Гидрофобные золи, гидрозоли

III. Устойчивость дисперсных систем. Сюда входит, с одной стороны, изложение учения о лиофильных, самопроизвольно образующихся термодинамически устойчивых коллоидных дисперсиях, включая дисперсии мицеллообразующих ПАВ. С другой стороны, здесь приводится рассмотрение общих закономерностей обеспечения и нарушения устойчивости лиофобных дисперсных систем с описанием роли теплового движения частиц и представлений о расклинивающем давлении по Дерягину в соответствии с представлениями Ребиндера рассматривается структурно-механический барьер, образованный адсорбционными слоями, как фактор стабилизации, особенно концентрированных дисперсных систем. Этот раздел содержит также описание особенностей стабилизации и разрушения конкретных дисперсных систем с различным агрегатным состоянием фаз аэрозолей, гидрозолей и суспензий, эмульсий, пен, включая изложение теории стабилизации и коагуляции гидрофобных золей электролитами. [c.13]

Природа агрегативной устойчивости дисперсных систем с частицами твердой дисперсной фазы и жидкой дисперсионной средой определяется наряду с характером этих фаз также дисперсностью и кон-центра(ц 1ей частиц. Устойчивость гидрозолей при малой концентрации электролитов в системе обычно связана с проявлением электростатической составляющей расклинивающего давления (см. гл. IX), обусловленной перекрытием диффузных частей двойных электрических слоев. Приложение проведенного в 4 гл. IX анализа соотношения между электростатическим отталкиванием и молекулярным притяжением к количественному описанию устойчивости гидрофобных золей и влияния электролитов на их устойчивость будет проведено в следующем параграфе. [c.292]

Гидрозоли золота. Золи золота были объектами многочисленных электронно-микроскопических исследований. Это объясняется, с одной стороны, тем, что они являются примером классических гидрофобных золей и ранее всесторонне изучались другими методами, а с другой стороны — сравнительной легкостью изучения их в электронном микроскопе благодаря высокому контрасту изображения частиц и, следовательно, хорошему разрешению, получаемому на снимках. [c.133]

Золотые числа хорошо определяют защитные свойства гидрозолей однако надо помнить, что нет полного параллелизма в защите одними и теми же коллоидами различных гидрофобных золей. [c.310]

Явлением коагуляции при взаимном разряде объясняется адсорбция гидрофобных золей электрически заряженной поверхностью адсорбента (каолин, уголь, глинозем, шелк и др.). Так, например, отрицательно заряженный уголь хорошо адсорбирует гидроокись железа, положительно заряженный глинозем адсорбирует гидрозоль АзгЗз. [c.320]

Явление адсорбции золей на поверхности твердых адсорбентов очень напоминает адсорбцию из настоящих растворов. В то время как гидрофобные золи адсорбируются на поверхности преимущественно благодаря разнице знаков электрических зарядов поверхности и частицы, у гидрофильных золей явление адсорбции на границе твердой фазы происходит благодаря поверхностной активности этих гидрозолей. При малых концентрациях наблюдается нормальная изотерма адсорбции при больших концентрациях, когда поверхность становится насыщенной, изотерма проходит через максимум. При адсорбции на твердой поверхности также имеют место необратимые процессы и наблюдаются случаи денатурации белков. [c.365]

Типичные гидрофобные золи легко коагулируют при прибавлении к ним малых количеств электролитов (миллиграммы на литр). Растворы высокомолекулярных соединений, наоборот, обладают большой устойчивостью против коагулирующего действия электролитов. Многочисленными исследованиями было установлено, что растворы ВМС, будучи прибавлены к гидрофобным золям, сообщают им повышенную устойчивость к электролитам. Так, если к золю золота (гидрофобный коллоид) прибавить небольшое количество желатина, гидрозоль золота становится более устойчивым. При прибавлении электролитов даже в количествах, значительно превосходящих порог коагуляции, а также при длительном стоянии этот золь не испытывает практически никаких изменений. Если этот золь выпарить, то при смешении сухого препарата с водой вновь образуется коллоидный раствор. Таким образом, типичный гидрофобный золь золота при прибавлении к нему желатина как бы приобрел свойства гидрофильного золя и стал обратимым. Подобное явление получило название защитного действия или просто защиты, а сами вещества, повышающие устойчивость гидрофобных золей, получили название заштатных. [c.476]

Исследования показали, что степень защитного действия растворов ВМС зависит от природы растворенного полимера и от природы защищаемого гидрофобного золя. Количественной мерой защитного действия растворов ВМС являются золотое, рубиновое и железное число. Под золотым числом подразумевают минимальное число миллиграммов защищающего высокополимера, которое является достаточным, чтобы воспрепятствовать перемене красного цвета в фиолетовый у 10 мл гидрозоля золота (0,006% концентрации, полученного по методу Зигмонди) от коагулирующего действия 1 мл 10%-ного раствора хлорида натрия. [c.476]

Совершенно иная картина наблюдается, если, например, к золю золота (гидрофобный коллоид) прибавить небольшое количество желатина (гидрофильный коллоид). Гидрозоль золота становится при этом значительно более устойчивым. Так, при прибавлении электролитов даже в количествах, значительно превосходящих порог коагуляции, а также при длительном стоянии указанный золь не испытывает даже первых стадий коагуляции, проявляющихся в перемене окраски. Концентрацию золя теперь можно сильно повысить без выпадения дисперсной фазы в осадок. Более того, золь можно даже выпарить, причем полученный сухой препарат с водой снова образует прежний золь. Таким образом, гидрофобный золь золота в результате обработки его же- [c.377]

Четкую границу между лиофильностью или лиофобностью коллоидных систем не всегда можно установить. Так, золь кремниевой кислоты устойчив в изоэлектрическом состоянии. Гидрозоли кремниевых кислот, гидроксидов железа или алюминия при коагуляции удерживают большое количество воды и образуют студнеобразные системы. В то же время студнеобразный крахмал в водной среде при нагревании переходит в золь, обладающий многими свойствами гидрофобных систем. В подобных случаях часто невозможно провести границу между гетерогенной и гомогенной системами, и правило фаз Гиббса оказывается неприменимым. Поэтому для лиофильных коллоидных систем понятия дисперсной фазы>, дисперсионной среды>, золя и других условны, в той же мере, как понятие раствор для лиофобных систем. [c.157]

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]

Высокомолекулярными веществами часто пользуются для защиты частиц гидрофобных коллоидов от слипания. Если, например, получить гидрозоль золота распылением в электрической дуге золотых стерженьков, находящихся в воде, потом добавить к полученному золю желатину, то агрегативная устойчивость коллоидного золота сильно повышается благодаря адсорбции желатины на частицах золота. Коллоидное серебро, защищенное белковыми веществами, является медицинским препаратом, называемым колларголом. Эмульсию масла в воде можно стабилизировать добавками белковых веществ иль мыла. [c.219]

Такие коллоиды, сообщающие гидрофобным (или вообще лиофобным) золям стойкость, носят название защитных коллоидов и в настоящее время очень широко применяются для получения стойких золей, очень часто необходимых для практических целей, например, при приготовлении многих гидрозолей, применяемых в медицине (серебро, свинец и др.). В практику коллоидной химии применение защитных коллоидов было [c.308]

Вообще следует отметить, что процессы стабилизации коллоидных растворов и их коагуляции очень сложны. Дальнейшие их исследования обнаруживают ряд новых обстоятельств, требующих объяснения. Так, В. А. Каргин на большо.м числе типичных коллоидных систем показал, что стабилизация и коагуляция коллоиднодисперсных систем связаны с разнообразными химическими реакциями между коагулирующим электролитом и веществами, адсорбированными коллоидной частицей. Это приводит к изменению химической природы поверхности частиц и усложняет картину коагуляции. Известны коллоидные системы, остающиеся устойчивыми и после полного удаления стабилизующих электролитов, т. е. когда частицы лишаются своих электрических зарядов. К числу подобных систем, в частности, откосятся гидрозоли кремнезема, глинозема, алюмосиликатов. Мицеллы, образованные этими веществами, отличаются большой гидрофильностью, образуя золи переходного характера (между типичными гидрофобными и гидрофильными системами). В таких случаях гидратация частиц оказывается фак- [c.380]

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]

Первый фактор — электрический заряд, возникший на поверхности капелек эмульсий, стабилизованных ионогенными мылами при адсорбции органических ионов мыла. В результате образуется двойной электрический слой, аналогичный тому, который существует на поверхности частиц типичных гидрофобных золей.ч.Зд ог двойной слой и обуславливает устпйчивпг.ть- цтульгий. Поэтому прямые эмульсии, стабилизованные ионогенньши мылами, характеризуются всеми свойствами, присущими типичным гидрозолям,, т. е. для них соблюдается правило Шульце — Гарди. Возможность-перезарядки частиц эмульсий с помощью поливалентных ионов и т. д. [c.373]

Из изложенного выше следует, что в состав коллоидной частицы, кроме непосредственно образующего ее вещества, могут входить также тесно с ней связанные молекулы > <идкрй фазы и адсорбированные коны. Кроме того, в окружающей среде около частицы неизбежно должны находиться ионы противоположного знака. Рассматриваемая в совокупности со всеми этими дополнениями колловдная частица носит название мицеллы, а часть последней, включающая в себя только непосредственно связанные с коллоидной частицей молекул 1 и ионы, — гранулы. Например, в состав, полученного гидролизом РеСЬ гидрозоля окиси железа, кроме РеаОз, входят еще вода, адсорбированные коллоидной частицей ионы Ре- и окружающие ее в жидкой фазе ионы СУ. Общая формула мицеллы этого гидрозоля имеет вид л РеаОз-у НаО-г Ре -+ 52 СГ, а гранулы — л РегОз-у НаО-г Ре ". Подобным же образом общая формула мицеллы гидрофобного золя АзгЗз имеет вид л АзгЗз-г 5Н + 2 Я, а гранулы — л АзгЗз-г 5Н. Схематически это часто изображают так [c.610]

Энергия взаимодействия (притяжения) сталкивающихся частиц может уменьшаться при адсорбции на их поверхности молекул других веществ, особенно иоверхностноактивных (ПАВ) ири этом поверхность из лиофобной может стать лиофильной с соответствующим повышением стабильности системы. Этим пользуются для стабилизации гидрофобных золей, например золотого гидрозоля прибавлением крахмала, желатина и т. п. [c.260]

Было установлено, что при коагуляции гидрозолей AS2S3, ЗЬгЗз, HgS, Agi и MgO происходило эквивалентное поглощение противоионов разной валентности. Таким образом, представление об эквивалентности сорбции ионов-коагуляторов, являвшееся до последнего времени дискуссионным, получило для типичных гидрофобных золей прямое и однозначное подтверждение. Этот факт одновременно свидетельствует о том, что теория диффузного слоя Гуи-- Чэпмена не может объяснить наблюдаемых на опыте закономерностей. Эквивалентность сорбции противоионов можно [c.297]

Электрическое диспергирование. Этим методом получают коллоидные растворы металлов путем распыления в вольтовой дуге электродов из металла, погруясенных в воду. Метод был изобретен Г. Бредигом в 1898 г. Для получения более стойких гидрофобных золей в воду вводят следы стабилизирующих электролитов. Таким образом получают гидрозоли щелочных металлов. [c.82]

Ряд этот может- претерпевать изменения в зависимости от способа приготовления и очистки золя. Например, очень хорошо очищенные гидрозоли окиси железа по Тиссену имеют характер сильно гидрофобных золей, схожие по своим свойствам с гидрозолями металлов. [c.308]

В средах, к которым высокомолекулярные (высокополимерные) вещества лиофобны, получаются золи лишь после искусственного диспергирования и пептизации. Например, гидрозоль каучука или золь белка в углеводородах можно получить, лишь предварительно измельчив эти вещества. Также нерастворимый в воде денатурированный альбумин при измельчении дает суспензию, ведущую себя как гидрофобный золь дисперсоидного типа 1, имеющий положительный или отрицательный С-потенциал в зависимости от pH среды и коагулирующий при С — 0. Указанные высокомолекулярные вещества по своей природе, благодаря молекулярному строению, являются коллоидами. Сюда относятся белки, крахмалы, каучук, эфиры целлюлозы и др. [c.325]

Впервые Н. П. Песков высказал мысль, что в лиофобных (гидрофобных) золях основным фактором устойчивости является сольватация (гидратация), но не дисперсного вещества (оно лио-фобно), а стабилизатора, или сольватизатора (гидратизатора). Оболочка из гидратированных противоионов диффузного слоя вокруг коллоидной частицы и является средством защиты частиц от слипания и причиной агрегативной устойчивости гидрозолей в целом. Чем толще диффузный слой (т. е. чем больше в нем гидратированных противоионов), тем плотнее общая гидратная оболочка вокруг одноименно заряженных гранул и тем, следовательно, стабильнее соответствующий гидрозоль. [c.132]

Это явление было в свое время отмечено еще Зигмонди [2] при работе с высокодисперсными гидрозолями, частицы которых находятся в броуновском движении. Он выяснил, что встряхивание с бензолом высокодисперсного гидрозоля золота не вызывает в последнем никаких видимых изменений. Но если предварительно понизить степень дисперсности гидрофобного золя золота, добавкой электролита коагулятора, то встряхивание с бензолом приведет к выделению частиц металла на поверхность раздела фаз (поверхность между несмешивающимися жидкостя1 и). Таким образом, Зигмонди показал, что электролиты играют важную роль в понижении степени дисперсности высокодисперсных золей и способствуют флотации коллоидов. [c.103]

Помимо электролитов, коагуляция гидрофобных коллоидов может быть вызвана смешиванием в определенных количественных соотношениях с другим гидрофобным золем, гранулы которого имеют противоположный знак. Это явление носит название взаимной коагуляции-оно может рассматриваться как частный случай электролитной коагуляции. Так, положительно заряженный золь-Ре (ОН) з может быть ско-агулирован путем прибавления отрицательно заряженного золя Аз Зз. Табл. 85 иллюстрирует взаимодействие этих золей. Причем в этом опыте гидрозоль Ре(ОН)з прибавляется в разных количествах к раствору, содержащему 0,56 мг гидрозоля АвгЗз. [c.459]

Толщина защитного слоя обычно значительно меньше диаметра защищаемой частпцы. Например, при защите желатином гидрозоля золота частицами диаметром 25 тц защитный слой, по определениям Зигмонди, имеет толщину около 0,8 тц. Отсюда понятна необходимость лишь малых количеств гидрофила дщ защиту гидрофобных золей (см. табл. 56). [c.380]

Совершенно иная картина наблюдается, если, например, в золь золота (гидрофобный коллоид) ввести небольшое количество желатина, который представляет собой высокомолекулярное поверхностноактивное (дифильное) вещество. Гидрозоль золота становится при этом значительно более устойчивым. Теперь при прибавлении электролитов даже в количествах, значительно превосходящих порог коагуляции, а также при дли-гельнОхМ стоянии указанный золь не испытывает даже первых стадий коагуляции, проявляющихся в перемене окраски. Концентрацию золя теперь можно сильно повысить без выпадения дисперсной фазы в осадок. Более того, золь можно даже выпарить, причем полученный сухой препарат с водой снова образует прежний золь. Таким образом, гидрофобный золь золота Е результате обработки его желатином как бы приобрел свойства гидрофильного золя и стал обратимым. Подобное явление получило название защиты. Вещества, повышающие устойчивость гидрофобных (вообще лиофобных) золей, получили название защитных. Это — по преимуществу высокомолекулярные вещества дифильной природы (т. е. поверхностноактивные). [c.440]

В курсе коллоидной химии изучаются два тийа систем гетерогенные сшт Аы с высокой степенью дробления, известные под названием лиофобных или гидрофобных золей, и растворы высокомолекулярных вешеств. Рассмотрим свойства лиофобных золей. Лиофобные золи или просто золи представляют собой двухфазные (или многофазные) системы. Одна из фаз находится в высокодисперсном состоянии с размерами частиц I—100 л х (10 —10 сж)—д испереная фаза, другая непрерывная фаза обычно является нерастворяющей жидкостью, в которой распределены частицы дисперсной фазы и носит наа(вание дисперсионной среды. Различают гидрозоли, где дисперсионной средой служит вода и органозоли, где дисперсной средой является органический растворитель. Характерной чертой, общей для всех коллоидных систем этого рода, является наличие высокоразвитой поверхности раздела. Огромная поверхность раздела создает избыток свободной поверхностной энергии, которая делает эти системы термодинамически неустойчивыми, так как согласно второму закону термодинамики система стремится уменьшить свою свободную энергию за счет уменьшения поверхности раздела между средой и частицами. В результате частицы укрупняются, объединяясь в агрегаты под действием молекулярных сил, [c.250]

Не всякий осажденный коллоид удается снова перевести в состояние золя. Опыт показывает, что лучше всего пептизируются све-жеосажденные рыхлые осадки, содержащие воду, например Fe(OH)j, А1(0Н)з и др. С течением времени способность к пептизации уменьшается. Плотные осадки, полученные от гидрозолей Ag, Си, Pt, а также гидрозоли с ярко выраженной гидрофобностью практически не поддаются пептизации. Однако в ряде случаев удается петизировать и коагулянты, не содержащие воды. Так, прокаленная окись железа пептизируется жидким стеклом оловянная кислота, не содержащая гигроскопической воды, может быть пепти-зирована при кипячении ее с едкими щелочами и т. д. [c.378]

МИЦЕЛЛЫ, сольватированные частицы дисперсной фазы золя. М. лиофобных золей состоят из ядра (напр., микрокристалла), окруженного адсорбционно-сольватным слоем молекул дисперсионной среды и стабилизатора. В гидрозолях, стабилизированных электролитами, адсорбционносольватный слой является двойным электрич. слоем. М. лиофильных золей — ассоциаты из десятков и сотен дифильных молекул, имеющих достаточно развитые гидрофобные и полярные гидрофильные гэтппы в высокополярных жидк. (обычно в воде) гидрофобные радикалы образуют ядро М., а гидрофильные — поверхностный слой. [c.344]

Типично лиофильные золи образуются при смешении с водой блоксополимеров окиси этилена и окиси пропилена, карбоцепных полимеров с привитыми полиэти-леноксидными боковыми цепями, полиэтиленгликоле-вых производных жирных к-т, спиртов, аминов и т. п. Все эти соединения составляют обширный класс неионогенных ПАВ. Аналогично обычным жировым мылам они образуют гидрозоли, М. к-рых представляют собой ассоциаты дифильных, т. е. по-разному взаимодействующих со средой различными своими частями, молекул. В каждой такой молекуле длинный углеводородный (гидрофобный) радикал связан с полярной (гидрофильной) группой. Молекула может иметь сложное строение и состоять из нескольких гидрофильных и гидрофобных участков. Десятки или сотни молекул объединяются так, чтобы гидрофобные радикалы сформировали ядро, а гидрофильные группы — поверхностный слой М. Если дисперсионной средой является неполярная органич. жидкость, ориентация молекул в М. м. б. обратной в ядре сосредоточиваются полярные группы, а гидрофобные радикалы обращены во внешнюю фазу. М.-ассоциаты обратимо распадаются [c.128]

При замерзании гидрозолей гидрофобных веществ происходит постепенное вымерзание воды в оставшейся не замерзшей воде происходит концентрирование как золя, так и при-меш"анных к нему электролитов. Вследствие этого может получиться столь большая концентрация электролитов, что произойдет разряд частицы и коагуляция. В некоторых случаях при оттаивании возможно обратное растворение коагулировавшего золя (пептизация). При малых количествах электролита коагуляция при замораживании может и не наступить. По мнению Зигмонди, можно утверждать вообще, что коллоид при замо-раживании тем более оказывается постоянным, чем устойчивее он к влиянию электролитов или к удалению воды при высушивании. [c.252]

Возьмем теперь опять первоначальный гидрозоль агара и прибавим к нему спирт. Произойдет дегидратация частиц, благодаря чему один фактор стабилизации — жидкостная оболочка — будет уничтожен и останется другой фактор — электрический заряд. Золи, имеющие в качестве стабилизирующего факторй лишь электрический заряд, будут гидрофобными. Кройт [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология