Коагуляция коллоидов высокомолекулярных

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]

Коагуляции гидратированных высокомолекулярных веществ мешает водная оболочка и электрический заряд, обусловленный диссоциацией ионогенных групп, л в ряде случаев также адсорбцией ионов электролитов из раствора на поверхности частиц. Главным фактором устойчивости большинства гидрофильных коллоидов является их водная оболочка, препятствующая коагуляции частиц даже в изоэлектрическом (электронейтральном) состоянии. [c.174]

Благодаря работам физико-химиков, в первую очередь советских, созданы и развиты новая физическая теория коагуляции коллоидов, теория формирования коагуляционных структур, химия комплексных и высокомолекулярных соединений. Получила развитие теория флокуляции, изменились взгляды на роль механического перемешивания воды, обработанной реагентами, обнаружено и объяснено большое значение специфических химических реакций в ходе агломерации и структурообразования. [c.3]

Представим себе -раствор соли очень мало растворимой кислоты, имеющей большой молекулярный вес. При добавлении к такому раствору сильной кислоты ионы водорода будут разряжать отрицательно заряженные ионы высокомолекулярной кислоты, н при определенном значении pH нерастворимая кислота начнет сразу коагулировать. Подобным же образом в растворах солей высокомолекулярных оснований происходит коагуляция при действии гидроксил-ионов. Естественно, что все факторы, влияющие вообще на коагуляцию коллоидов, — присутствие в растворе солей, защитных коллоидов, таких неэлектролитов, как спирг, скорость прибавления реактива, температура — будут отражаться и на том, при каком точно значении pH произойдет появление мути. [c.62]

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]

Высокая устойчивость коллоидных растворов высокомолекулярных соединений определяется двумя факторами — наличием на I поверхности частиц двух оболочек электрической и сольватной (гидратной). Поэтому для коагуляции коллоидов высокомолеку- лярных соединений необходимо не только нейтрализовать заряд коллоидной частицы, но и разрушить жидкостную оболочку. Для этой цели можно сначала в раствор ввести электролит и нейтрали- 5 зовать заряд, причем коагуляции не наблюдается затем добавить какое-либо из дегидратирующих веществ, например спирт, ацетон . или таннин, которые разрушают водную оболочку коллоидной ча- стицы, после чего начинается процесс коагуляции. Последовательность может быть иная вначале дегидратация, а затем нейтрали- зация заряда. [c.400]

Под устойчивостью любого раствора, в том числе и коллоидного, понимают способность раствора сохранять неизменным свое состояние, прежде всего однородность. В отличие от истинных растворов с молекулярной дисперсностью и растворов высокомолекулярных веществ коллоидные растворы ограниченно устойчивы. В них постепенно происходит слипание (свертывание) частиц. Такой процесс укрупнения частиц называется коагуляцией. Коагуляцию можно искусственно ускорить, нагревая коллоидный раствор до кипения или прибавляя к нему электролит. При нагревании раствора отдельные коллоидные частицы образуют агрегаты больших размеров. Последние под действием силы тяжести оседают в виде осадка, который легко отфильтровать или отцентрифугировать. Добавление электролита также способствует коагуляции коллоида. В качестве таких электролитов обычно используют кислоты (если они не растворяют осадок) или аммонийные соли. Для коагуляции сульфидов нельзя применять кислоты, так как они растворяют некоторые сульфиды. Обычно применяют растворы аммонийных солей. [c.95]

Направление научных исследований химическая активность поверхности твердого тела дисперсия и коагуляция коллоидов новые процессы получения волокон, улучшение качества существую-пщх волокон физико-химические свойства высокомолекулярных соединений связь между химической структурой соединений и их биологической активностью применение окиси угле- [c.379]

Гидрофобные коллоиды, частицы которых по своим размерам намного больше обычных молекул, очень неустойчивы. Поэтому максимально достижимая концентрация частиц в таких коллоидах сравнительно невелика. Например, в золях золота значение с не может быть выше чем 10 частиц в 1 см раствора, что при комнатной температуре кТ эрг), согласно уравнению (3.6), соответствует Р = 40 дин/см , или 4-10 атм. Столь малое осмотическое давление нельзя измерить ни непосредственно в осмотической ячейке, ни косвенно эбулиоскопическим или криоскопиче-ским методом. Последние два метода в данном случае неприменимы еще и потому, что кипячение или замораживание неустойчивых коллоидов приводит к их коагуляции. Таким образом, размер частиц гидрофобных коллоидов невозможно определить путем измерения осмотического давления. Зато этот метод широко применяется для определения молекулярной массы высокомолекулярных соединений (т. е. лиофильных систем), что обусловлено меньшим размером их молекул и большей устойчивостью их растворов по сравнению с гидрофобными коллоидами. Устойчивость раство- [c.43]

Как показали исследования, высокомолекулярные вещества, выделенные из раствора высаливанием, после отмывки их от электролитов могут быть снова переведены в раствор (явление обратимо). Коллоиды, которые при устранении фактора, вызвавшего коагуляцию, способны переходить из состояния геля в состояние золя, носят название обратимых коллоидов. Однако высокомолекулярные вещества могут при определенных условиях осаждаться и необратимо. Такое необратимое осаждение высокополимеров, в частности белков, иод влиянием высокой температуры, цри воздействии концентрированных кислот и щелочей, дубильных веществ, лучистой энергии называется денатурацией. При денатурации происходит не только осаждение полимеров, но и изменение их химической природы. Белки при денатурации становятся нерастворимыми и в большинстве случаев утрачивают способность к набуханию. [c.383]

П. П. Веймарн и В. Оствальд предложили рассматривать свойства дисперсных систем только с позиции их степени дисперсности, не учитывая гетерогенности. Более общие представления о свойствах коллоидных растворов были развиты Н. П. Песковым, который подразделял коллоиды на два класса к первым он отнес коллоиды, которые самопроизвольно диспергируют в растворителе, образуя коллоидные растворы. Если вызвать коагуляцию такой системы, то в коагуляте окажется много растворителя. После удаления электролита (коагулята) коагулянт, как правило, сохраняет способность вновь диспергировать в растворителе. Второй класс коллоидов, по Н. П. Пескову, — это системы, у которых коагуляция необратима, коагулят (осадок), как правило, не содержит дисперсной среды. При этом только вторая группа коллоидных растворов представляет собой типичные коллоиды, инертные по отношению к дисперсионной среде. Как это ни парадоксально, но вещества, получившие впервые в истории науки название коллоиды (гуммиарабик, белки, крахмал), оказались не настоящими коллоидами. Водные растворы этих веществ в отличие от типичных коллоидов представляют собой гомогенные термодинамически равновесные системы, устойчивые и обратимые, т. е. представляют собой истинные растворы макромолекул высокомолекулярных соединений (ВМС). Различие двух типов коллоидов связано в значительной мере с гибкостью и асимметричным строением макромолекул. Последние взаимодействуют с растворителем (дисперсионной средой) подобно низкомолеку- [c.382]

Небольшое добавление нейтральных электролитов к водным растворам высокомолекулярных соединений иногда вызывает Помутнение растворов, изменение вязкости и осмотического давления. Иными словами, возникают явления, внешне сходные со скрытой коагуляцией типичных коллоидов. Эти явления часто вызываются химическим взаимодействием между отдельными группами полимера и ионами добавленного электролита. Кроме того, электролит способствует ассоциации и структурированию в растворах высокомолекулярных соединений. [c.208]

Коагуляции препятствуют так называемые защитные коллоиды (крахмал, желатин и другие высокомолекулярные органические соединения). [c.189]

Напротив, лиофильные золи образуются самопроизвольно при помещении некоторых веществ в жидкость и являются гораздо более устойчивыми. Такие золи коагулируют хуже, и коагуляция их обратима (при внесении в жидкость коагулят снова может образовать золь). Обычно вещества, дающие лиофильные золи, это — высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из тысяч атомов и имеют молекулярные веса более 10 тысяч кислородных единиц. Подобные молекулы-гиганты имеют размеры коллоидных частиц, так что лиофильный золь, в сущности, является молекулярным раствором высокомолекулярного соединения, причем каждая молекула — коллоидная частица. В качестве некоторых примеров лиофильных коллоидов можно назвать растворы желатины в воде, натурального каучука в бензине, плексигласа в хлороформе. [c.11]

Явления коагуляции и пептизации этих коллоидов, вызываемые поверхностноактивными электролитами, можно в основном объяснить, используя представление о двуслойной адсорбции. С этой точки зрения и излагается ряд экспериментальных исследований в этой области. Большое же число работ, посвященных изучению взаимодействия коллоидных ПАВ с белками и другими высокомолекулярными соединениями, остается за пределами настоящего изложения. [c.202]

М. лиофобных золей, стабилизованных неэлектролитами, напр, неионогенными поверхностно-активными веществами (ПАВ), защищены от коагуляции сильно сольватированными лиофильными группами молекул стабилизатора. Среди многокомпонентных полимерных систем примером типично лиофобных коллоидов могут служить синтетич. латексы — гидрозоли высокомолекулярных соединений, полученные эмульсионной полимеризацией. Лиофобными коллоидами являются также высокодисперсные системы, возникающие при выделении новой фазы из пересыщенных р-ров полимеров или диспергировании полимерных материалов в присутствии ПАВ-стабилизаторов. [c.128]

При обесцвечивании воды, когда удаляются из воды гумусовые соединения, имеющие свойства гидрофильных коллоидов, основная роль отводится специфической адсорбции многозарядных катионов алюминия поверхностью сложных высокомолекулярных гумусовых кислот, в результате образуются труднорастворимые комплексы алюминия. Коагуляция гумусовых соединений алюминиевым коагулянтом является необратимой. Оптимальные значения pH обрабатываемой воды при обесцвечивании 4,5—5,5. [c.128]

Коллоид, адсорбировавший на себе частицы высокомолекулярных веществ, принимает как бы все их свойства, в частности, это выражается в повышении порога коагуляции. Некоторые коллоидные растворы, как например золи металлов, вообще не могут существовать длительное время без защитных веществ. Для защиты необходимо незначительное, но определенное количество защитного вещества, достаточное для покрытия поверхности коллоидных частиц. Дальнейшее прибавление защитного вещества не оказывает влияния на устойчивость системы. [c.404]

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]

К физико-химическим методам очистки масел относится коагуляция и адсорбция. В процессе коагуляции происходит слипание и укрупнение частиц коллоидной системы с образованием рыхлых агрегатов. В качестве коагулянтов могут выступать вещества, представляющие собой соединения следующих типов 1) электролиты 2) ионогенные поверхностно-активные вещества с активным органическим электролитом 3) неионогенные поверхностно-активные вещества (неэлектролиты) 4) по-верхностно-активные коллоиды и гидрофильные высокомолекулярные соединения. [c.133]

Благодаря большой величине молекул свойства растворов высокополимеров отличаются от свойств растворов низкомолекулярных веществ. Молекулы высокополимеров в растворах сильно соль-ватированы растворы имеют большую вязкость и способность к образованию агрегатных структур.Прибавление электролитов в концентрациях, вызывающих коагуляцию коллоидов, заметного изменения растворов высокомолекулярных соединений не вызывает. При действии больших количеств концентрированного раствора электролита или сухой соли на растворы высокополимеров последние или выпадают в осадок, или образуют эмульсию — расслаиваются. Указанное явление называется высаливанием. Образование двух жидких фаз при высаливании называется коасерва-цией. [c.225]

Высокомолекулярные соединения и лиофильные коллоиды являются стабилизаторами по отношению к лиофобным золям. Так, если прибавить к раствору соли серебра небольшое количество желатина, белка (или некоторых продуктов распада его) и восстановить серебро до образования золя, то степень дисперсности коллоидного серебра в этих условиях получения оказывается более высокой и золь менее- подвержен влияниям факторов, вызывающих коагуляцию. Такой золь серебра можно путем выпаривания превратить в твердый продукт, который обладает способностью снова растворяться в воде, образуя золь. Вследствие защитного действия, которое в подобных случаях оказывают лиофильные коллоиды, повышая стабильность необратимых золей, их называют защитными коллоидами. При применении защитных коллоидов золи могут быть получены с более высокими концентрациями, чем обычна. Примером концентрираванного золя, получаемого с применением защитного коллоида, является медицинский препарат колларгол, содержащий более 70% серебра. [c.532]

К. Пааль.и А. Скита [21], независимо друг от друга, применили для гидрирования коллоидную платину или палладий в присутствии защитных коллоидов. В качестве последних К. Пааль использовал смесь растворимых в воде высокомолекулярных лизальбиновой и протальбиновой кислот, получаемых из куриного белка. А. Скита для этой же цели применил растворы природного гуммиарабика (аравийской камеди). Защитные коллоиды препятствуют коагуляции коллоидных катализаторов даже при нагревании или кипячении с ледяной уксусной кислотой. Так как большинство органических соединений в воде не растворимо, разработаны способы приготовления органозолей платины или палладия в холестерине, ланолине. Защитными коллоидами могут также служить глютин, желатин или декстрин. [c.346]

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]

Как известно, окраска большинства природных вод обусловлена присутствием в них органических веществ гумусового происхождения. Поэтому частичное, а иногда и полное обесцвечивание воды может быть достигнуто применением окислителей — хлора, озона и др. Исследование процесса обесцвечивания воды, окрашенной высокомолекулярными гумусовыми соединениями, под действием хлора показало, что протекание его обусловлено окислением содержащихся в составе таких веществ фенольных гидроокислов с образованием карбоксильных соединений. Этим объясняется и улучшение процесса коагулирования при прехло-рировании воды, так как замена более гидратированных гидроксильных групп менее гидратированными карбоксильными снижает защитные свойства гумуса по отношению к гидрофобным коллоидам, что способствует ускорению их коагуляции и осаждения. Количество хлора, необходимое для обесцвечивания воды, определяется фракционным составом гумуса с увеличением содержания низкомолекулярных креновых кислот в составе гумуса расход хлора возрастает [30]. [c.93]

Можно считать, что классификация растворов, да1шая Оствальдом и основанная на различии размеров частиц растворенного вещества, в настоящее время является недостаточной. Несомненно, что все системы, содержащие частицы большого размера, независимо от их природы, будут обладать рядом общих свойств, и мы объединим их термином коллоиды лишь в этом смысле. Однако большинство свойств коллоидов, как то адсорбционные процессы, явления пептизации и коагуляции, оптические свойства и т. п., связывается с микрогетерогенностью коллоидных растворов и с определением коллоидных частиц как агрегатов, состоящих из большего или меньшего количества молекул и обладающих поверхностью раздела. К собственно коллоидным системам большинство исследователей относит именно системы, в которых частицы представляют собой подобные агрегаты в отличие от истинных растворов, содержащих вещество в молекулярной стенени дисперсности. При этом размеры молекул истинно-растворенного вещества, обладающего большим молекулярным весом (например, истинно-растворенные красители), могут иметь большие размеры, чем частицы тонко диспергированных коллоидов, как, например, золото или окись железа (15—20 А). Наконец в случае высокомолекулярных веществ мы имеем молекулы с молекулярным весом в несколько десятков и даже сотен тысяч, которые, по терминологии Оствальда, должны быть отнесены к коллоидным частицам. В то же время эти высокомолекулярные вещества могут присутствовать в растворе в виде отдельных молекул. Возникает вопрос, должны ли мы рассматривать растворы соединений с большим молекулярным весом как растворы коллоидные или же мы можем точнее передать их свойства, описывая их как истинные растворы Этот вопрос является одним из основных, хотя некоторые исследователи, как, например, Кройт [11, рассматривая коллоидные процессы, сознательно воздерживаются от обсуждения этого вопроса. [c.242]

Исследование процесса обесцвечивания воды, окрашенной высокомолекулярными гумусовыми веществами, под действием хлора показало, что протекание его обусловлено окислением содержащихся в составе этих веществ фенольных гидроксилов с образованием карбонильных соединений. Этим объясняется и улучшение коагулирования при перехлорировании воды, так как замена более гидратированных гидроксильных групп менее гидратированными карбонильными снижает защитные свойства гумуса по отношению к гидрофобным коллоидам, что способствует ускорению их коагуляции и осаждения. [c.260]

Значительно более обещающими являются индикаторы п о м у т н е н и я . Если, при титрованин раствора, pH вблизи точки эквивалентности не изменяется достаточно резко, то можно остановиться при определенном значении показателя титрования. Чем уже границы перехода индикатора у этой точки, тем точнее она определяется. Идеальных индикаторов, которые изменяли бы резко свой цвет, переходя из кислой формы в щелочную, при точно определенном значении pH не существует. Однако было найдено, что многие высокомолекулярные органические кислоты и основания или их соли при титровании ионами водорода шш гидроксила ведут себя как обратимые коллоиды (семиколлоиды), имеющие очень узко ограниченные точки коагуляции. Осаждение их не зависит от закона действующих масс такие вещества не осаждаются (что бывает в довольно широком интервале pH), а коагулируют при определенных очень узких значениях этой величины. [c.62]

Стабилизующее действие ионов электролитов и поверхностно-активных веществ различно по эффективности. Ионная стабилизация заметным образом проявляется только в водных дисперсных системах с малым содержанием диснерсной фазы, напр, в гидрофобных золях (коллоидных р-рах) и в очень разб эмульсиях и суспензиях, в к-рых эффективность соударений частиц вследствие теплового движения и, следовательно, вероятность коагуляции невелика. В концентрированных же системах как водных, так и неводных — технич. эмульсиях, суспензиях, пенах, для устойчивости к-рых требуется сильная стабилизация, последняя может быть достигнута только с помощью поверхностно-активных веществ, адсорбционные слои к-рых структурированы и обладают повышенной прочностью или вязкостью, к этим стабилизаторам относятся полуколлоиды — мыла и высокомолекулярные соединения (защитные коллоиды) типа сапо-шгпов, желатины, белков и др. [c.506]

Защитное действие выражается в повышении порога коагуляции., Многие коллоидные растворы, в частности, некоторые коллоидные растворы металлов, вообще не могут существовать длительное время в виде устойчивых взвесей без защитных веществ. Защитное действие одного и того же вещества по отношению к различным коллоидам может варьировать, и высокомолекулярные соединения сильно разнятся между собой по своей защитной способности. К числу наиболее эффективных защитных веществ относятся желатина, натровые соли протальбиновой и лизальбиновой кислот, альбумин, казеин и др. Защитными свойствами обладают не только высокомолекулярные соединения, но также жидкое стекло и некоторые коллоидные растворы. [c.159]

Механизм защитного действия сводится к тому, что заиш-щающее вещество адсорбируется коллоидными частицами и образует на их поверхности защитный слой, который придает частицам свойства высокомолекулярных соединений. Это подтверждается тем, что защищенные золи ведут себя по отношению к электролитам так же, как защищающие их вещества. Валентность коагулирующего иона имеет сравнительно малое влияние на порог коагуляции, но последний зависит от гидратации ионов. Адсорбция защитного коллоида на защищаемой взвеси, влияет на их электрокинетические свойства. Было показано, что скорость [c.159]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология