Молекулярно-коллоидные системы

До недавнего времени коллоидные системы назывались коллоидными растворами, в противоположность которым молекулярные смеси назывались молекулярными или истинными растворами. Мы будем называть молекулярные смеси просто растворами. [c.158]

Коллоидные системы представляют собой частный вид дисперсных систем. К коллоидным относятся системы со сравнительно высокой степенью дисперсности размер частиц составляет от 10 до 2000 А. Таким образом, коллоидные системы по степени дисперсности частиц должны быть помещены между грубодисперсными системами и молекулярно-дисперсными, т. е. истинными растворами (в последних растворенное вещество находится в растворителе в виде отдельных молекул или ионов). В коллоидных системах частицы не могут быть обнаружены с помощью обычного микроскопа. Таким образом, коллоидные системы являются системами гетерогенными (точнее — микрогетерогенными), так как частицы дисперсной фазы составляют самостоятельную фазу, обладающую некоторой поверхностью, отделяющей ее от дисперсионной среды. Вследствие малого размера частиц общая поверхность их в коллоидных системах очень велика и составляет десятки, сотни и тысячи квадратных метров на грамм дисперсной фазы. Очень сильное развитие этой поверхности раздела и обусловливает особенности в свойствах, присущие коллоидным системам. [c.504]

Диффузия в коллоидных системах. Диффузией в растворах называется естественный процесс, ведущий к равномерному распределению растворенного вещества по всему объему раствора. Растворенное вещество всегда стремится двигаться от мест с большей концентрацией к местам с меньшей концентрацией. Это явление свойственно как истинным, так и коллоидным растворам. Однако скорость этого процесса (скорость диффузии) в коллоидных растворах во много раз меньше, чем в молекулярно-дисперсных растворах. [c.511]

Коллоидные системы занимают по степени дисперсности промежуточное место между грубодисперсными системами и молекулярно-дисперсными, поэтому и получать их можно из грубого материала путем достаточного его раздробления дисперсионные методы) или, наоборот, из более мелких частиц — молекул, ионов или атомов, вызывая их соединение (конденсацию) до частиц требуемых размеров конденсационные методы). [c.528]

Рис. 4. Зависимость удельной поверхности систем от размера ее частиц 1 - молекулярно-дисперсные системы 2 - коллоидные системы

При низких температурах нефтяные системы могут образовывать обратимые лиофобные золи и гели, если дисперсионной средой являются углеводороды, по отношению к которым твердая фаза нефтяных систем является лиофобной. При средних температурах равновесие может быть сдвинуто в сторону образования истинных высокомолекулярных растворов. Продолжительность периода, когда система находится в молекулярном состоянии, зависит от способности нефтяных систем к образованию новой дисперсной фазы. С повышением температуры системы в результате поликонденсационных процессов образуются карбены и карбоиды — твердые вещества, малорастворимые или нерастворимые ни в чем. Такие нефтяные системы являются типичными необратимыми коллоидными системами. [c.36]

Одно из девяти сочетаний Г/Г в обычных условиях не может образовать коллоидной системы, так как газы при любых соотношениях дают истинные растворы. Однако и газы могут проявлять некоторые свойства коллоидных систем благодаря непрерывным флуктуациям плотности и концентрации, вызывающим неоднородности в системе. Ближе к коллоидным системам жидкие растворы, в которых молекулы растворителя и растворенного вещества значительно отличаются по размерам и природе. К таким растворам относятся растворы сильно ассоциирующих веществ и растворы полимеров, которые при определенных условиях могут образовывать ассоциативные и молекулярные гетерогенные дисперсные системы. Размеры молекул (ассоциатов) растворенного вещества иногда превышают размеры обычных коллоидных частиц. Эти системы обладают многими свойствами, характерными для типичных гетерогенно-дисперсных систем. Они как бы связывают в единое целое все дисперсные системы и указывают на непрерывность перехода от истинных растворов к истинным гетерогенным дисперсным системам. [c.14]

Наиболее типичными представителями лиофильных коллоидных систем являются растворы коллоидных ПАВ и высокомолекулярных соединений (ВМС). В растворах коллоидных ПАВ мицеллы образуются вследствие ассоциации дифильных молекул, которая предполагает определенное ориентирование молекул, обеспечивающее лучшую адгезию со средой. В результате этого средняя энтальпия, приходящаяся на одну молекулу (или моль) в мицел-лярном растворе (ассоциативной коллоидной системе) будет меньше, чем в молекулярном растворе. Таким образом, образование ассоциативной лиофильной системы из молекулярного раствора происходит благодаря уменьшению энтальпии, а при образова- [c.286]

Следует еще раз отметить, что коллоидные системы, для которых характерно молекулярно-кинетическое движение частиц дисперсной фазы, обладают свойствами как гетерогенных систем, так [c.311]

В гл. 2 отмечалось, что смешение линейного или разветвленного полимера с низкомолекулярной жидкостью может привести либо к растворению, либо к образованию коллоидной системы -в зависимости от достигаемой степени дисперсности. При достижении молекулярной степени дисперсности образуются истинные растворы, для которых характерны самопроизвольность образования, равновесность, гомогенность, стабильность. [c.194]

Следует указать некоторые условия применимости молекулярно-кинетической теории к коллоидным системам. Во-первых, коллоидная система рассматривается как частный случай истинного раствора с достаточно крупными молекулами растворенного вещества, где дисперсионная среда играет роль растворителя, а дисперсная фаза — растворенного вещества. При этом сделано допущение об отсутствии межмолекулярных взаимодействий на поверхности коллоидных частиц. [c.18]

Размеры коллоидных частиц колеблются в пределах 1-100 нм. Дальнейшее измельчение дисперсной фазы приводит к переходу высокодисперсной коллоидной системы в молекулярно-дисперсную, приближающуюся по свойствам к истинным растворам. Наличие частиц с размерами более 0,1 мкм (Ю см) характерно для микро-гетерогенных и грубодисперсных систем, уже не считающихся коллоидными, но совпадающих по некоторым свойствам с коллоидными дисперсиями. [c.22]

Обратимость и необратимость коллоидной системы определяется взаимодействием дисперсной фазы с дисперсионной средой, В случае обратимых систем дисперсная фаза молекулярно взаимодействует с дисперсионной средой, растворяясь в ней. Дисперсная фаза необратимых систем пе растворяется полностью в дисперсионной среде. [c.37]

Упрочняющийся гель Слабосшитый гель Золь Условно-молекулярный раствор Мелкодисперсная коллоидная система Раствор ВМС в нефти [c.245]

Представления о структуре связующего и его фазовом состоянии до конца не выяснены. Наиболее обосновано представление о каменноугольных смоле и пеке, как об ассоциированных коллоидных системах, состоящих из высокомолекулярных ядер коллоидных размеров, окруженных углеводородами с меньшей относительной молекулярной массой. Мицеллы распределяются в масляной фазе. Четкое разделение между фазами отсутствует. [c.107]

Коллоидные системы по своим свойствам приближаются к обычным молекулярным растворам, получаемым при растворении высокомолекулярных веществ. К последним относятся белки, каучук, различные синтетические продукты полимеризации и поликонденсации. В растворах таких веществ достигается молекулярная степень дисперсности, однако сами молекулы настолько велики, что их растворы обладают рядом свойств лиофобных коллоидов. Эти растворы называют иногда лиофильными коллоидами благодаря их большей устойчивости по сравнению с лиофобными коллоидами, что свидетельствует о большем сродстве указанных веществ к растворителю. [c.8]

Для очистки лиофобных коллоидов применяются те же методы, что и для очистки растворов высокомолекулярных веществ. Коллоидные системы часто содерж,ат низкомолекулярные растворимые компоненты, которые по той или иной причине необходимо удалить. Таковыми могут быть, например, электролиты, присутствие которых обычно уменьшает стабильность коллоида, так что полученный коллоид следует от них очищать. Общий принцип отделения коллоида от молекулярно-растворенных веществ основан на большой разнице в размерах между коллоидными частицами и молекулами и на способности последних проникать сквозь очень тонкие поры в мембранах. [c.14]

Подобно всем веществам ВМС могут давать как молекулярные, так и коллоидные системы в зависимости от природы растворителя (например, каучук молекулярно растворим в бензоле, а в воде дает дисперсию — латекс). [c.193]

Благодаря работам советских и зарубежных ученых было установлено, что коллоидные системы, известные ранее под названием лиофильных золей, на самом деле являются не золями, а истинными растворами высокомолекулярных соединений (ВМС), т. е. гомогенными системами молекулярно- или ионно-дисперсными. В растворах этих соединений взвешенными частицами являются не мицеллы (как в случае лиофобных коллоидов), а гигантских размеров макромолекулы, молекулярный вес которых превосходит 10 ООО, а в отдельных случаях превосходит даже несколько миллионов (опыт 86). [c.175]

Как показали многочисленные исследования, коллоидные системы по своим молекулярно-кинетическим свойствам принципиально ничем не отличаются от обычных (истинных) растворов, только эти свойства у золей и растворов высокомолекулярных соединений выражены значительно (в сотни и тысячи раз) слабее. [c.299]

Изучение броуновского движения и диффузии в коллоидных системах помогло глубже вскрыть природу дисперсных систем, а также установить общность молекулярно-кинетических свойств этих систем и систем молекулярной дисперсности. Оно подтвердило ре- [c.302]

Если в системе силы тяжести полностью уравновешены силами диффузии, наступает так называемое седиментационное равновесие, которое характеризуется равенством скоростей седиментации и диффузии. При этом через единицу поверхности сечения в единицу времени проходит вниз столько же оседающих частиц, сколько их проходит вверх с диффузионным потоком. Седиментационное равновесие наблюдается не только в коллоидных растворах, но и в молекулярно-дисперсных системах. Это равновесие характеризуется постепенным уменьшением концентрации частиц в направлении от нижних слоев к верхним. Распределение частиц в зависимости от высоты столба жидкости подчиняется гипсометрическому (или барометрическому) закону Лапласа в применении к золям при [c.307]

Коллоидные растворы сравнительно мало устойчивы во времени по сравнению с молекулярными растворами. Мицелла представляет собой агрегат более или менее простых молекул, характерный для данного золя только в данный момент и для совершенно определенных условий. Под влиянием различных факторов (температуры, света, электричества, изменения концентрации, механического воздействия, присутствия ничтожно малых количеств посторонних примесей), а иногда даже и без видимых причин в коллоидных системах протекает ряд своеобразных необратимых процессов, приводящих к изменению частиц дисперсной фазы и их выпадению в осадок. Изменение свойств коллоидной системы, происходящее в результате самопроизвольного процесса укрупнения частиц и уменьшения их числа в единице объема, называется старением. В одних коллоидных системах нарущение устойчивости происходит сравнительно быстро, другие системы могут сохраняться годами и даже десятилетиями без видимых изменений. [c.324]

Промежуточное положение между взвесями и молекулярными растворами занимают коллоидные системы (от 1 10- до 1 10 мм). При неизменных внешних условиях коллоидные растворы достаточно устойчивы. [c.14]

Как указывалось, на устойчивость коллоидной системы оказывает большое влияние стабилизатор — вещество ионного или молекулярного строения, адсорбирующееся на ядрах частиц. При ионном стабилизаторе вокруг ядер мицелл возникают двойные электрические слои, затрудняющие их объединение электрический фактор). [c.83]

Техническое значение имеют главным образом процессы полимеризации, которые при стандартных условиях дают высокомолекулярные вещества, ведущие себя как молекулярно-коллоидные системы. Необходимо, следовательно, стремиться к получению веществ, которые являются не только твердыми жидкостями, но и ЖИДК0СТЯ1МИ с фиксированной структурой (рис. 2, 3, 4). [c.39]

Различные определения следует считать вполне допустимьши, если они правильно отражают сущность явления действительно, все наши принципы разграничения основаны на теоретических представлениях, тогда как природные явления часто занимают промежуточное положение между двумя крайностями. Сказанное здесь сохраняет свою силу и при разрешении спорного вопроса, имеем ли мы дело с макромолекулами или с мицеллами (коллоидальными образованиями). С точки зрения размеров макромолекулы могут образовать коллоидальные частицы и таким образом дать начало молекулярно-коллоидным системам. К тому же макромолекулы, например нити, легко могут превращаться в рыхлые агрегаты, закручиваться или образовывать клубки, не переходя в точно определенный молекулярный кристалл. При этом образуются самые разнообразные агрегаты, которые в известном смысле функционирзоот как отдельные единицы. Однако такие агрегаты еще не являются вполне упорядоченными молекулярными кристаллами, а лишь образованиями с дефектной кристаллической структурой или с нечеткой агрегацией на этих агрегатах могут адсорбироваться разные вещества, последние могут внещ)яться внутрь этих агрегатов. В некоторых отношениях агрегаты ведут себя как коллоидные частищл с трехмерным кристаллическим ядром или дают структуру, аналогичную таковой для жидких кристаллов. Конечно, это не исключает необходимости изучения в каждом отдельном случае вопроса [c.227]

На рис. 1.6 представлена морфология подсистемы Процесс . Ядро подсистемы состоит из четырех элементов вещество, продукт, воздействие, преобразование. Взаимосвязь между ними осуществляется следующим образом вещество в виде сырья поступает в подсистему и преобразуется в ней в продукт вследствие реализации в подсистеме некоторого воздействия. Преобразование осуществляется на двух уровнях на уровне изменения признака, характеризующего вещество, и на уровне изменения концепта признака (рис. 1.2). Преобразование осуществляется в соответствии с физическими, химическими и физико-химическими законами (принцип физичности). Локальная временная метрика подсистемы задается воздействием на процесс преобразования. Причем, воздействие здесь и далее везде подтаксон — гидроакустическое , а его концепт (мерон) определяется первой функциональной целью процесса. Локальная пространственная метрика подсистемы может ограничиваться ультрамикроуровнем (молекулярный, коллоидный), микроуровнем (кавитационное облако, пограничный слой), макроуровнем (система в целом). [c.22]

Лиофильными принято называть такие коллоиды, частицы которых в большом количестве связывают молекулы дисперсионной среды, например некоторые мыла в водной среде. Сюда относили раньше и растворы высокомолекулярных органических соединений (белки, целлюлоза и ее эфиры, каучук, многие искусственно получаемые соединения). Однако, как показало изучение внутреннего строения и свойств таких систем, производившееся в недавнее время, и, в частности, работы В. А. Каргина, Добри и Флори, эти системы представляют собой истинные растворы, т. е. молекулярно-дисперсные, а не коллоидные системы. Они являются гомогенными системами. Характерные отличия их свойств от свойств других групп истинных растворов обусловливаются в основном сильным различием в величине частиц растворителя и растворенного вещества и строением этих частиц, представляющих собой очень длинные и гибкие молекулы (цепное строение). Переход их в раствор облегчается высокой степенью сольватации. Благодаря большому размеру молекул растворы этих веществ по многим свойствам являются близкими коллоидным растворам и образуют самостоятельную группу растворов — растворы высокомолекулярных соединений. Более детально свойства этих растворов будут рассмотрены в гл. XVII ( 244). [c.508]

Смолисто-асфальтеновые вещества могут находиться в нефти в молекулярно-растворенном, коллоидно-диспергированном состоянии или в виде макрофазы. Переход из одного состояния в другое может быть вызван дс1 1ствием разнообразных внешних факторов, самыми распространенными среди которых являются изменение состава растворителя и температуры. На основе исследования поверхностной активности асфальтенов [68] в интервале 20—150°С была найдена критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) в групповых компонентах соответствующих нефтяных остатков, и показано, что при концентрации асфальтенов 0,005—0,60% (мае.) содержащие их нефтяные системы являются истинными растворами, С увеличением ко1щентрацин асфальтенов растворы переходят в дисперсные системы с последующим выделением асфальтенов в виде отдельной фазы. Частицы асфальтенов в коллоидных системах имеют размеры 2—30 нм и образуют коацерваты размером до [c.35]

При анализе растворов высокомолекулярных соединений в гепловом движегти участвуют не только молекулы как целое, но и фрагменты молекул fSOj. Кроме поступательного и вращательного движений нужно учесть колебания и относительное вращение всех звеньев макромолекулы друг относительно друга. Появляющиеся дополнительные внутренние степени свободы являются причиной отличия поведения растворов высокомолекулярных соединений от обычных растворов. Описание явлений становится существенно более сложным вследствие того, что в больших молекулах устанавливаются связи между их частями. Образуются структуры, пронизанные молекулами растворителя. Такие растворы, являясь молекулярнымя, гораздо ближе по своим свойствам к коллоидным системам, чем к истинным растворам. Вместо одного характерного времени т в случае малых молекул для описания теплового движения макромолекул в растворах используют уже спектр времен п — характерное время, за которое фрагменты макромолекулы смещаются на расстояния порядка радиуса действия мел<молекулярных сил т-2 — время распространения конформационной перестройки по молекуле то — время вращательной корреляции (или характерное время затухания корреляционной функции) и т. д. [81]. Физический смысл величины то в том, что она является средним временем, за которое макромолекула поворачивается на угол 1 радиан за счет теплового движения. [c.44]

При диспергировании газообразных, жидких и твердых тел формируются дисперсные снстем >1, обладающие значительной межфазной поверхностью. Приициг[иальпо макротела могут быть диспергированы на грубодисперсные, коллоидно-дисперсные и молекулярно-дисперсные системы. Образование НДС при диспергировании макрофазы требует затраты механической работы. [c.64]

Высокая дисперсность асфальтенов создает избыток поверхностной энергии, вследствие чего такие системы термодинамически неустойчивы и стремятся к расслоению на две фазы. При недостаточном стабилизирующем действии окружающей дисперсионной среды частицы асфальтенов предварительно ассоциируются, сцепляясь под действием молекулярных сил в агрегаты, что приводит к потере кинетической устойчивости системы. В значительной степени свойства 1ефтяных остатков как коллоидных систем зависят от степени дисперсности асфальтенов, а в случае крекинг-остатков также от степени дисперсности карбенов и карбоидов. В обычных условиях коллоидная система, состоящая из дисперсной фазы (асфальтены, механические примеси) и дисперсионной среды (высокомолекулярные углеводороды, смолы), термодинамически и кинетически неустойчива тем не менее, расслоение на фазы происходит медленно, что обусловлено в основном свойствами самой системы. Коагуляцию асфальтенов могут вызвать изменение состава дисперсионной среды, изменение температуры, механические воздействия и другие факторы. [c.56]

Если в уравнениях (IV. 59) и (IV. 60) вместо частичной концентрации V дисперсной фазы записать давление газа, то получается известная в молекулярно-кинетической теории барометрическая формула Лапласа, характеризуюш,ая распределение давления газа по высоте. Вывод формулы (IV. 60) дан, исходя из чисто методических соображен1И1, хотя теиерь, когда уже известно, что коллоидные системы (золи) подчиняются законам молекулярно-кинетической теории, можно было написать ее сразу ио аналогии с формулой для давления газа. Вывод уравнения Лапласа можно сделать и исходя из распределения Больцмана прн равновесном состоянии системы число частиц, обладающих энергией Е, пропорционально фактору Больцмана [c.214]

Растворы высокомолекулярных соединений являются термодинамически устойчивыми (лиофильными) коллоидными система-ми — молекулярными коллоидами. В соответстви с закономерностями образования лиофильных систем растворение полимеров происходит самонроизвольпо (самопроизвольное диспергирование). Термодинамическая устойчивость, обратимость лиофильных коллоидов указывают иа воз.можность применения к таким системам правила фаз Гиббса в той же форме, что и для истинных растворов. [c.320]

Данные исследований Б. В. Лосикова, Л. А. Александровой и В. М. Туголукова в области кальциевых солей органических сульфокислот показывают, что стабилизирующий эффект и моющее действие, вызываемые этими продуктами, находятся в прямой зависимости от их молекулярного веса и устойчивости собственных растворов в масле [5, 27]. Таким образом, поведение моюпщх. присадок должно быть вполне аналогично поведению стабилизаторов в классических коллоидных системах. [c.359]

Растворам полимеров присущи свойства, характерные и для истпиных и для коллоидных растворов Как и истинные растворы низкомолекулярных веществ, растворы полимеров представляют собой молекулярно-дисперсные системы, образующиеся самопроизвольно и сохраняющие стабильность и постоянство концентрации нри различных температурах и длительном хранении и имеющие обратимые свойства. В то же время для полимерных растворов, как и для всяких коллоидных систем, характерны малая скорость шаим ной диффузии в системе растворитель—растворенное вещество. [c.61]

Положения молекулярно-кинетической теории применимы к системам, включающим частицы с размерами, достаточно малыми для возможности их участия в тепловом броуновском движении. Установлено, что размеры таких частиц имеют значения от 1 мкм и менее, то есть характерны для коллоидных и некоторых микрогетероген-ных систем. Число частиц, содержащихся в единице объема коллоидной системы, должно быть достаточным для возможности применения законов статистики. [c.18]

Высокомолекулярные вещества, растворенные в хорошем растворителе образуют термодинамически обратимые, молекулярные, гомогенные, то есть однофазные, агрегативно устойчивые системы. Однако, в плохо растворяющей или в нерастворяющей среде высокомолекулярные вещества образуют дисперсные системы со свободными поверхностями раздела, поведение которых соответствует типичным микрогетерогенным дисперсным системам. Так, макромолекулы медленно диффундируют в растворе, не проникают через полунепроницаемые мембраны. Однако по некоторым свойствам растворы высокомолекулярных соединений имеют сходство с коллоидными системами, в связи с чем растворы высокомолекулярных соединений иногда называют молекулярными коллоидами. Так, например, размеры макромолекул соизмеримы, или даже превышают размеры коллоидных частиц. Впрочем, эта соизмеримость проявляется лишь по длине макромолекул, поперечные же их размеры соответствуют размерам обычных молекул. [c.28]

Лиофильные коллоидные системы образуются преимущественно из веществ, обладающих большой молекулярной массой (ВМС). Эти вещества лнофильны к определенной среде и самопроизвольно в ней растворяются или набухают, образуя студень. [c.72]

Молекулярные коллоиды — гомогенные однофазные лиофильные системы, устойчивые и обратимые, образующиеся самопроизвольно их частицы состоят из отдельных сольватных макромолекул. Эти дисперсные системы образуются из природных или синтетических высокомолекулярных веществ, которые имеют большую молекулярную массу (от десяти тысяч до нескольких мНоТлиопов). Молекулы этих веществ имеют размеры коллоидных частиц, поэтому их истинные растворы рассматриваются как коллоидные системы. Образование молекулярных коллоидных систем происходит в процессе набухания, при котором молекулы дисперсионной среды проникают в твердый полимер, раздвигая макромолекулы. При неограниченном набухании полимер переходит в растворимое состояние с образованием гомогенной системы. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология