Коллоиды в природе и технике

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ — раздел физической химии, в к-ром рассматриваются процессы образования и разрушения дисперсных систем, а также их характерные свойства, связанные в основном с поверхностными явлениями на границах раздела фаз в этих системах. Термин К. X. связан с тем, что по традиции коллоидами называют наиболее высокодисперсные системы с предельно развитой поверхностью раздела фаз (коллоидные системы). В современном ее значении К. X. является физико-химией дисперсных систем и поверхностных явлений. Особое значение К. X. онределяется тем, что 1) Природные тела — горные породы, организмы растений и животных, а также строительные, конструкционные и др. мате-риа.ды техники — являются обычно высокодисперсными, что и определяет многие их особенности, напр, высокую прочность. 2) Основой многих технологич. процессов и важнейших процессов в природе служат образование и разрушение дисперсных систем сус-пензий, эмульсий, пен, туманов, дымов и пр.) и связанные с ними процессы диспергирования и конденса-циотпшго образования новой фазы, процессы адсорбции, коалесценции, коагуляции и образования нро-ст1)аиственных структур, определяющиеся взаимодействием дисперсных частиц — поверхностными явлениями на границе фаз в дисперсных системах. [c.322]

Из элементарных курсов общей химии и физики известно, что вследствие сильно развитой межфазной поверхности гетерогенные дисперсные системы обладают большим избытком свободной поверхностной энергии и, следовательно, являются в принципе неустойчивыми. Позднее мы еще обсудим этот вопрос и покажем, что данное утверждение, которое во многих случаях не вызывает возражений, не настолько правильно, чтобы его абсолютизировать. Возникает вопрос, в какой мере законно применение термодинамических зависимостей к фазовым равновесиям в подобных системах. Гетерогенная дисперсная система может приобретать за счет замедляющих кинетику факторов известную устойчивость, позволяющую ей существовать в дисперсном состоянии достаточно долгое время. В течение этого времени вследствие молекулярного переноса (например, благодаря диффузии) устанавливается такое распределение ее компонентов в объеме и около межфазной поверхности, которое практически соответствует равновесию. Очевидно, что возникающее при этом состояние можно анализировать на основе соответствующих термодинамических представлений. В дальнейшем при рассмотрении вопроса об устойчивости лиофобных коллоидов мы увидим, что такая устойчивость действительно существует и именно этим объясняется широкое распространение подобных систем в природе и технике. Если какая-либо жидкость диспергирована в газе или п другой жидкости, то состояние относительного равновесия, о котором мы говорили выше, придает частицам термодинамически устойчивую форму — форму с наименьшей поверхностью, которая в простейшем случае является сферической. Не будем приводить других аргументов в пользу приложимости термодинамики равновесных систем к дисперсным гетерогенным системам и перейдем к рассмотрению самой термодинамики гетерогенных систем. [c.75]

Процессы гетерокоагуляции исследованы мало, хотя смешанные системы, состоящие из микрообъектов различной природы, широко распространены в природе и технике. Изучалось влияние электролитов на устойчивость противоположно заряженных коллоидов [17], влияние размеров частиц на их взаимное слипание [18], определялись электрокинетические характеристики смешанных систем [19]. Для познания взаимодействия разнородных дисперсных частиц большой интерес представляют результаты опытов но прилипанию капель ртути к стеклу [20, 21], а также твердых частиц [c.130]

ПО составу коллоидных растворов, к нему примыкают работы по растворению коллоидных частиц при разбавлении золей [18, 19]. Исследование взаимодействия коллоидных частиц имеет принципиальное значение, вытекающее из природы коллоидного состояния. Дисперсная фаза коллоидной системы — предельно раздробленное твердое тело или жидкость, у которых предельно развита поверхность. Исследования последних лет показали, что адсорбционное понижение твердости — проявление адсорбционного облегчения деформации — эффекта Ребиндера [20], в реальных твердых телах реализуется на глубину до нескольких тысяч ангстрем. Это дает основание полагать, что весь объем коллоидной частицы находится под воздействием поверхностных сил. Отсюда можно ожидать, что специфические особенности химических реакций между коллоидными частицами должны отличаться от соответствующих реакций в микроскопических телах и истинных растворах. Эти особенности могут проявляться в кинетике и даже в направлении реакции, исследованиями которых и занимался В. А. Каргин (в начале совместно с А. И. Рабиновичем). Реакции между коллоидными частицами оказывают влияние на многие процессы в природе и технике миграцию и структурообразование почвенных коллоидов [6, 21], формирование дисперсных минералов [22], водоочистку методом коагуляции и др. Значение этой проблемы начало выясняться уже давно, но до В. А. Каргина работы, посвященные ей, были немногочисленными [23, 24], что, по-видимому, объясняется методическими трудностями. Сконцентрировав внимание на взаимодействии одноименно заряженных частиц из различных коллоидных систем и используя свои методические и адсорбционные исследования, В. А. Каргин существенно продвинул разработку проблемы применительно к ряду классических золей серы и ртути, галоидных соединений серебра и сернистого мышьяка или сурьмы, трехокиси урана и пятиокиси ванадия и др. [c.85]

Ионно-электростатические силы при одинаковой природе поверхностей и одинаковом по знаку и величине потенциале оказывают положительное расклинивающее давление. При некотором различии в величинах потенциалов одного и того же знака эти силы могут обусловить отрицательное давление, в то время как молекулярные силы для тел 0ДН011 природы выступают всегда как силы притяжения. В случае разной природы поверхностей, разделенных жидкой прослойкой, молекулярные силы могут вызывать и отталкивание,что зависит от соотношения постоя[1-ных межмолекулярного взаимодействия (постоянные Ван-дер-Ваальса) з, 1 зт А з и у1зз, где индексы 1, 2 и 3 соответствуют твердым телам и жидкой среде [4]. Процессы гетерокоагуляции исследованы мало, хотя смешанные системы, состоящие из микрообъектов различной природы, широко распространены в природе и технике. Изучалось влияние электролитов иа устойчивость противоположно заряя енных коллоидов [17], влияние размеров частиц на их взаимное слипание [18], определялись электрокинетические характеристики смешанных систем [19]. Для познания взаимодействия разнородных дисперсных частиц большой интерес представляют результаты опытов но прилипанию капель ртути к стеклу [20, 21], а также твердых частиц [c.130]

Н. Ш т а р к, Адсорбция, 19 -(3 В. Наумов, Химия коллоидов, 1930, изд. 2-е, см. гл. 9, написанную П. А. Ребиндером особенно можно рекомендовать книгу М. М. Дубинин, Физико-химические основы сорбционной техники, 1935 см. также сборник под ред. Б. В. Ильина, Молекулярные силы и их электрическая природа, 1929. Очень полный экспернмэнгальный материал по адсорбции газов Д ж. В. М а к-Б э н Сорбция газов и паров твердыми телами, 1934. [c.339]

Пептизация играет большую роль во многих явлениях природы и в технике. Обработка почвы раствором соли с одновалентным катионом приводит к пептизации ее коллоидной части. В этом случае имеет место не адсорбция потенциалопределяющих ионов, а обмен ионами в диффузном слое. Дело в том, что в черноземных почвах коллоидные частицы содержат в диффузном слое преимущественно ионы Са + и Mg +, что обусловливает небольшую величину дзета-потенциала и слабые силы отталкивания. Почвенные коллоиды находятся в скоагулиро-ванном состоянии, поэтому они не вымываются из почвы. При обработке почвы раствором хлорида натрия ионы Са + и Mg + в диффузном слое в результате ионного обмена замещаются на ионы натрия, что приводит к пептизации почвенных коллоидов и к переходу их при достаточном увлажнении в состояние золя. Перешедшие в состояние золя коллоиды легко вымываются из верхних горизонтов почвы в нижние, в результате чего почва теряет свои ценные агрономические свойства, становится бесструктурной. Подобные процессы происходят в солонцовых почвах, содержащих значительное количество ионов натрия. Вот почему основатель учения о почвенном поглощающем комплексе К. К. Гедройц назвал кальций стражем плодородия почвы. [c.468]