ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коллоидное состояние вещества из "Общая химия. Состояние веществ и химические реакции" Системы, в которых одно вещество, дисперсная фаза, распределено в другом, в дисперсионной среде, называются дисперсными. Существует несколько различных классификаций, дисперсных систем по размеру частиц, по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по характеру взаимодействия частиц дисперсной фазы с молекулами дисперсионной среды, по термодинамической и кинетической устойчивости дисперсных систем и т. п. [c.143] В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы дисперсные системы условно можно разделить на две группы высокодисперсные системы, или собственно коллоидные системы, и низкодисперсные системы. Размер частиц высокодисперсных систем лежит в интервале 10 —10 см, что по, крайней мере, на порядок выше размера частиц в истинных растворах ( 10 см). Размер частиц низкодисперсных систем 10 см к выше. [c.143] В реальных дисперсных системах частицы имеют различные размеры. Распределение частиц по размерам описывается кривыми, аналогичными кривым распределения молекул газа по-энергиям или скоростям. [c.143] Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды приведена в табл. 15. [c.143] Важнейшей отличительной особенностью дисперсных систем, или коллоидного состояния вещества, является большая площадь поверхности раздела фаз. В поверхностном слое вещество обладает существенно иными свойствами, не похожими на свойства вещества в большом его объеме и в атомном или молекулярном состояниях. Большая поверхность раздела фаз вызывает сильное взаимодействие частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой, которое приводит к тому, что частицы дисперсной фазы окружаются молекулами и нонами дисперсионной среды (растворителя) или же приобретают довольно значительный заряд (возможно одновременное проявление обоих явлений). [c.144] По интенсивности взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой коллоидные системы разделяют на лиофобные и лиофильные (по-гречески лиос — жидкость, фобо — ненавидеть, бояться, фило — любить). Эти названия указывают на то, что в лиофильных коллоидных системах взаимодействие частиц с молекулами дисперсионной среды сильнее, чем в лиофобных. [c.144] Из дисперсных систем в данном разделе обсуждаются системы с жидкой дисперсионной средой —. золи и эмульсии. [c.144] В золях, или коллоидных растворах, дисперсной фазой является твердое тело. Следует отметить, что термин коллоидный раствор не совсем правильный, так как истинные растворы — это гомогенные системы с молекулярной степенью раздробленности вещества, а коллоидные растворы — гетерогенные системы, обладающие межфазной поверхностью. [c.144] По размерам частиц и по ряду свойств золи занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами — суспензиями. Можно предположить, что в реакциях, протекающих с получением и растворением осадков, одной из промежуточных стадий является образование и разрушение коллоидных частиц. [c.145] Золи — типичные коллоидные системы, которые наиболее ярко проявляют свойства, присущие веществу в коллоидном состоянии. [c.145] Рассмотрим процесс образования гидрозоля (дисперсионная среда — вода) и строение его дисперсных частиц на примере гидрозоля хлорида серебра. Этот гидрозоль образуется при медленном приливании водного раствора хлорида натрия Na I к водному раствору нитрата серебра AgNOs, взятому в избытке. Если ввести сразу большую порцию раствора Na l, то мгновенно выпадает осадок хлорида серебра и золь не получится. При постепенном введении раствора Na l в раствор AgNOs в системе в первый момент образуются кристаллические агрегаты (Ag I) из ионов Ag+ и С1 , расположенных в том же порядке, что и в решетке кристалла Ag l. Агрегаты (Ag l) адсорбируют на своей поверхности те ионы, которые составляют кристаллическую решетку и находятся в растворе в избытке. Этим условиям отвечают ионы серебра. В результате адсорбции ионов Ag+ кристаллические агрегаты хлорида серебра приобретают положительный заряд. [c.145] адсорбирующиеся на поверхности кристаллического агрегата, называются потенциалопределяющими. Наличие одноименных зарядов на агрегатах препятствует их объединению и росту кристаллов Ag l. Таким образом, агрегаты Ag l с адсорбированными на них ионами приобретают состояние агрегативной устойчивости. [c.145] Кристаллический агрегат (Ag I),, вместе с потенциалопределяющими ионами Ag+ составляет ядро. К заряженному ядру притягиваются ионы противоположного заряда — противоионы.. Для рассматриваемой системы водный раствор AgNOa — кристалл Ag l противоионами будут нитрат-ионы NO3 . Противоионы, непосредственно примыкающие к ядру, образуют адсорбционный слой противоионов. За этим слоем следует диффузный слой тех же противоионов. Концентрация противоионов диффузного слоя постепенно понижается по мере удаления от ядра. Между противоионами адсорбционного и диффузионного слоев устанавливается подвижное равновесие. [c.145] Противоионы диффузного слоя ориентируют полярные молекулы растворителя, создавая дополнительную сольватную оболочку. [c.145] Во внешнем электрическом поле отрицательно заряженная гранула, образовавшаяся в этих условиях, перемещается к положительно заряженному электроду. [c.146] В зависимости от условий получения золей коэффициенты п, т и X, определяющие число частиц, составляющих мицеллу, могут принимать различные значения. Легкость получения коллоидных частиц и их устойчивость возрастают в ряду Ag l—AgBr—Agi. [c.146] Ионы обладают различной способностью адсорбироваться на поверхности агрегата и ядра коллоидной частицы. При этом обычно соблюдаются общие правила адсорбции. Согласно одному из них на поверхности кристалла, как и на поверхности агрегата коллоидной частицы, преимущественно адсорбируются ионы, имеющие общий с поверхностью состав или одинаковую, с ней атомную группу. [c.146] Знак заряда коллоидной частицы определяется зарядом ионов, адсорбированных агрегатом. На границе раздела коллоидной частицы и диффузного слоя противоионов возникает двойной электрический слой. [c.147] Если каким-либо путем заряд коллоидных частиц уменьшить или полностью уничтожить, то диффузный слой разрушается тогда частицы получают возможность слипания и укрупнения, что приведет к понижению устойчивости коллоидной системы. [c.148] Процесс укрупнения (слипания) коллоидных частиц, приводящий к образованию осадка, называют коагуляцией. Явление осаждения частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести называют седиментацией. Подбором соответствующего злектролита осевшие частицы можно снова зарядить и перевести в коллоидный раствор. Переход осадка в золь называется пептизацией. [c.148] Вернуться к основной статье