Сольватная оболочка и устойчивость коллоидов

То обстоятельство, что у устойчивых коллоидных растворов частицы не слипаются при столкновении, дает основание считать, что они чем-то защищены от него. Защитными факторами коллоидов являются электрический заряд частиц и сольватные оболочки, окружающие частицы. Возникновение заряда и образование двойного электрического слоя рассмотрено в гл. I и VI. [c.154]

Если по оптическим и молекулярно-кинетическим свойствам суспензии и золи с твердой дисперсной фазой резко различны, то по агрегативной устойчивости они имеют много общего. Как правило, частицы суспензий, равно как и частицы лиофобных коллоидов, имеют на поверхности двойной электрический слой или сольватную оболочку. Электрокинетический потенциал частиц суспензий можно определить с помощью макро- или микроэлектрофореза, причем он имеет величину того же порядка, что и -потен-циал частиц типичных золей. Под влиянием электролитов суспензии коагулируют, т. е. их частицы слипаются, образуя агрегаты, В определенных условиях в суспензиях, так же как и в золях, образуются пространственные коагуляционные структуры, способные к синерезису. Явления тиксотропии и реопексии при соблюдении соответствующих условий проявляются у суспензий почти всегда в большей степени, чем у лиофобных коллоидных систем. [c.367]

Если коллоидные частицы соединяются непосредственно поверхностями, то коагуляция будет необратимой. Если между соединяющимися частицами остаются небольшие сольватные оболочки или двойной электрический слой, образовавшийся осадок можно снова перевести в раствор. Такой процесс называется обратимой коагуляцией. Растворы высокомолекулярных соединений (ВМС) и некоторых органических веществ образуют на поверхности коллоидных частиц прочные адсорбционно-сольватные слои, способствующие повышению устойчивости коллоидного раствора, т. е. проявляют защитное действие. Стабилизирующее действие этих соединений способствует лиофилизации (гидрофилизации) дисперсных систем по свойствам они становятся близкими к молекулярным коллоидам (обратимы, устойчивы). Если концентрация стабилизатора недостаточна для образования адсорбционно-сольватных слоев, его защитное действие резко снижается. При очистке воды содержащиеся в ней органические коллоиды замедляют процесс коагуляции, повышая устойчивость образующихся коллоидных растворов гидроксидов алюминия и железа. [c.120]

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]

Коллоидные растворы являются системами довольно устойчивыми (могут сохраняться без изменения длительное время). Относительная устойчивость коллоидных систем определяется соотношением между силами притяжения, вызывающими укрупнение гранул, и силами отталкивания, препятствующими этому процессу. Эффект отталкивания вызывается электростатическими силами, возникающими между гранулами, так как они несут одноименный заряд. У лиофильных коллоидов укрупнению гранул препятствует сольватная оболочка молекул растворителя. [c.245]

Основные научные работы относятся к коллоидной химии. Разрабатывал учение о двух факторах устойчивости золей — электрическом заряде и сольватной оболочке. Исследовал явление расслоения растворов лиофильных коллоидов на две фазы. [22] [c.266]

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 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]

Прибавление лиофильного коллоида к золю лиофобного коллоида сильно увеличивает устойчивость последнего к действию электролитов. Сущность этого явления, называемого коллоидной защитой, заключается в адсорбции лиофильного коллоида частицами лиофобного, в результате чего последние получают соответствующие сольватные оболочки. [c.209]

Важнейшим фактором устойчивости лиофильных коллоидов является наличие у частиц сольватных оболочек. Чтобы вызвать коагуляцию, эти оболочки необходимо разрушить. Разрушение их может быть достигнуто различными способами и в том числе прибавлением электролитов, но в гораздо больших концентрациях, чем в случае лиофобных коллоидов. При больших концентрациях ионы электролита, сольватируясь, отнимают молекулы растворителя от коллоидных частиц, придавая последним свойства частиц лиофобного коллоида. Так 1 ак ионы электролита, кроме того, разряжают частицы, происходит коагуляция коллоида, называемая в этом случае высаливанием. [c.223]

Коллоидные системы, образованные мицеллами новерхностно-актив-ных веществ или высокомолекулярных соединений, являются термодинамически равновесными и при данных условиях устойчивыми. К ним можно применять термин лиофильные коллоиды (но, разумеется, не к истинным растворам тех же веществ, не содержащим коллоидных мицелл). Понятие лиофильный не означает какой-то исключительной способности к образованию мощных сольватных оболочек, оно указывает лишь на то, что величина удельной свободной поверхностной энергии на поверхности раздела с окружающей дисперсионной средой сравнительно невелика и соизмерима с энергией теплового движения мицелл. [c.40]

Разбавленные эмульсии типа м в по свойствам очень близки к гидрозолям обычных коллоидов. Стабилизируют эти эмульсии электролитами, создающими двойной электрический слой на поверхности эмульгированных капель. Устойчивость разбавленных водных эмульсий зависит от величины электрокинетического потенциала и связанной с ним толщины сольватной оболочки. Для таких систем справедлива теория коагуляции, разработанная Дерягиным. Они устойчивы без специальных эмульгаторов. [c.142]

Важную роль в стабилизирующей способности твердых защитных коллоидов играет фактор смачиваемости. Если порошок твердого коллоида смачивается только одной из фаз, то он полностью диспергируется в этой фазе и не создает устойчивой эмульсии. Если же порошок частично смачивается каждой из фаз, частицы коллоида прилипают к поверхности раздела и образуют на ней защитный слой. Такую способность некоторых твердых порошков смачиваться одновременно и водой и маслом П. А. Ребиндер объясняет неоднородностью поверхности агрегатов диспергированного коллоида (мозаичным строением их поверхности) . Частицы прилипают к капле мономера своей гидрофобной частью, а гидрофильная часть, покрытая сольватной оболочкой, остается погруженной в воду. При этом ряд авторов считает, что достаточная стабильность эмульсии обеспечивается только в том случае, если в результате адгезии между отдельными частицами коллоида на поверхности капли образуется сплошное покрытие, обладающее структурно-механической прочностью. [c.63]

Прибавление гидрофильного коллоида к золю гидрофобного коллоида увеличивает его устойчивость к действию электролитов вследствие адсорбции гидрофильным коллоидом частиц гидрофобного. Это явление называют коллоидной защитой. В этом случае образуются соответствующие сольватные оболочки. Например, к [c.143]

Адсорбированные коллоидными частицами ионы сообщают частицам электрические заряды одного знака, что препятствует их укрупнению. Таким образом, электрический заряд является важнейшим фактором устойчивости коллоидных систем. Отсюда агрегацию (коагуляцию) коллоидных частиц можно вызвать путем внесения в них электролитов, разрушающих сольватную оболочку и нейтрализующих заряд частиц. Для коагуляции гидрофобного коллоида достаточно электрической нейтрализации-его частиц, для чего необходимо создание в коллоидном растворе незначительной концентрации электролита. У гидрофильных коллоидов необходимо еще удалить окружающий частицы слой молекул воды, придающий им большую устойчивость. Это осуществляется созданием в растворе значительных концентраций электролита, ионы которого в процессе гидратации отнимают воду от коллоидных частиц и тем способствуют его коагуляции (образованию хлопьевидного осадка). Чем больше валентность иона электролита, тем больше его коагулирующая сила. По степени коагулирующего действия на коллоиды почвы катионы можно расположить в следующий ряд [c.291]

Современные представления об агрегативной устойчивости лиофобных коллоидов. Проблема устойчивости центральная в коллоидной химии. Одним из первых на ее теоретическое и практическое значение указал Н. П. Песков. Способность лиофобных коллоидных систем сопротивляться агрегации частиц объясняется, в соответствии с воззрениями И. П. Пескова, присутствием, кроме дисперсной фазы и дисперсионной среды, третьего фактора —стабилизатора. Роль стабилизатора, который находится в растворенном состоянии, сводится к созданию вокруг частицы сольватного слоя. П. А. Ребиндер указывает, что существование развитых сольватных оболочек является механическим барьером, препятствующим коагуляции. [c.119]

Голландский химик, чл. Королевской нидерландской АН (с 1922). Р. в Амстердаме. Окончил Амстердамский ун-т (1907). Работал в Утрехтском уп-те (с 1916 проф.). Оси. работы относятся к коллоидной химии. Разрабатывал учение о двух факторах устойчивости золей — электрическом заряде и сольватной оболочке. Исследовал явление расслоения р-ров лиофиль-ных коллоидов па две фазы. [c.233]

Растворы высокомолекулярных веществ, если они находятся в термодинамически равновесном состоянии, аналогично истинным растворам обладают абсолютной агрегативной устойчивостью. Высокая устойчивость коллоидных растворов ВМС определяется, в основном, двумя факторами — наличием на поверхности частиц двух оболочек электрической и сольватной (гидратной). Поэтому для коагуляции коллоидов высокомолекулярных соединений необходимо не только нейтрализовать заряд коллоидной частицы, но и разрушить жидкостную оболочку. Выделение ВМС из растворов по своему характеру отличается от коагуляции типичных гидрофобных коллоидов. Так. если для гидрофобных золей достаточно незначительных добавок электролитов, чтобы вызвать коагуляцию, то для высокомолекулярных веществ этого недостаточно. Для выделения дисперсной фазы полимеров необходимы высокие (вплоть до насыщенных растворов) концентрации электролитов. Явление выделения в осадок растворенного ВМС под действием большой концентрации электролита получило название высаливания (опыт 110,113). [c.227]

Прибавление гидрофильного коллоида к золю гидрофобного коллоида увеличивает его устойчивость к действию электролитоЕ вследствие адсорбции гидрофильным коллоидом частиц гидрофобного. Это явление называют коллоидной защитой. В этом случае образуются соответствующие сольватные оболочки. Например, к раствору нитрата серебра прибавляют защитный коллоид — желатин—и действуют раствором НС1. Обычно творожистые осадок Ag l (гидрофильный) не выделяется, а образуется мутные раствор золя Ag l (гидрофобный). Указанный золь не коагулирует даже при добавлении в большом количестве избытка осадителя. [c.130]

Другим фактором, противодействующим укрупнению частиц коллоида, часто является наличие у них сольватной (в частном случае — гидратной) оболочки, в особенности в лиофильных золях. Исследования Н. П. Пескова, С. М. Липатова и др. показал , что взаимодействие частиц коллоида с молекулами дисперсионной среды имеет важнейшее значение как для устойчивости коллоидных систем, так и для других их свойств. [c.351]

Агрегативная устойчивость коллоидных систем обусловлена тем, что на поверхности раздела происходит адсорбция ионов (молекул) из окружающей среды. На данных частицах адсорбируются ионы одного знака и частицы приобретают одинаковый заряд. Заряженные одноименно частицы отталкиваются друг от друга, благодаря чему не происходит их агрегация. Агрегации частиц лиофильных коллоидов также препятствует наличие на их поверхности сольватных (гидратных) оболочек. [c.219]

Легко видеть слабые стороны такого объяснения агрегативной устойчивости. Весьма трудно представить себе возникновение в результате сольватации противоионов вокруг лиофобных частиц сплошных сольватных оболочек, препятствующих слипанию частиц прн их сближении. В самом деле, сольватные йболочки из полярных молекул среды образуются отдельно вокруг каждого противоиона двойного слоя. Это должно приводить к тому, что на границе, разделяющей оболочки двух соседних одноименно заряженных противоионов, молекулы среды, представляющие собой диполи, будут обращены друг к другу одноименно заряженными концами и< следовательно, будут испытывать взаимное отталкивание. Кроме того, следует помнить, что микроструктура окружающего частицы слоя непрерывно меняется в результате теплового движения ионов. Понятно, > то при таких условиях говорить о создании в результате притяжения и ориентации диполей какого-то синюшного слоя из сцепленных друг с другом ионов и молекул среды, нужного для обеспечения положительного раскли-яивающего давления или упругости сольватной оболочки, просто невозможно. Положительное расклинивающее давление, обусловливающее агрегативную устойчивость лиофобных коллоидов, может возникать лишь в результате деформации ионных атмосфер, т. е. может определяться только электростатическими силами. [c.282]

Устойчивость коллоидных растворов определяется как наличием электрических зарядов у частиц, так и сольватацией (гидратацией) коллоидных частиц. Сольватация, т. е. адсорбция частицами молекул растворителя, обусловлена дипольным моментом этих молекул. В результате этого коллоидные частицы окружаются сольватными оболочками, которые не позволяют частицам достаточно близко подойти друг к другу и, таким образом, препятствуют соединению их в более крупные агрегаты. Склонность к сольватации у разных коллоидных частиц весьма различна, соответственно этому различают лггофильнбге и лиофобные коллоиды. В частности, если растворителем является вода, они называются гидрофильными и гидрофобными. [c.222]

Современные теории коагуляции, развитые Б. В. Дерягиными Ландау и другими, связывают устойчивость гидрофобных коллоидов и их коагуяцию с силами притяжения и отталкивания, действующими между частицами. Если преобладают первые, то при столкновении частиц в броуновском движении они слипаются и происходит коагуляция если преобладают вторые, то коллоидный раствор сохраняет свою агрегативную устойчивость. Силы притяжения между частицами, повидимому, имеют -характер вандерваальсовых сил, в то время как электрокинетический потенциал и сольватные оболочки являются основными факторами, препятствующими слипанию. [c.156]

По агрегативной устойчивости эмульсии разделяют на две группы разбавленные и концентрированные. Для специалистов по очистке сточных вод представляют интерес обе группы. Разбавленные эмульсии м/в по свойствам очень близки к обычным гидрозолям. Их устойчивость обусловлена присутствием электролитов и зависит от электрокинетнческого потенциала и связанной с ним толщины сольватной оболочки. Иногда подобные системы устойчивы и без эмульгаторов Они подчиняются закономерностям современной теории коагуляции коллоидов. [c.30]

При известных обстоятельствах частицы дисперсной фазы могут склеиваться между собой — агглютинировать и выпадать в осадок. Протоплазма представляет собой устойчивый гидрофильный коллоид (от греч. hydor — вода, phileo — люблю). Напомним, что вокруг каждой макромолекулы образуется водная или сольватная оболочка. [c.50]

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]

Агрегативная устойчивость выражает собой способность коллоидной системы сохранять свою степень дисперсности. Агрегативная устойчивость (в отношении коагуляции) обусловлена наличием у частиц дисперсной фазы электрического заряда и сольватной (в частном случае — гидратной) оболочки. В сравнительно устойчивых коллоидных системах частицы дисперной фазы, в результате взаимодействия с молекулами или ионами окружающей среды, обычно приобретают электрические заряды, различные по величине, но одинаковые по знаку для всех частиц дисперсной фазы в данной системе. Это легко обнаружить при действии постоянного электрического Поля на коллоидную систему, так как все частицы дисперной фазы перемещаются при этом к одному из электродов. Это не означает, что система в целом является заряженной. В целом система нейтральна, так как заряды частиц уравновешиваются зарядом ионов противоположного знака, находящихся в окружающей среде. В табл. 56 указаны знаки зарядов некоторых коллоидов. [c.502]

Для того чтобы золи были устойчивыми, необходимо присутствие в растворе стабилизатора. Для лиофильных коллоидов стабилизатором является их сольватная (гидратная) оболочка, тогда как для лиофобных коллоидов стабилизатором служит электролит, близкий по своей природе к частицам, составляющим ядро. Так, золь Ре(ОН)з устойчив в присутствии электролита Fe l или Na l. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология