ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коллоидные растворы и взвеси из "Технохимические работы в электровакуумном производстве" Раздробленное вещество носит название дисперсной фазы (частицы силиката калия, углекислых солей, -капельки жира). [c.43] Вещество, в котором распределены частицы другого вещества, называется дисперсионной средой (вода, амилацетат и т. д.). [c.43] Для технохимических работ обычно применяют дисперсные системы, в которых диаперсионной.средой служит жидкость вода, спирт, бутилацетат, амилацетат или их смеси. При этом в зависимости от состояния раздробленного вещества и размеров его частиц (степени измельчения) могут образовываться различные дисперсные системы (табл. 3). [c.43] Коллоидные растворы. Дисперсные системы, в которых раздробленное вещество находится в виде частиц (1 — 100 ммк) более крупных, чем отдельные атомы, молекулы или ионы, называются коллоидными растворами, или золями. [c.43] В зависимости от степени измельчения одно и то же вещество при растворении может находиться как в коллоидном состоянин (недостаточная степень измельчения), так и в состоянии, соответствующем истинному раствору (предельная степень измельчения). Поэтому нельзя говорить о коллоидных веществах, а можно говорить только о коллоидном состоянии, в котором находится данное вещество, или о коллоидных свойствах, присущих данному веществу только в определенных условиях его состояния . Свойства вещества в коллоидном состоянии резко отличаются от свойств этого же вещества в истинном растворе. [c.44] Взвеси. Дисперсные системы, в которых раздробленное ве- щество имеет размер частиц более 100 ммк, называются грубодисперсными, или взвесями. К взвесям, в частности, относят часто применяемые при техиохимических работах суспензии и эмульсии. [c.45] Суспензия — взвесь тонкого порошка (с размером частиц более 100 ммк) в жидкости. Концентрированные суапензии называются пастами. [c.45] Эмульсия — взвесь из капелек жидкости (размером более 100 ммк) в другой жидкости. [c.45] Суспензии представляют собой мутные, непрозрачные системы, которые в отличие от коллоидных растворов могут быть от фильтрованы от твердых частичек на обычном бумажном фильтре. Отдельные частицы суспензий и капелыки эмульсий можно различать в обычном микроскопе или под лупой. [c.45] Однако коллоидные системы и взвеси обладают общими свойствами агрегативной и кинетичеакой неустойчивостью, стремлением к коагуляции частиц, наличием электрического заряда у отдельных частиц и т. д. Поэтому взвеси можно усл0В)Н0 причислить к коллоидным системам. [c.45] Понятие об агрегативной и кинетической устойчивости. На образование коллоидных систем и взвесей расходуется энергия (например, на дробление вещества при изготовлении суспензий, коллоидных растворов и т. д.). Чем сильнее из мельчено вещество, тем больше его суммарная поверхность и больше запас поверхностной энергии, который определяет поверхностное натяжение. Большая величина поверхностного натяжения является признаком неустойчивого состояния системы. Всякая предоставленная самой себе (т. е. изолированная от внешних воздействий) система стремится обладать минимальным поверхностным натяжением и тем самым перейти в устойчивое состояние. Поэтому отдельные частицы коллоидных систем саздопроизвольно стремятся к взаимному сближению и слипанию. Склонность коллоидных частиц слипаться друг с другом и образовывать сложные агрегаты, состоящие из большого числа отдельных частиц, характеризует агрегативную неустойчивость коллоидных систем. Коллоидные системы агрегативно неустойчивы, т. е. с течением времени их частицы слипаются, изменяя (увеличивая) свой размер. [c.45] Процесс слипания и укрупнения коллоидных частиц (происходящий при уменьшении их агрегативной устойчивости) называется коагуляцией. Коагуляция коллоидных систем приводит к их помутнению, изменению окраски и постепенному повышению вязкости. Медленная, постепенная коагуляция называется старением коллоидных систем. [c.45] Одновременно со слипанием частиц происходит их осаждение на дно в результате увеличения веса. Процесс осаждения коллоидных частиц а дно сосуда ту д действием силы тяжести называется седиментацией. Седиментация приводит. к расслоению и изменению состава коллоидных систем. Седиментация происходит тем быстрее, чем крупнее частицы и чём больше разница в плотностях раздробленного вешества и дисперсионной среды. Ввиду того, что взвеси по сравнению с коллоидными растворами имеют больший размер раздробленных частиц, они более склонны к расслоению и образованию осадка. Если суспензии дать отстояться последовательно в нескольких сосудах, то в разных сосудах будут оседать частицы различной величины. Этот процесс называется отмучиванием и ианользуется для приготовления порошков одинакового размера (например, фра кцио-нирование люминофоров по размерам зерен). [c.46] Частицы коллоидных систем и взвесей находятся в непрерывном хаотическом движении, которое противодействует их осаждению на дно сосуда и стремится удержать их во взвешенном состоянии. Чем быстрее хаотическое движение частиц, тем больше оно противодействует силе тяжести. Увеличения скорости хаотического движения, а значит, и замедления седиментации М0Ж1Н0 добиться уменьшением размера частиц или интенсивным перемешиванием системы (например, путем иопользования магнитных мешалок). Способность частиц раЗ(Дробленного вещества находиться во взвешенном состоянии, не оседая на дно, характеризует кинетическую устойчивость коллоидной системы. [c.46] Практически очень важ но, чтобы коллоидная система или взвесь была одновременно агрегативно и кинетически у Стойчива. Чтобы коллоидная система или взвесь были устойчивы, раздробленное вещество должно хорошо смачиваться жидкостью, в которой распределено это вещество. Установлено, что хорошо смачиваются и соответственно устойчивы суспензии полярных порошков в полярных жидкостях ( апример, суспензия частиц двуокиси кремния в воде или суапензия частиц окиси алюминия в воде) или суспензии неполярных порошков в неполярных жидкостях (например, суспензия сажи в бензоле) . [c.46] Заряд коллоидных частиц. Коллоидная частица — мицелла — это сложное образование, в состав которого входят 1) ядро, состоящее из большого числа нейтральных молекул или атомов раздробленного вещества, 2) электрический слой из ионов и диссоциированных (Молекул раз Дробленного вещества и 3) слой противоионов — положительных ионов водорода и положительных ионов электролитов, присутствующих в коллоидной системе. Например, ядро коллоидной частицы кремниевой кислоты состоит из сотен нейтральных молекул кремниевой кислоты — Н2310з. [c.47] Разность между числом отрицательных ионов, адсорбированных на ядре мицеллы, и числом толожительных противоионов определяет величину электричеошго заряда мицеллы кремниевой кислоты. Поэтому мицеллы обладают электрическим зарядом. Коллоидные частицы (мицеллы), входящие в одну коллоидную систему, всегда имеют о д-н о и м е II н ы й электрический заряд. [c.47] Между одноименно заряженными коллоидными частицами действуют электрические силы отталкивания—это препятствует слипанию частиц и, следовательно, повышает их а грегативную устойчивость. Размер коллоидных частиц и их заряд не остаются постоянными и могут изменяться как при изменении концентрации системы, так и под действием вводимых в коллоидную систему электролитов, а также под действием тепла и света. [c.47] Например, ионы электролитов, имеющие заряд, противоположный заряду коллоидной частицы, адсорбируются на ней й постепенно нейтрализуют ее электрический заряд. Лишенные электрического заряда коллоидные частицы будут укрупняться, слипаться друг с другом, т. е. будут коагулировать. [c.47] Вернуться к основной статье