Поверхностные свойства коллоидов

Чрезвычайно большое развитие удельной поверхности и наличие в связи с этим значительного запаса свободной поверхностной энергии является характерной особенностью коллоидных систем, определяющей их важнейшие свойства. Одним из таких свойств коллоидов является их высокая адсорбционная способность, которая играет важную роль и в почвенных процессах. Почвенные коллоиды адсорбируют различные растворенные вещества, главным образом в виде ионов между почвенными коллоидами и растительными клетками корневой системы происходит обменная адсорбция, что играет существенную роль в.минеральном питании растений. Вторая отличительная особенность коллоидных систем заключается в их агрегативной неустойчивости. Под влиянием различных внешних воздействий, иногда весьма незначительных, а также самопроизвольно с течением времени в коллоидных системах происходят изменения, направленные обычно в сторону уменьшения степени дисперсности, т. е. в сторону укрупнения частиц. Это легко происходящее изменение степени дисперсности, которое влечет за собой изменение удельной поверхности и всех свойств, связанных с величиной поверхности, следует всегда иметь в виду при изучении коллоидных систем. [c.175]

В современной химии коллоидов раздел электрокинетических явлений весьма важен и тесно связан с другими проблемами коллоидной химии, в которых рассматриваются различные свойства высокодисперсных систем и поверхностные явления. Такое положение обусловливается как значением теоретических вопросов в области электрокинетических явлений, так и многими важными их практическими приложениями. [c.5]

Учение о коллоидах было выделено как самостоятельное направление научных исследований немногим более ста лет назад и развивалось на стыке физики и химии. По сути, предметом рассмотрения были дисперсные системы с определенными пределами размеров дисперсной фазы. Направлениями исследований коллоидных систем явились диффузия, сорбция, вязкость, электропроводность, оптические и поверхностные свойства, устойчивость против расслоения и многие другие. Важным разделом коллоидной химии считается коллоидная механика, преобразованная в физико-химическую механику дисперсных систем, изучающая структурообразование в дисперсных системах и их структурно-механические свойства. [c.13]

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]

Большая величина поверхности раздела между фазами приводит к тому, что особенности в свойствах поверхностного слоя оказывают сильное влияние на все свойства системы, и в этом заключается основная причина особенностей свойств коллоидов. [c.348]

Рассматривая химические изменения, следует ожидать, что поверхностные свойства белков могут изменяться при облучении в растворе. В согласии с этим емкость белков к связыванию красителей и неорганических ионов при облучении изменяется [В25, В54]. Изменяется также хроматографическое поведение [Н23]. Можно было также ожидать изменения электрофоретического поведения, а электрофоретические свойства могут явиться очень чувствительным признаком повреждения [С 138]. Зарегистрированы изменения в электрофоретических свойствах каталазы [В21]. Существует одно исследование, которое показало, что очищенные белки, по-видимому, не изменяют электрофоретического поведения в то же время смеси белков дают продукт со свойствами, отличными от исходных [К24]. При интерпретации изменений этого типа следует быть осторожным. Хотя химические и структурные изменения должны играть большую роль, при полном объяснении результатов следует принимать во внимание изменения в устойчивости неорганических коллоидов, происходящие при облучении. Найдено вообще, что положительно заряженные коллоиды коагулируют и их устойчивость уменьшается, в то время как отрицательно заряженные коллоиды изменяются слабо [НЗ]. К сожалению, радиационная химия коллоидов в настоящее время мало понятна. [c.257]

Поверхностно-активные коллоиды могут быть двух типов электролиты и неэлектролиты. Их действие сводится к понижению поверхностной энергии на границе раздела фаз с образованием на поверхности раздела защитной структурированной пленки, которая может резко изменять свойства тех или иных диснерсных систем. [c.69]

В соответствии с приведенными выше выводами необходимо-признать, что огромное число молекул (или атомов, ионов) дисперсной фазы у коллоидов должно находиться в поверхностном слое их частиц. Так, легко подсчитать, что в коллоидных частицах, содержащих 1000 молекул (т. е. при дисперсности 10 - 10 смГ ), даже при шарообразной, кубической и октаэдрической их формах, как самых экономных, все же около половины молекул должно оказаться в поверхностном слое при неправильной же форме—палочкообразной или пластинчатой—доля поверхностных молекул должна быть еще больше. В связи с этим очевидно, что и запас свободной поверхностной энергии в суспензиях, эмульсиях и особенно в золях должен быть весьма значительным что, в свою очередь, должно обусловливать наличие в этих системах ряда особых поверхностных явлений и поверхностных свойства [c.62]

Книга Булла имеет весьма крупный -недостаток — автор игнорирует выдающиеся достижения советской теоретической и экспериментальной химии. Ввиду этого мы заново составили список литературы (помещенный в конце книги) м ввели в текст книги ряд дополнений (отмеченных звездочками) так, например, указаны важные работы Дерягина по устойчивости гидрофобных коллоидов, Талмуда— О строении белка, Каргина — по устойчивости коллоидов и структуре гелей, Думанского — о связанной воде, Ребиндера и Пчелина — о поверхностных свойствах, Никольского — о стеклянном электроде и мн. др. Кроме того, книга Булла недостаточно систематична и недостаточно выдержана по характеру изложения это также привело к необходимости некоторых дополнений и редакционных изменений. [c.6]

Явления адсорбции и смачивания, электрокинетические явления, процессы коагуляции, вопросы устойчивости коллоидных систем и многие другие не могут быть поняты без изучения свойств и особенностей поверхности раздела, в частности ее энергетических характеристик. Поэтому учение о поверхностных явлениях и адсорбции составляет центральный раздел коллоид-ной химии. [c.87]

Явления защиты и сенсибилизации объясняют адсорбционным взаимодействием между частицами гидрофильного и гидрофобного коллоидов. При этом характер явления — защита или сенсибилизация — непосредственно зависит от структуры адсорбционного комплекса, в первую очередь от его поверхностных свойств. Указанное в большой мере предопределяется соотношением количеств частиц гидрофильного и гидрофобного коллоидов, а также относительными размерами их. [c.380]

Свойства жидкостей в тонких кварцевых капиллярах.—В кн. Поверхностные силы в тонких пленках и устойчивость коллоидов. М., Наука , 1974, 291 с. Авт. Б. В. Дерягин, Б. В. Железное, М. 3. Зорин и др. [c.210]

Свойства полимолекулярных пленок воды на поверхности кварцевых капилляров.— В кн. Поверхностные силы в тонких пленках и устойчивость коллоидов. М., Наука , 1974, с. 94. Авт. 3. М. Зорин, А. В. Новикова, А. К- Петров и др. [c.210]

Ушакова В. С., Жиленков И. В. Диэлектрические свойства нитробензола на поверхности активного кремнезема.—В кн. Поверхностные силы в тонких пленках и устойчивость коллоидов. М., Наука , 1974, с. 167—170. [c.211]

Выше была рассмотрена группа коллоидных систем, объединенных под общим названием лиофобных (гидрофобных) коллоидов, которые обладают сильно развитой физической поверхностью раздела и большим избытком свободной поверхностной энергии. Благодаря этому образуются ионные и молекулярные адсорбционные слои, которые и сообщают агрегативную устойчивость коллоидным частицам, тогда как стремление свободной поверхностной энергии лиофобных (гидрофобных) коллоидов к самопроизвольному уменьшению в силу второго начала термодинамики делает их термодинамически неустойчивыми. Весьма характерным свойством этих коллоидных систем является, как известно, слабое взаимодействие между веществами дисперсной фазы и молекулами дисперсионной среды. [c.326]

Оболочка из полярных групп на поверхности мицелл сообщает им гидрофильные свойства, обеспечивает малую поверхностную энергию и создает сродство мицелл к дисперсионной среде. Указанные особенности состояния растворов МПАВ при концентрациях выше ККМ позволяют отнести их к классу лиофильных коллоидов они являют собой пример термодинамически равновесных и обратимых ультра-микрогетерогенных систем. В таких системах коллоидно растворенное (мицеллярное) ПАВ находится в термодинамическом равновесии с истинно (молекулярно) растворенной частью, т. е. существует равновесие мицеллы молекулы (ионы), которое может смещаться в ту или иную сторону при изменении условий. Сами же мицеллы — термодинамически стабильные обратимые образования, которые возникают в области ККМ и распадаются при разбавлении раствора. [c.39]

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). Поверхностно-активными веществами называются такие соединения, которые понижают межфазную поверхностную энергию. Эти вещества адсорбируются в поверхностном слое в большей концентрации, чем внутри жидкости. Из всех поверхностно-активных веществ особое значение имеют те, которые способны образовывать мицеллярные коллоиды (мицеллярные электролиты). К ним относятся органические соединения с открытой цепью, содержащие от 10 до 20 атомов углерода в состав их молекул входят также гидрофобные радикалы и гидрофильные группы, для которых характерен оптимальный баланс гидрофильных и гидрофобных свойств. [c.136]

Все ферменты представляют собой белковые комплексы. Они обладают свойствами гидрофильных коллоидов, с высокой поверхностной энергией, поэтому они чувствительны к действию различных факторов внешней среды. Активность ферментов снижается при резких изменениях температуры и pH среды, повышении осмотического давления, избыточной концентрации субстрата, накапливании продуктов обмена, действии бактерицидных лучей, повышении концентрации самих ферментов и т. д. Наибольшую активность оии проявляют при 25—35° С. Большинство ферментов разрушается при 55—60° С. [c.257]

Структурно-механические критерии определены для масс строительной керамики, каолинов и фарфоровых масс, а также для буровых промывочных жидкостей. Установив структурно-механический тип глины и сопоставив ее характеристики с критериями заданного технологического процесса, можно решить, какие изменения должны быть внесены в процесс структурообразования паст и суспензий этой глины и какими методами следует регулировать ее технологические свойства. Наиболее эффективными методами регулирования свойства структур в системе глина — вода являются введение малых количеств электролитов, поверхностно-активных веществ или защитных коллоидов, составление шихт и механическая обработка. [c.22]

Лиофобные золи — гетерогенные (микрогетерогенные) системы, и в этом отношении их нельзя относить к истинным растворам. Лиофильные золи — однофазные системы, обладающие многими свойствами истинных растворов. Вследствие высокой поверхностной энергии лиофобные дисперсные системы термодинамически и кинетически не устойчивы. Лиофильные коллоиды устойчивы. От истинных растворов они отличаются размером частиц и формой (длинные нитеподобные и свернутые в клубок молекулярные структуры). [c.424]

Следовательно, управляя явлениями пептизации и коагуляционного сцепления путем изменения взаимодействия воды с глиной добавками электролитов, поверхностно-активных веществ и различных защитных коллоидов, можно регулировать механические (деформационные) свойства дисперсных систем, облегчая этот процесс механическими воздействиями. [c.237]

Свойства жидкостей в тонких кварцевых капиллярах / Б.В. Дерягин, Б.В, Железное, З.М. Зорин и др.//Поверхностные силы в тонких пленках и устойчивость коллоидов. М. Наука, 1974. [c.80]

Рассмотренные ранее поверхностные свойства коллоидов могут быть связаны с очень важной группой явлений, наблюдающихся у коллоидов, которые, так же как и поверхностное натяжение и другие свойства, связаны с поверхностью частиц и с ве-личиио-й этой поверхности. Мы имеем в виду электрические свойства коллоидных систем. Прежде чем перейти к рассмотрению теории этих явлений, скажем несколько слов о методах экспериментального их определения. [c.199]

С-потенциал какого-либо вещества в коллоидном растворе не должен обязательно совпадать, и в большинстве случаев не совпадает, с С-потенциалом крупных поверхностей того же вещества в твёрдом или кристаллическом состоянии 2. Эго объясняется различием в ориентации молекул на поверхнобти в случае, например, солей с парафиновой цепью, на ионной мицелле наружу обращены гидрофильные группы, в то время как на кристаллах на большей части поверхности наружу обращены углеводородные концы молекул. То же самое относится и к красителям. Вообще же поверхностные свойства коллоидов, включая их потенциалы, зависят от способа образования коллоидного раствора. Относительное движение противоположных [c.460]

Большинство исследовании ионного обмена посвящено изучению адсорбции фосфат-ионов глинами или замещением ионов ОН в решетке каолинита. Однако здесь встречаются большие трудности, связанные с разложением минерала в процессе реакции. Есть и другие взгляды на причины анионного обмена. Так, некоторые авторы предполагают, что нескомпенсированные поверхностные заряды, образовавшиеся вследствие перемещений в решетке (31 + АР+ -> М 2+ и др.) на базальной плоскости пакетов, могут иметь, кроме катионообменных позиций, еще и анионообменнь(Е. Кое-кто из ученых не разделяет этого мнения об анионном обмене. Так, Н. И. Горбунов считает, что поглощение анионов, если исходить из электростатических представлений амфотерных свойств коллоидов, мембранного равновесия и др., невозможно, поскольку трудно экспериментально установить анионный обмен. Как правило, анионы не принимают непосредственного участия в равновесии катионного обмена. [c.122]

Приведенных примеров достаточно, чтобы показать, что закон. перехода количества в качество сохраняет свое значение в полной степени и здесь. Поэтому все сказанное позволяет заключить, что. молекулы и их агрегаты (частицы коллоидной степени дисперсности) характеризуются как общностью, так и различием свойств. Общность свойств проявляется в том, что обе системы ведут себя одинаково в молекулярно-кинетическод отношении, различие же заключается в том, что в коллоидах появляются новые качественные признаки — поверхностные свойства, которых не имеет простая молекула. [c.21]

Итак, коллоидные системы возникают при особых условиях кристаллизации. Коллоидные частицы являются ультрамикрокристаллами. Однако в рассуждениях Веймарна есть один весьма существенный недостаток. Он, как и Оствальд, сводит все свойства коллоидов только к размеру частиц, к степени их дисперсности без учета тех качеств, которые связаны с гетерогенностью коллоидных систем. Возьмем случай с образованием золя берлинской лазури. Несомненно, что это процесс кристаллизации. Также несомненно, что здесь образуются кристаллические зародыши коллоидной степени дисперсности. Но они с неизбежностью должны коагулировать, так как являются носителями свободной поверхностной энергии. Следовательно, для получения стойкого золя недостаточно получения частиц определенной степени дисперсности. Необходимы такие условия кристаллизации, при которых на поверхности частиц возникал бы одноименный электрический заряд. Впоследствии и сам Веймарн был вынужден признать это. Для этой цели нужно брать один из реагентов, образующих коллоид, в некотором избытке. [c.266]

Не входя в подробности, заметим, что получение шарообразных частиц из исходного водного илп дисперсионного раствора питательных веш,еств естественного или искусственного происхождения может быть достигнуто разными способами. Например, такие капельки можно получить дроблением струи раствора в момент входа ее в масляную среду, а также дроблением смеси такого раствора с жидким маслом при активном перемешиванпн. Уже на этом этапе возникают интересные вопросы, касающиеся механических и поверхностных свойств истинных и коллоид-пых растворов белков, углеводов и других пищевых полимеров. [c.522]

По внутренней структуре частиц выделяют в отдельную группу мицеллярные коллоиды, их называют еще полуколлоидами. Они образуются из органических длинноцепочных молекул, обладающих дифильными свойствами т. е. неполярный радикал лучше взаимодействует с органическими (неполярными) жидкостями, а полярная часть молекулы (карбоксильная и другие группы) лучше взаимодействует с полярными молекулами воды. Мицеллы образуются за счет межмолекулярных дисперсионных сил, проявляющихся при контакте неполярных частей молекул. Образование таких коллоидов характерно для водных золей моющих веществ (например, мыла С17Нз5СООМа) и некоторых органических красителей с большими молекулами. Эта группа включает в себя синтетические поверхностно-активные вещества. [c.74]

Из теоретических вопросов упомянем о концепции двойного электрического слоя и электрокинетическом потенциале. Идея двойного электрического слоя на границе двух фаз была выдвинута более 100 лет назад физиком Квинке для объяснения механизма открытого им потенциала протекания. Эта идея была широко использована в различных областях науки, в частности в физике (теории поля и электростатике), а также в электрохимии. Понятие об электрокинетическом потенциале было введено Фрейндлихом и Смолуховским в начале настояш его столетия и было также широко применено для освещения многих коллоидно-химических и электрохимических проблем, где ставился вопрос о природе и свойствах поверхностных слоев, разделяющих отдельные фазы, с учетом их взаимодействия. Электрокинетический потенциал играет большую роль, как известно, в вопросах устойчивости суспензоидных коллоидов, коагуляции, пептизации, в учении о структурах и структурообразовании, в явлениях [c.5]

Введение поверхностно-активных веществ и коллоидов в электролит резко изменяет характер электрокристаллизации металла. Адсорбируясь на поверхности катода, поверхностноактивные вещества создают затруднения для проникновения разряжающих ионов металла, повышая энергию активации. Это приводит к значительному увеличению поляризации и, как следствие, к образованию мелкокристаллической структуры. Такие металлы, как олово, свинец, кадмий, которые при выделении на катоде из растворов их простых солей образуют игольчатые, не связанные между собой отдельные кристаллы, в присутствии повархностно-активных веществ образуют компактные плотные слои металла, обладающие высокими антикоррозионными защитными свойствами. В ряде случаев даже при не очень значительном увеличении поляризации поверхностно-активные вещества способствуют формированию мелкокристаллической структуры. [c.365]

Если при переходе от взвесей к коллоидным частицам с увеличением степени дисперсности наблюдается лишь постепенное количественное изменение свойств, то при дальнейшем дроблении вещества до отдельных молекул количественное различие переходит в качественное. Частицы взвесей и коллоидов состоят из более или менее крупных агрегатов (скоплений) молекул. Свойства же агрегата не являются только суммой свойств отдельных входящих в него частиц—наряду с ними возникают некоторые новые (например, поверхностное натяжение), присущие а,грегату как [c.613]

При контакте двух однородных твердых поверхностей сохраняются различия в свойствах поверхностных и внутренних слоев твердых тел. Следовательно, поверхность раздела должна существовать и после слинания частиц порошков, так же как и после коагуляции коллоидов. Поэтому коагуляция твердых частиц суспензии и слипание частиц порошка—обратимые процессы [c.136]

Второе издание (1-е изд. 1974 г.) курса коллоидной химии переработано п соотнетствии с новейшими достижениями науки о коллоидах. Изложены общие закономерности физикохимии дисперсных систем и поверхностных явлений, учение о поверхностных силах и адсорбции, устойчипости дисперсных систем, физическая химия высокомолекулярных соединений, мицеллообразование, свойства порошков, суспензий, эмульсий, поверхностных пленок и аэрозолей. [c.2]

По Ребиндеру, структурно-механический барьер возникает при адсорбции молекул ПАВ, которые могут быть не сильно поверхностно-активными для данной границы раздела фаз, но способны к образованию гелеобразного структурированного слоя на межфазной границе (ПАВ третьей и четвертой групп по классификации, приведенной в 3 гл. И). Этот слой подобен трехмерной структуре — гелю, который может возникать в растворах ряда веществ при достаточной их концентрации. К таким веществам относятся глюкозиды, белки, производные целлюлозы (карбоксиметилцеллюлоза) и другие так называемые защитные коллоиды — высокомолекулярные вещества со сложным строением молекул, которые имеют области меньшей и большей гидрофильности в пределах одной молекулы. По отноше-лию к дисперсиям гидрофильных порошков в неполярных жидкостях высокой стабилизирующей способностью обладают многие маслорастворимые ПАВ, способные прочно (химически) адсорбироваться на поверхности гидрофильных частиц. Стабилизированные таким путем лиофобные системы приобретают свойства дисперсий данного стабилизатора, т. е. становятся лиофилизованнымн. По Ребиндеру, следующие условия определяют высокую эффективность структурно-механического барьера. [c.261]

Наиболее эффективная защита системы (особенно концентрированной) от протекания процессов коагуляции, в том числе и при введении электролитов, обеспечивается применением поверхностно-активных веществ низкомолекулярных мицеллообразующих ПАВ и высокомолекулярных так называемых защитных коллоидов . Адсорбция таких высокоэффективных стабилизаторов приводит к возникновению на поверхности частиц струк-турно-механического барьера, полнсютью предотвращающего коагуляцию частиц и возникновение между ними непосредственного контакта, р 1звитие которого может вызвать необратимое изменение свойств систем. Роль структурно-механического барьера особенно велижа при стабилизации обратных систем — суспензий и золей полярных веществ в неполярных средах, в которых электростатическое отталкивание, как правило, не существенно. Полное предотвращение сцепления частиц благодаря образованию защитного слоя ПАВ может происходить не только в разбавленных золях, но и в концентрированных пастах в последнем случае ПАВ служит пластификатором, обеспечивающим легкоподвижность системы (см. гл. XI). Подбор ПАВ для стабилизации суспензий и золей различного типа сходен с выбором ПАВ для стабилизации прямых и обратных эмульсий это должны быть ПАВ, относящиеся к третьей и четвертой группам с высокими значениями ГЛБ при стабилизации суспензий и золей в полярных средах и низкими (маслорастворимые ПАВ) — в неполярных. [c.355]

Свойства полимолекулярньгх пленок воды на поверхности кварцевых капилляров / 3,М. Зорин, А.В. Новикова, А.К. Петров и др. // Поверхностные силы в тонких пленках и устойчивость коллоидов,. М. Наука, 1974. С. 94. [c.80]