ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коллоиды и коллоидная химия из "Коллоиды" Что такое коллоид Большинство из вас, дорогие читатели, сразу же смогут привести один или несколько примеров коллоидов. Но, конечно, многие будут удивлены, узнав, насколько часто мы с ними встречаемся. Облака, почва, типографская краска и бумага, из которой изготовлена эта книга, хлеб, масло и молоко, большая часть одежды и обуви, и даже наше собственное тело — все это примеры материи в коллоидном состоянии. [c.7] В таком случае что же такое коллоид Коллоиды или коллоидные системы, в самом общем смысле, это системы, в которых вещества раздроблены до очень мелких частиц. Эти частицы распределены (диспергированы) в среде, образованной другим веществом. Поэтому коллоиды называют также дисперсными системами (дисперсиями), а среду, в которой распределены коллоидные частицы, —дисперсной средой . [c.7] Размер частиц имеет существенное значение для свойств коллоидов. Системы, содержащие частицы размером более 100 нм, называют грубодисперсными. Во многих отношениях такие системы отличаются от систем, размер частиц в которых находится в интервале 2—100 км, — истинно коллоидных дисперсий. Дальнейшее дробление частиц приводит к диспергированию их до молекул или ионов, размеры которых для простых химических соединений равны 0,1—2 нм. Полученные подобным образом системы — это молекулярные или ионные растворы и смеси они однородны (гомогенны) и не относятся к коллоидным. [c.8] Наиболее характерная общая черта коллоидов, как следует из сказанного ранее, — их неоднородность (гетерогенность), т. е. свойства материи в этих системах различны в разных частях. Так, коллоидная частица обладает одними свойствами, дисперсионная среда — другими. Объемы с различными свойствами, т. е. частицы и среда, разделены поверхностями раздела. [c.8] Важное свойство коллоидов — большая величина их внутренней поверхности. Если взять кубик вещества с ребром 1 см и, следовательно, поверхностью 6 см , и раздробить его до коллоидных частиц с размером 10 нм, то получится 10 частиц с общей поверхностью 6-10 см или 600 м Такие огромные площади определяют в значительной степени особенности коллоидного состояния. [c.8] Как видно ИЗ таблицы, коллоидные системы существенно различаются по свойствам. Такая специфичность коллоидов привела к тому, что изучали их в значительной степени независимо. Издавна наиболее исследованы коллоидные системы, состоящие из твердых частиц и жидкой среды. Грубодисперсные системы такого типа называют суспензиями, а истинно коллоидные растворы— золями. [c.9] Приставка перед словом золь указывает на дисперсионную среду, например для воды — гидрозоль, для органической жидкости — органозоль. Коллоиды с газообразной дисперсионной средой называют аэрозолями— туманом, если в газе диспергированы капельки жидкости, и дымом или пылью, если частицы твердые. [c.9] Эмульсии — это дисперсии капелек одной жидкости в другой. Разумеется, обе жидкости должны быть взаимно нерастворимыми. Эмульсии по свойствам могут быть близки к золям, когда капельки имеют коллоидные размеры и свободно движутся в жидкой среде, но могут и сильно походить на пены, когда капельки велики, плотно соприкасаются и жидкая дисперсионная среда существует в виде тонких эмульсионных пленок. [c.10] Дисперсные системы с твердой дисперсионной средой наиболее существенно отличаются по свойствам от других коллоидных систем кроме того, они и наименее изучены. [c.10] В природе и практике встречаются и значительно более сложные, по сравнению с вышеописанными, коллоидные системы. Например, при флотационном обогащении руд получают дисперсную систему, содержащую и твердые частицы, и капельки жидкости, и пузырьки воздуха в жидкой среде. [c.10] Изложенные определения, конечно, очень кратки и неполны и отражают только наиболее характерные и общие терты коллоидов. Мы привели их только для того, чтобы познакомить читателя с различными видами коллоидных систем. Более подробное описание общих и специфических свойств последних будет дано в следующих главах, здесь же кратко рассмотрим некоторые основные характеристики коллоидных систем и пути развития коллоидной науки. [c.10] 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] К лиофильным золям относятся также растворы низкомолекулярных соединений, в которых молекулы в растворе самопроизвольно группируются в ассоциаты коллоидных размеров. Такие растворы известны как ассоциированные коллоиды или полуколлоиды. [c.11] А теперь, дорогие читатели, после краткого ознакомления с особенностями и разновидностями коллоидного состояния, попытаемся найти вокруг нас примеры коллоидных систем. [c.12] Это наша планета — Земля. В основном она образована минералами, многие из которых представляют собой дисперсии главным образом твердых, а иногда жидких и газообразных частиц в твердой дисперсионной среде. Эти дисперсии образовались или при застывании магмы, или в процессах осаждения в океане. Такие типичные коллоидные процессы происходят и сейчас — реки и ручейки несут минеральные частицы различного размера более грубые дисперсии (песчинки) осаждаются довольно быстро, а более тонкие суспензии и золи остаются устойчивыми до впадения рек в моря, где под действием солей морской воды коагулируют и накапливаются в дельтах рек. [c.12] Почва является сложной дисперсией различных минеральных частиц и органических веществ в коллоидном состоянии. [c.12] Атмосфера, окружающая Землю, также не лишена колл-оидов. Это —различные виды облаков, которые непрерывно возникают и разрушаются, т. е. аэрозоли, образованные капельками воды или кристалликами льда, диспергированными в воздушной среде. Впрочем, и деятельность человека приводит к значительному выбросу аэрозолей в атмосферу — это и табачный дым с очень тонкими аэрозольными частицами, и сложные промышленные дымы, содержащие разнообразные жидкие и твердые частицы различного размера и химического состава. Если мы проникнем за границу атмосферы, то увидим гигантские облака газов и пыли, состоящие из частиц коллоидных размеров и занимающие огромные пространства в космосе. [c.12] Именно эти частицы образуют кометы, звезды и планеты. [c.13] Теперь вернемся из космоса на Землю и обратимся к трудовой деятельности человека. Растворы, используемые в строительстве, — суспензии соединений кальция цементные смеси — дисперсии грубо- и коллоидно-дисперсных частиц окислов, силикатов, карбонатов и других соединений затвердевание их является сложным коллоидно-химическим процессом. Далее, используемые для окраски деревянных и металлических поверхностей краски и лаки представляют собой суспензии или золи пигментов в органических жидкостях. Асфальты, применяемые в дорожных работах, — это дисперсии, содержащие твердые и жидкие частицы битумов, масел, силикатов, карбонатов и пр. В сельском хозяйстве растения опрыскивают инсектицидами и другими препаратами в виде эмульсий и золей, которые при диспергировании в воздухе образуют аэрозоли. [c.13] Вернуться к основной статье