ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткая история развития коллоидной химии из "Краткий курс коллойдной химии" Коллоидная химия, как уже отмечалось, является наукой главным образом XX столетия, однако корни ее, как и всякой развивающейся науки, уходят в значительно более отдаленные времена, т. е. и она имеет свою историю и предисторию , несомненно связанные с развитием производительных сил общества. [c.13] Однако вплоть до середины XIX столетия, несмотря на то, что естествознание к этому времени сделало уже весьма большие успехи, изучение и понимание коллоидов, особенно органического происхождения, продвинулось вперед очень мало. Объясняется это, с одной стороны, сложностью коллоидных систем, а с другой,—господствовавшими в XVIII и первой половине XIX столетий идеалистическими и вульгарно-механистическими взглядами на сложные явления природы, вроде учения о жизненной силе . Русские ученые того времени, изучая эти сложные явления, внесли серьезный вклад в будущую коллоидную химию. Так, в 1751 г. М. В. Ломоносов изучает явление свертывания (коагуляции) коллоидных растворов и стеклообразное состояние вещества (его знаменитые цветные стекла по существу не что иное, как твердые коллоиды). Позднее, в 1791 г., Т. Е. Ловиц открыл одно из важнейших явлений—адсорбцию из растворов на твердом адсорбенте, а в 1808 г. профессор Московского университета Ф. Ф. Рейсс обнаружил явления, получившие впоследствии название электрофореза и элёктроосмоса и нашедшие исключительно важное применение в изучении электрических свойств коллоидных систем. [c.14] Большое значение имели работы итальянского химика Сельми и английского физика Фарадея. Сельми впервые (1846 г.) ввел понятие псевдораствора, или ложного раствора, отвечающее современному понятию коллоидного раствора (золя), и понятие истинного раствора, сохранившееся до наших дней он экспериментально показал, что одним из основных отличий псевдорастворов является то, что образование их, в противоположность истинным растворам, не сопровождается самопроизвольным раздроблением вещества до молекул. Фарадей впервые (1857 г.) открыл явление, получившее наименование эффекта Фарадея , как отличительного признака псевдорастворов, на принципе которого впоследствии был создан ультрамикроскоп он разработал также метод синтеза коллоидного раствора золота, т. е. разгадал секрет алхимиков до изготовлению этого раствора. [c.14] Началом классического периода в развитии коллоидной химии можно считать появление работ английского химика Грэма (1861 г.), которого по праву признают отцом коллоидной химии. Грэм разработал ряд практических методов приготовления коллоидных растворов и основной метод их очистки (метод диализа), а также установил самое понятие коллоид и всю ту коллоидно-химическую терминологию, которая сохранилась почти полностью до настоящего времени. [c.14] Нельзя говорить о коллоидах, как особом классе вешеств, принципиально отличном от класса кристаллоидов, а можно говорить лишь о коллоидном состоянии, как состоянии общем и возможном для любых веи еств и определяемом некоторыми пределами их высокой степени дисперсности. [c.16] Этим положением окончательно опровергается представление Грэма о двух категориях веществ и устанавливается, что одним из основных (но, как дальше увидим, далеко не единственным и даже не решающим) условий коллоидного состояния вещества является его степень дисперсности, ориентировочно равная 10 — 10 см , или, иначе, размер частиц этого вещества находится в пределах 10 —10 см (см. табл. 1, стр. 8). [c.16] Принцип универсальности коллоидного состояния, установленный Д. И. Менделеевым и П. П. Веймарном легко подтверждается опытным путем—на примерах получения золей из ярко выраженных кристаллоидов и получения истинных растворов из заведомых коллоидов. Так, например, поваренная соль (типичный кристаллоид) с водой дает истинный раствор (ионно-дисперсную систему), а в бензоле из нее же можно получить типичный золь. Таннин, наоборот, с водой дает типичный золь, а с этиловым спиртом— молекулярный раствор. [c.16] Эти примеры показывают также, что для существования зода (лиофобного золя, т. е. коллоидной системы в узком мы лeji помимо определенной степени дисперсности, необходимо еще отсутствие растворимости диспергируемого вещества в данной жидкой среде, что впервые отметил Д. И. Менделеев. Это обстоя тельство, Б свою очередь, приводит к важнейшему вопросу—о взаимоотношении между растворителем и растворяемым (или диспергируемым) веществом. [c.16] Как мы уже видели, по характеру этого взаимоотношения все коллоидные системы были разделены на лиофобные и лиофильные. Дискуссия между приверженцами растворкой и суспензионной теорий закончилась победой приверженцев суспензионной теории и признанием гетерогенного характера коллоидных систем, от вывод, однако, сохранил полную силу только для коллоидных систем в узком смысле, т. е. для лиофобных золей. [c.16] Таким образом, собственно коллоиды можно определить как ультрамикрогетерогенные системы с определенной ( коллоидной ) степенью дисперсности. [c.16] Наличие огромной суммарной поверхности в таких системах, а следовательно и большой поверхностной энергии (о чем будет подробно сказано в гл. V), является важнейшей характеристикой, определяющей качественное своеобразие коллоидных систем, в частности появление таких важнейших специфических свойств, как неустойчивость и способность к адсорбции (т. е. к изменению концентрации веп ества на поверхности раздела). [c.16] Экспериментальные наблюдения за поведением частиц в электрическом поле показали, что устойчивость обусловлена наличием одноименных электрических зарядов на поверхности коллоидных частиц. Одновременно выяснилось, что для устойчивости золя (лиофобного) необходимым условием является присутствие в нем еще и третьего компонента—стабилизатора. Стабилизаторами чаще всего могут быть те или иные электролиты. Для объяснения природы заряда на поверхности коллоидных частиц и многообразных явлений в золях (например, коагуляции, старения) в начале нашего столетия были заложены основы мицеллярной теории строения золей (Дюкло, Фрейндлих, Паули), вы- винувшей понятие о мицелле, как новой, более высокооргани- ованной, дискретной единице вещества. [c.17] Мицеллярная теория строения золей, в свою очередь, стала лОвозможной благодаря развитию учения о поверхностных (капил-] лярных) и адсорбционных явлениях, термодинамику которых 80-х годах XIX в. впервые разработал Гиббс. В развитии этого нового учения значительную роль сыграли и русские ученые так, например, в начале XX в. М. С. Цветом был разработан метод хроматографического адсорбционного химического анализа, получивший мировое признание и широкое практическое применение. [c.17] Следует также отметить, что в 90-х годах прошлого столетия работами Ф. Н. Шведова заложено начало совершенно нового раздела коллоидной химии—так называемой реологии, или коллоидной механики, изучающей структурно-механические свойства растворов высокомолекулярных соединений (лиофильных золей) и их производных—студней. [c.17] Начало современного этапа развития коллоидной химии связано с рядом замечательных открытий и переоценкой многих классических представлений, которые произошли в области физики и смежных с ней наук в первые два десятилетия нашего века и привели к созданию совершенно новых представлений. Это не могло не отразиться на всех разделах физической химии, в том числе и на физической химии коллоидов. [c.17] Теория броуновского движения, разработанная Эйнштейном и Смолуховским (1906—1910 гг.), установившая реальность существования молекул, утвердила единство между молекулярными и коллоидными растворами, а также идею общности коллоидного состояния, выдвинутую Д. И. Менделеевым и П. П. Веймарном. [c.18] В учении о коллоидах в этот период на первый план выступает изучение поверхностно-адсорбционных явлений. Руководящей теорией в этом изучении является химическая теория адсорбции, созданная в 1917 г. Лэнгмюром. На ее основе в более современном виде развиваются мицеллярная теория строения лиофобных золей, адсорбционная теория коагуляции и других явлений в этих золях. [c.18] Явления адсорбции были подробно исследованы А. А. Титовым (1910 г.) и Н. А. Шиловым (1916 г.). [c.18] В создании химической теории адсорбции некоторое значение имели представления о существе адсорбционных сил, высказанные Л. Г. Гурвичем (1914 г.). [c.18] Вернуться к основной статье