная Бенгхэмом (рис. 75). [c.214]

Еще основатель коллоидной химии Грэм предположил, что особые свойства коллоидов обусловлены нх полимерным строением. Первыми объектами изучения в коллоидной хммии были растворы высокомолекулярных соединений желатины, гуммиарабика, крахмала и др. Хотя в то время не удавалось определить строение коллоидных част1 ц, принадлежность растворов этих соедщгенпй к коллоидным системам не подвергалась сомнению. Тогда считали, что все коллоидные системы термодинамически неустойчивы и соответственно эта особенность распространялась на растворы ВМС. Дальнейшими исследованиями были установлены отличия растворов ВМС от других коллоидных систем. Так, растворам ВМС [c.309]

Растворы высокомолекулярных соединений являются термодинамически устойчивыми (лиофильными) коллоидными система-ми — молекулярными коллоидами. В соответстви с закономерностями образования лиофильных систем растворение полимеров происходит самонроизвольпо (самопроизвольное диспергирование). Термодинамическая устойчивость, обратимость лиофильных коллоидов указывают иа воз.можность применения к таким системам правила фаз Гиббса в той же форме, что и для истинных растворов. [c.320]

Высокомолекулярные вещества, растворенные в хорошем растворителе образуют термодинамически обратимые, молекулярные, гомогенные, то есть однофазные, агрегативно устойчивые системы. Однако, в плохо растворяющей или в нерастворяющей среде высокомолекулярные вещества образуют дисперсные системы со свободными поверхностями раздела, поведение которых соответствует типичным микрогетерогенным дисперсным системам. Так, макромолекулы медленно диффундируют в растворе, не проникают через полунепроницаемые мембраны. Однако по некоторым свойствам растворы высокомолекулярных соединений имеют сходство с коллоидными системами, в связи с чем растворы высокомолекулярных соединений иногда называют молекулярными коллоидами. Так, например, размеры макромолекул соизмеримы, или даже превышают размеры коллоидных частиц. Впрочем, эта соизмеримость проявляется лишь по длине макромолекул, поперечные же их размеры соответствуют размерам обычных молекул. [c.28]

Таким образом, по интенсивности взаимодействия частиц дисперсной фазы со средой все коллоидные системы подразделяются на лиофобные коллоиды (гидрозоли металлов, сульфидов) и высокомолекулярные соединения и их растворы (белки, полисахариды, каучук, полиамиды), именуемые по старой терминологии лио-фильныл[и коллоидами. [c.284]

Молекулярные коллоиды — гомогенные однофазные лиофильные системы, устойчивые и обратимые, образующиеся самопроизвольно их частицы состоят из отдельных сольватных макромолекул. Эти дисперсные системы образуются из природных или синтетических высокомолекулярных веществ, которые имеют большую молекулярную массу (от десяти тысяч до нескольких мНоТлиопов). Молекулы этих веществ имеют размеры коллоидных частиц, поэтому их истинные растворы рассматриваются как коллоидные системы. Образование молекулярных коллоидных систем происходит в процессе набухания, при котором молекулы дисперсионной среды проникают в твердый полимер, раздвигая макромолекулы. При неограниченном набухании полимер переходит в растворимое состояние с образованием гомогенной системы. [c.73]

Фрейндлих высказал мнение, что обратимость и необратимость коллоидной системы определяется взаимодействием дисперсной фазы с дисперсионной средой. Дисперсная фаза обратимых коллоидов молекулярно взаимодействует с дисперсионной средой и поэтому способна в ней растворяться. Исходя из этого, такие коллоидные системы Фрейндлих предложил также называть лиофиль-ными коллоидными системами (от греч. слова лиос — жидкость, фило — люблю). Дисперсная фаза необратимых коллоидов неспособна взаимодействовать с дисперсионной средой, а следовательно, и растворяться в ней. Поэтому эти системы Фрейндлих назвал лиофобными (от греч. слова фобе — ненавижу). В том случае, когда дисперсионной средой системы является вода, эти два класса можно называть соответственно гидрофильными и гидрофобными системами (от греч. слова гидра —вода). [c.26]

Взаимодействие света с веществом зависит от соотношения длины волны света и размеров частиц, на которые падает световой поток. Это взаимодействие происходит по законам геометрической оптики (отражение, преломление), если размеры объекта больше длины волны света. Если размеры частиц меньше половины длины волны света, то происходит рассеивание света в результате его дифракции. Область видимого света характеризуется длиной волн от 760 до 400 нм. Поэтому в молекулярных и коллоидных системах видимый свет рассеивается, а в проходящем свете эти растворы прозрачны. Наибо.льшей интенсивности рассеивание света достигает в коллоидных системах, для которых светорассеяние является характерной качественной особенностью. Обнаружение в растворе пути луча источника света при рассматривании раствора перпендикулярно к направлению этого луча позволяет отличить коллоидный раствор от истинного. На этом же принципе основано устройство ультрамикроскопа, в котором наблюдения проводят, в отличие от обычного микроскопа, перпендикулярно направлению проходящего через объект света. Схема поточного ультрамикроскопа Б. В. Дерягина и Г. Я. Власенко приведена на Рис. 10.6. Схема поточного ультрами-рис. 10.6. с помощью этого прибора кроскопа В. В. Дерягина и Г. Я. Вла-определяют концентрацию дисперс- сенко 1 — кювета 2 — источник света ных частиц в аэрозолях и коллоид- 3 — линза 4 — тубус микроскопа, ных растворах. [c.297]

Коллоидные системы, кроме растворов ВМС, представляют собой термодинамически неустойчивые системы. Такие растворы не могут образоваться самопроизвольно, так как диспергирование твердого тела сопровождается увеличением поверхностной энергии. При дроблении твердого тела изменение внутренней энергии больше нуля ДС/ х >0. Изменение внутренней энергии, связанное с сольватацией, А С/а отрицательно А11г < 0 для коллоидов величина обычно незначитель- [c.415]