ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Объект коллоидной химии из "Учение о коллоидах Издание 3" Еще алхимикам было известно, что при определенных условиях можно получать системы, аналогичные растворам, из веществ, практически нерастворимых в данной жидкости. Например, были известны совершенно прозрачные, интенсивно окрашенные водные растворы золота, серы. Затем были известны очень стойкие, не оседающие суспензии и эмульсии очень многих веществ, по своим свойствам также похожие на растворы. [c.9] Уже в ряде работ XVIII в. можно найти правильный взгляд на такие растворы неорганических веществ. Например, в 1774 г. Маркэ писал, что золотые тинктуры, применявшиеся в медицине, представляют собой столь мелко распыленное золото, что оно как бы превращается в жидкость. М. Фарадей в 1857 г. рассматривал раствор металлического золота как, высокодисперсную взвесь. [c.9] Начиная с 1861 г., исследования этих растворов проводил Грэм. Определяя скорость свободной диффузии и диффузии через мембраны, Грэм показал, что вещества, быстро диффундирующие, легко кристаллизуются, в то время как медленно диффундирующие, не проникающие через животные перепонки, не кристаллизуются. Методом диффузии через перепонки (диализ) был систематически исследован ряд растворов, и вещества, их составляющие, были разделены на два класса легко диффундирующие, не задерживаемые диализатором и кристаллизующиеся, были названы кристаллоидами, а вещества, медленно диффундирующие, отделяемые диализом, не кристаллизующиеся и выделяющиеся в виде аморфной массы (клееобразной), были названы коллоидами. [c.9] Растворы золота, серы, берлинской лазури и кремневой кислоты, а также большое количество органических веществ (казеин, клей, крахмал и др.) были отнесены к коллоидам. [c.9] Из приведенных примеров видно, что коллоидные свойства связаны или с очень большой степенью искусственного раздробления — дисперсностью вещества, построенного из молекул обычных видов, или с высокомолекулярным строением веществ (белки, каучуки, крахмалы и пр.), коллоидных по своей природе. [c.10] Как показали дальнейшие исследования, практически нерастворимые вещества (металлы, окиси тяжелых металлов и др.) при очень сильном измельчении дают в жидкостях системы, по внешнему виду аналогичные растворам, но отличные от них своей малой устойчивостью и легкой изменяемостью со временем. Такие растворы Грэм назвал золями. Золи можно получать в любых жидкостях из любых нерастворимых в них сильно диспергированных веществ. Это было отмечено в 1905 г. Д. И. Менделеевым, а позднее Сведбергом (1907 г.). Так, например, хлористый натрий дает в воде истинный раствор, а в абсолютном спирте из него можно получить золь — Na l. [c.10] Чтобы показать, в каком растворителе — дисперсионной среде—- находится коллоидно-диспергированное вещество — дисперсная фаза, — предложено перед словом золь ставить название среды. Например, коллоидный водный раствор гидроокиси железа называют гидрозолем гидроокиси железа (от греческого слова гидро —вода) название этеро-3 о л ь золота обозначает коллоидный эфирный раствор металлического золота и т. д. [c.10] Кроме жидкостей дисперсионными средами могут служить газы и твердые тела. Известны аэрозоли металлов — это сильно диспергированные частицы металлов в воздухе. Окрашенные стекла часто представляют собой золь металла в твердой дисперсионной среде — стекле. [c.10] Дисперсной фазой иогут быть не только твердые тела, но также газы и жидкости. [c.10] Из сказанного слеДует, что одним из вопросов, которым занимается коллоидная химия, является изучение свойств диспергированного вещества в той или иной среде. Вернее сказать, изучаются не коллоидные вещества, а коллоидные системы, состоящие из дисперсной фазы и дисперсионной среды и, 1ПО крайней мере, из двух компонентов (вещество дисперсной фазы и вещество дисперсионной среды). [c.10] В этом состоит отличие коллоидной химии от органической и неорганической химии, объектом которых является изучение свойств вещества. [c.10] Кроме коллоидных систем рассмотренных типов, известно много веществ, представляющих собой естественные золи и студни без всякого предварительного измельчения. К этой группе веществ относятся белки, крахмалы, декстрины, каучуки, эфиры целлюлозы и многие другие соединения. Общей характеристикой этих веществ является их сложное высокомолекулярное строение. Эти вещества обладают настолько большими молекулярными весами, что их трудно определить обычными методами физической химии (понижением упругости пара растворов, криоскопией, эбулиоскопией). [c.11] Высокомолекулярные соединения не требуют предварительного диспергирования. Они сами переходят в растворы, обладающие при некоторых концентрациях свойством золей или студней, и, теряя растворитель, образуют некристаллическую аморфную по виду массу. [c.11] Сложное строение коллоидных частиц и их большой объем позволяют говорить о поверхности раздела между частицами и средой. Следовательно, золи и студни являются гетерогенными системами с большой поверхностью раздела, на которой поверхностные силы могут совершать работу, т. е. на поверхности раздела проявляется энергия, называемая поверхностной энергией. Наличие поверхностной энергии у коллоидных частиц — одно из главных отличительных свойств коллоидной системы. [c.11] Величина поверхностной энергии зависит от поверхностной силы и величины поверхности. Рассмотрим, от какой причины зависит величина поверхности раздела. [c.11] Таким образом, степень дисперсности системы (в дальнейшем будем просто говорить дисперсность ) — величина, обратная размеру частицы, измеренной в сантиметрах. [c.12] Само собой разумеется, что, когда частица сильно отличается по форме от шарообразной, ее эквивалентный диамерт будет зависеть от способа его определения. [c.13] Поперечник частиц легко определить, исследуя, например, скорость падения частицы в жидкости скорость падения шарообразной частицы зависит от радиуса, веса и вязкости среды. Для определенного вещества, диспергированного в жидкости, скорость падения шарообразных частиц тем меньше, чем больше их степень дисперсности. В случае же частицы неправильной, например, пластинчатой формы, скорость падения зависит и от того, как частица будет падать плашмя или боком. В нервом случае скорость падения будет медленнее и вычисленный эквивалентный диаметр будет меньше, чем во втором. [c.13] На основании понятия о дисперсности можно сказать, что вообще поверхностная энергия дисперсной системы изменяется симбатно с изменением ее дисперсности. Обратная пропорциональность между величиной частицы и дисперсностью имеется яри наличии частиц одинаковой и возможно простой формы. Понятие о дисперсности дает нам воз можность на основании этого признака классифицировать ряд систем в порядке их возрастающей дисперсности. [c.13] Атомная и молекулярная дисперсность будет порядка 10 , так как поперечник молекул а= 10 см. Дисперсность в пределах от 10 до 10 относится к микроскопической, так как частицы, величина поперечника которых оказывается порядка от а Ю до 10 з см, легко различимы под микроскопом. Область же с дисперсностью в пределах от 10 до 10 относится к коллоидной дисперсности. [c.13] Вернуться к основной статье