Сольватация в лиофильных золях

Устойчивость лиофильных золей, как уже было сказано, обусловливается их сольватацией (гидратацией), т. е. адсорбцией ими молекул растворителя. В результате этого коллоидные частицы лиофильного (гидрофильного) коллоида окружаются сольватной (гидратной) оболочкой, которая препятствует их слипанию в более крупные агрегаты, т. е. препятствует их коагуляции. При коагуляции лиофильных золей дисперсная среда не отделяется от дисперсионной фазы и слипающиеся частицы образуют гель, или студень. При коагуляции лиофобного коллоида дисперсная фаза отделяется от дисперсионной среды, образующиеся крупные агрегаты осаждаются под влиянием силы тяжести. Такой процесс осаждения называется седиментацией. [c.93]

В настоящее время мицеллярная теория лиофильных золей утратила свое значение. Да и понятие лиофильный золь сохранилось только как историческое. Как показали исследования, главным образом советских ученых В. А. Каргина, С. М. Липатова и их сотрудников, высокомолекулярные вещества диспергируются в растворах до отдельных молекул, и сходство типичных золей и растворов ВМВ основано не на том, что в тех и других существуют мицеллы, а на том, что в обоих случаях содержатся частицы большого размера, в золях — мицеллы, в растворах высокомолекулярных веществ — макромолекулы, близкие по размерам к мицеллам. Оказалось, что сольватация макромолекул, которой уделялось в прошлом большое внимание, сравнительно незначительна, а в некоторых случаях совершенно отсутствует. [c.358]

Изучение свойств растворов высокомолекулярных соединений сыграло огромную роль в развитии коллоидной химии. Первые исследования диффузии, осмоса, оптических свойств коллоидов были проведены с растворами желатины, агара, целлюлозы, т. е. с растворами ВМС. При этом выяснилось, что растворы ВМС более устойчивы по сравнению с золями. В течение длительного времени это объяснялось высоким сродством растворенных веществ к растворителю (дисперсионной среде) и связанной с этим высокой сольватацией. Это нашло отражение в исторически сложившемся названии таких растворов — лиофильные золи или обратимые коллоиды в отличие от лиофобных золей — обычных (необратимых) коллоидных систем. Позднее была найдена истинная причина термодинамической устойчивости лиофильных золей — отсутствие поверхности раздела фаз и поверхностной энергии — их гомогенность. Было показано также, что, хотя свойства растворов высокомолекулярных соединений в значительной степени определяются их сродством к растворителю, доля растворителя, вошедшего в сольватные оболочки, не очень велика. Поэтому правильным следует считать термин растворы ВМС или молекулярные коллоиды , а не лиофильные золи . [c.435]

Для лиофильных золей сольватация является основной причиной устойчивости.. [c.203]

Устойчивость таких коллоидных растворов сильно зависит от степени сольватации. Слабо сольватированные лиофобные) золи в общем устойчивы только в содержащей электролиты дисперсионной среде и чрезвычайно легко коагулируют при повышении или понижении концентрации ионов, образующих золь или при добавлении посторонних ионов. Сильно сольватированные (лиофильные) золи, наоборот, коагулируют только при очень высокой концентрации электролита. В случае электроотрицательных золей присутствующие в растворе катионы и их валентность имеют значительно большее влияние на процесс коагуляции, чем анионы соответствующее положение справедливо совсем в противоположном смысле для положительно заряженных золей. Коагулирующая способность по правилу валентности Шульце — Харди значительно возрастает при увеличении валентности доминирующего иона-коагулятора. Согласно Оствальду, коагуляция при этом происходит в содержащей электролит дисперсионной среде при приблизительно одном и том же значении коэффициента активности доминирующего иона. [c.243]

Вязкость лиофильных золей зависит от концентрации дисперсной фазы (растворенного вещества) и температуры. При больших концентрациях растворенного вещества начинает проявляться все более и болге значительно взаимодействие между макромолекулами, и вязкость резко повышается. С изменением температуры меняется эффективная длина макромолекул, изменяется степень их сольватации растворителем, что приводит к резкому изменению вязкости с температурой. [c.107]

В настоящее время деление коллоидных систем на две основные группы — лиофильные и лиофобные коллоиды в известной мере устарело, хотя эти термины еще широко распространены в литературе. За последние 20 лет трудами таких ученых, как В. А. Каргин, С. М. Липатов и др., доказано, что системы, ранее называвшиеся лиофильны-ми золями, на самом деле представляют собой не что иное, как истинные растворы высокомолекулярных соединений. В отличие от лиофобных золей эти растворы являются системами гомогенными и термодинамически равновесными. Исследования показали, что основной структурной единицей лиофильных золей является не мицелла (как у лиофобных золей), а сильно сольватированная (гидратированная) макромолекула высокомолекулярного. или высокополимерного соединения. Причем для многих полярных полимеров и белков сольватация является хотя и главным, но не единственным фактором устойчивости их растворов. В значительной мере характер поведения высокомолекулярных соединений в растворах определяется свойствами их длинных цепеобразных частиц — макромолекул. Огромные размеры макромолекул, превышающие в отдельных случаях размеры коллоидных частиц, объединяют эти системы с коллоидно-дисперсными системами. Сближает их и то обстоятельство, что при концентрировании растворов высокомолекулярных соединений они обращаются [c.364]

Мы видим, что стабилизация мицелл лиофильного золя осуществляется преимущественно за счет сольватации активных групп частиц высокополимера, образующего коллоидный раствор. [c.345]

Вычисление общей сольватации. Обозначим через 5 общую сольватацию коллоидно-дисперсной фазы, через L—объем свободного растворителя и через — объем золя (общий объем всей системы). На рис. 103 схематически представлено соотношение этих объемов для лиофобного и лиофильного золя. — объем коллоида в несольватированном состоянии. Общая сольватация 5 в лиофобных системах значительно меньше, чем в лиофильных. [c.351]

Синерезис. Мы уже отмечали, что коллоиднодисперсные системы обладают во времени лишь ограниченной устойчивостью. Мы видели, что старение лиофильных золей связано с процессами агрегации внутри них. Агрегируются отдельные нитеобразные молекулы высокополимеров, создавая внутреннюю структуру золя. При этом возрастает структурная сольватация, и вязкость золя резко повыщается. Дальнейшее структурирование золя может привести к застудневанию всей системы, связанному с полной иммобилизацией растворителя. [c.460]

Таким образом, существо вопроса заключается не в том, являются ли лиофильные коллоиды действительно лио-фильными , а в том, что наиболее характерные и своеобразные свойства растворов высокомолекулярных веществ объясняются наличием длинных цепных молекул (см. восьмую главу), а не сольватацией, хотя для многих полярных полимеров и белков сольватация остается главным фактором устойчивости их растворов заметную роль играет гидратация также в устойчивости таких коллоидов, как золи кремнекислоты, гидроокиси алюминия и др. [c.13]

Таким образом, коллоидные системы оказались разделенными на дисперсные системы и высокомолекулярные вещества с их растворами это деление существует и в настоящее время. Не следует думать, что рассмотрение растворов высокомолекулярных веществ как лиофильных коллоидов, обладающих высокой сольватацией, было простой ошибкой как и во всяком значительном этапе развития науки, в этом представлении была определенная доля истины. В настоящее время имеются довольно подробные данные о количестве прочно связанного растворителя в растворах простых электролитов, неэлектролитов, высокомолекулярных веществ и лиофобных золей отношение молекулярного веса растворенного вещества [c.11]

Коллоиды подразделяются на лиофильные и лиофобные или же для случая водных золей на гидрофильные и гидрофобные . Стабильность гидрофобных золей зависит большей частью от заряда на частицах, тогда как для гидрофильных золей это обстоятельство менее важно, поскольку частицы стабилизируются посредством сольватации или гидратации . [c.507]

В то вре /я как лиофильные коллоиды имеют большое сродство к растворителю и весьма сильно сольватируются, лиофобные коллоиды сами по себе сколько-нибудь значительного сродства к растворителю не обнаруживают. Сольватация частиц, но только значительно более слабая, происходит, однако, и в этом случае. Она обусловлена здесь стремлением адсорбированных частицами ионов окружаться сольватными оболочками, что, наряду с наличием заряда, является фактором устойчивости и у лио-фобных золей. [c.208]

Лиофобными (гидрофобными) называются золи, частицы которых слабо взаимодействуют с дисперсионной средой и сольватация (гидратация) частиц весьма незначительна или вовсе отсутствует. К ним относятся золи металлов, сульфидов, различных солей. Деление золей на лиофильные и лиофобные весьма условно. [c.126]

В разделе о сольватации золей мы познакомились с изменениями дисперсионной среды, которая сорбционно связана мицеллами. Этой способностью связывать жидкость (в частности, воду) можно характеризовать сродство коллоидного вещества к ее среде, т. е. лиофильность. [c.396]

Этой формулой пользуются для расчета сольватации коллоидных частиц по осмотическому давлению золя. Числа сольватации, получаемые осмотическим методом, в общем являются величинами того же порядка, как и вычисляемые по вязкости лиофильных систем. [c.352]

Вообще коллоидные системы, в которых дисперсионная среда — жидкость, а дисперсная фаза — твердое вещество, называют золями. Золи подразделяются на лиофобные (гидрофобные) и лиофильные (гидрофильные). Лиофобными золями называют такие, в которых взаимодействие (сольватация, гидро тация) между дисперсной фазой и дисперсионной средой очень мало. Наоборот, в лиофильных золях это взаимодейстие выражено сильно. В этих системах выделяющиеся из раствора коллоидные частицы могут увлекать с собой значительные количества растворителя и образовывать структурированные студенистые системы, называемые гелями. [c.213]

Синерезис. Мы уже отмечали, что коллоидио-дисперсные системы обладают во времени лишь ограниченной устойчивостью. Мы видели, что старение лиофильных золей связано с процессами агрегации внутри них. Агрегируются отдельные нитеобразные молекулы высокополимеров, причем образуются более крупные и более плотно построенные мицеллы равновесие молекулы ши-целлы при старении смеш,ается вправо. Частичная концентрация золей уменьшается, что приводит к уменьшению осмотического давления их. Одновременно мицеллы начинают взаимодейстзоватъ между собой, создавая внутреннюю структуру золя. При этом возрастает структурная сольватация, и вязкость золя резко повышается. Дальнейшее структурирование золя может привести к застудневанию всей системы, связанному с полной иммобилизацией растворителя. [c.403]

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]

Вторая группа коллоидных систем, отличавшаяся высокой устойчивостью к действию электролитов и сравнительно хорошей растворимостью (белки, агар, желатина, крахмал и др.), называемых поэтому гидрофильными коллоидами, изучалась по аналогии с гидрофобными золями. Предполагалось, что частицы гидрофильных коллоидов также состоят из нерастворимого ядра, на поверхности которого, однако, адсорбированы не ионы, а электроней-тральные молекулы неэлектролитов (молекулярный стабилизатор), чем обусловлена их сравнительно малая чувствительность к электролитам. Различия в свойствах гидрофильных и гидрофобных коллоидов (или, с включением систем с органическими растворителями — лиофильных и лиофоб-ных коллоидов) объяснялись различием в интенсивности взаимодействия частиц этих коллоидов с растворителем, сильным связыванием растворителя (сольватацией) в лиофильных коллоидах. [c.11]

На важную роль фактора сольватации в механизме стабилизации лиофильных (лиофилизированных) дисперсий указывают данные о температурной зависимости устойчивости этих систем. Как показано Бараном и Соломенцевой, для гидрофильного золя оксида железа(III) характерно скачкообразное изменение порогов коагуляции электролитов при увеличении температуры (рис. 1.4). Ими обнаружено, что агрегатив-ная устойчивость золей золота, иодида серебра, сульфидов мышьяка и сурьмы, содержащих адсорбированный гидрофильный полимер (желатину, полиэтиленоксид, поливиниловый спирт и др.), с ростом темпе- [c.23]

Коллоидные растворы называют золями. Они подразделяются на лиофобные (гидрофобные) и лиофильные (гидрофильные). Лиофоб-ными или гидрофобными золями называются коллоидные растворы, в которых взаимодействие (сольватация, гидратация) между дисперсной фазой и средой отсутствует или выражено очень слабо. [c.217]

Делб, течекие процесса десольватации во времеии обозначает не что иное, как изменение химической природы самих частиц, образующих студень (это ясно и из отмеченного вьше предположения Кройта). Мы должны были бы предположить, что во времени идет химический процесс, сводящийся к исчезновению лиофильных групп молекул, из которых построены частицы. Однако это предположение, как мы видели, справедливо только для таких систем, как крахмал, вискоза и др., т. е. оно может быть подтверждено на ограниченном числе объектов и не является общим. Если же предположить, что в процессе застудневания. золя происходит изменение общей сольватации , то перед нами возникнут еще большие затруднения мицеллы в процессе старения не распадаются, а, наоборот, связываются друг с другом, так, что общая сольватация может только увеличиться вследствие захвата усложненной частицей большего количества растворителя. [c.349]

Формула Штаудингера сыграла большую роль, хотя при дальнейших исследованиях выяснилось, что зависимость между М и Yigp не так проста 2. К,п зависит от растворителя и от концентрации исследуемого раствора. Эта формула приложима лишь к молекулярным растворам малых концентраций и не приложима в случае аггрегации молекул в мицеллы. Кроме того, она не учитывает сольватации. Внутреннее трение растворов (золей) лиофильных кoллoидoiв сильно падает в определенном температурном интервале, что отвечает разрушению агрегатов молекул-мицелл и переходу золя в раствор. Этим свойством золи лиофильных коллоидов сильно отличаются от диоперсоидных золей, где температурный коэфициент вязкости почти одинаков [c.341]

Различные виды сольватации (истинная, осмотическая и иммобилизация) вместе составляют общую сольватацию коллоидно-дисперсной фазы. Осмотическое связывание жидкости и иммобилизация обусловлены определенными структурными образованиями в золях. В связи с этим указанные два типа связывания растворителя можно объединить под общим названием структурной сольватации. Ее можно также назвать квазисольватацией в противоположность истинной, при которой растворитель непосредственно соединяется с коллоиднодисперсной фазой и которая имеет первостепенное значение для устойчивости золей лиофильных коллоидов (структурная сольватация в этом отношении существенной роли не играет). [c.354]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология