ОБЛАСТ колоидно състояние - studopediya

В тази връзка, терминът "Colloid Chemistry" сега е малко остаряла, тъй като е много по-малко участват в химическия състав на колоидни системи и химическите реакции в тях, отколкото физическата структура, физическото (и дори механични) свойства и физико-химични процеси, характеристика на тези системи. Затова правилно да го наричаме физико-химия на колоидни системи. Тъй като, обаче, в момента се проучва от кръга си на дисперсни системи е много удължен, че е по-правилно да го наричаме, и още по-общ термин - физикохимия на дисперсни системи.

ОБЛАСТ Modern Колоидни дисперсии, освен lyophobic золове, макромолекулни съединения и техните разтвори, суспензии, емулсии, пени, аерозоли и золове частици включва друг практически важна група на дисперсни системи, които са получили името "polukolloidov".

Тази група включва вещества, които могат с същия разтворител, в зависимост от концентрация и температура, и се получава молекулни разтвори и типични золове; Те включват сапуни, бои и танини.

Представяме следната най-модерната дефиниция на колоидна химия, собственост I.I.Zhukovu:

Colloid Chemistry има за цел да изследва физични и химични свойства:

а) Всички силно хетерогенни системи, кокошки основа за повърхностни явления при фазовата граница;

б) с високо молекулно тегло и високи полимерни съединения - както в състояние и разтвор състояние твърдо вещество.

Значение на колоидна химия е изключително високо, тъй като той изследва не само общите знания, поставя под въпрос физическата природа на материалния свят около нас, но също така и въпросите, които са тясно и пряко свързани с проблемите на самия живот, защото животът се състои от комплекс от вещества в колоидно състояние.

Трудно е да се назоват индустриите, в които в днешно време колоидна химия не са намерили своето практическо приложение. Например, такива промишленост и производството на храна, текстил, синтетични влакна, кожа, каучук, синтетичен каучук, пластмаса, боя, сапун, взривни вещества, целулоза и хартия, хидролиза, фармацевтични, обогатяване (флотация) - интимно свързана с колоидно-химични процеси. Дори и в тези индустрии много далеч, изглежда, от колоидна химия, като металургичната, минното дело, нефт и нефтопродукти и силикатни строителни материали все е включен колоидни химични методи.

От голямо значение са колоиди и колоидни процеси и тяхното изследване в селското стопанство, предимно за почвознание - в подобряване на плодородието на почвата.

Тяхното голямо значение в медицината.

На практика рядко срещаме с Num-tymi вещества, състоящи се от една единствена съставка. Natures цялата вода, повечето минерали, физиологичен флуид (клетъчния сок от растения, мляко, кръв и т.н.) към съдържа MULTI-компоненти.

В системи, съдържащи едно или повече вещества под формата на частици (прекъсната фаза), диспергиран в частност среда (дисперсионна среда) а се наричат ​​диспергира (от латински dispersus). Думата "диспергиране" означава шлифоване, разбивайки-Lenie.

Тези системи се различават в еднофазни - хомогенна и мулти-gofaznye - хетерогенна. Всички йонни разтвори молекулни по-пробив на хомогенна система от една фаза, и се наричат ​​цис-калния решения.

Класификацията разпръсне разнородни системи по следните признаци:

1. степента на дисперсия, т.е. размера на частиците на дисперсната фаза;

2. състояние на агрегиране на фазите;

3. Интензитетът на взаимодействие на диспергирани частици фаза с
дисперсионна среда.

1. Има три класа диспергирани хетерогенни (неодим-хомогенност) системи. различни размери на частиците (г) дисперсия фаза:

а) microheterogeneous или грубо диспергирани системи, г> 10 -7 m
(Суспензии, емулсии, прахове и т.н.);

б) колоиден или ultramikrogeterogennye система 10 -9

в) истинските разтвори, г <10 -9 м.

Дисперсии на размера на частиците диспергирана фаза на съ-toryh варира от 10 -9 m до 10 -7 отнасят до наричаме IDNO-частици и са основният предмет на брой проучване loidnoy химия.

По този начин, колоидни системи се наричат ​​полидисперсно система с хетерогенна диспергирана фаза размер на частиците от 10 до 10 -7 -9 m.

Структурните и кинетични единици на колоидни системи не е йон или молекула в традиционния смисъл на думата, или като ком-Plex (единица), състояща се от голям брой нормални молекули, атоми или йони наречените мицели или макромолекула, т.е. полимерна молекула "гигантски" размер, който има п-lecular тегло в десетки или стотици хиляди въглеродни единици.

2. състояние на агрегиране се разграничат разпръсне SIS нишки с газообразна, течна и твърда дисперсия среда. Дисперсии с газова дисперсионна среда по-свързващ аерозоли (дим, мъгла). Водният колоидална зол-тура наречени хидрозоли, алкохолна - alkozolyami, етерично -efirozolyami т.н. Втвърденият зол, или отделени от раз-persionnoy среда дисперсната фаза образува гел.

Всяка диспергирана фаза и средата диспергиране може да бъде в три състояния: газ, течни и твърди. Въз основа на това може да се очаква наличие на вид, с девет различни групи на дисперсни системи, но газ система в газа не образува агрегати, и представлява хомогенна смес, която не е част повърхност между фазите (таблица. 21).

3. Интензитетът на взаимодействие между частиците раз-ultradisperse фаза и дисперсна среда са два класа на колоидни системи: liofilnye (от гръцката Lio - разтваряне Filho и - като) на системата и lyophobic (от гръцката Lio - разтваряне и Фобос - страх) система.

Лиофилни колоидни системи са тези системи, в които частиците на дисперсната фаза здраво се свързват голям брой плътно жив uder молекули на разтворител и също така, ако колоид от разтвора.

Лиофилни система (Изходни разтвори на високо единство), дължащи се на "любов" за разтворителят се образуват спонтанно. По този начин, чрез поставяне на парче сухо нишесте или желатин (силикагел състояние) във водата след резултат известно време в хидратация гел образува колоиден разтвор (зол).

Lyophobic колоидни системи са тези системи, в които частиците на дисперсната фаза са много слабо взаимодействие-взаимодействащи молекули на разтворителя.

За хидрофобен колоид зол е необходимо да се изразходва работа (химическа - получаване на неразтворим VE-съществува в реакцията, или физически -. Стриване и др).

Колоидните разтвори проявяват изразена оптични свойства. Обикновено наблюдение показва, че разтвори на лиофилни колоиди винаги мътни (разтвор на желатин, албумин, и т.н.) и разтвори на lyophobic колоиди почти винаги имат цвят (железен хидроксид хидрозол - червено-кафяв; хидрозол пруско синьо - синьо).

Установено е, че когато светлината преминава през разтвор брой loidny колоидни частици разсейват светлината и повече, по-голям брой и по-силен интензитет светлина. Този ефект се нарича Tyndall конус, и светлинен интензитет, изразено от Rayleigh:

където I - интензитет на разсеяната светлина; Йо - интензивност PA-даване светлина; к - константа, която зависи от разликата между коефициентите на пречупване на дисперсна фаза и дисперсна среда; п - номер на частици за единица обем, т.е. концентрация на частиците на золните; V-обем на частиците на дисперсната фаза; # 955; - падаща светлина дължина на вълната.

Tyndall конус колоиден разтвор е израз-ем разсейване на светлината ефект. Разсейване на светлината се постига само когато стойността на разсейване на светлината на частиците, започва да се доближава до величината на светлина дължина на вълната. Истинските решения не притежават този имот. На този имот може лесно да се различи от истинските разтвори на колоидно.

Тъй като молекулите на определени вещества в техния размер може да бъде в близост до размера на колоидни частици, с тази гледна точка, е трудно да се направи остър линия между истински и колоидните разтвори. Но между тях има sushchest-vennoe разлика: докато истинските разтвори - термодинамично стабилни системи, колоидна стабилност ЛИЗАЦИЯ на разтвори с по-голяма или по-малка скорост варира с времето.

Колоидни разтвори са хетерогенна система, която служи като една от причините за нестабилност. Максимален loidnye решения имат висока повърхностна свободна енергия и в съответствие с втория закон на термодинамиката склонни да равновесно състояние, характеризиращо се с разделяне начинаещи ASIC в две фази с минимална интерфазата повърхност и следователно минимум свободни енергийно Ing повърхности.

Стабилност се характеризира с дългосрочно присъствие в една и съща държавна система. Разграничаване кинетична и агрегатно стабилност на колоидни системи.

Кинетичната стабилност характеризира с време от съхранение-равномерно разпределение на диспергирани частици фаза целия обем на среда на дисперсия на.

Агрегат стабилност характеризира с времеконстанта с съхранение дисперсия степен (Н-фрагментация частици) диспергирана фаза колоидна система.

С ultramicroscope е намерено, че броят на частиците са в loidnye енергично брауново движение SRI. По-малката частица, толкова по-интензивно движение, и обратно, по-голям, толкова по-ниска от скоростта на тяхното движение. В същото време, частиците са повлияни от силата на гравитацията.

По този начин, колоидни частици са по-количка от две взаимно противоположни сили: Брауново движение тенденция да се разпредели равномерно частици целия обем на среда на дисперсия и тежестта тенденция Xia събира тези частици на дъното на съда. Колкото по-големи частици, по-силен ефект на тежестта на Земята, толкова по-вероятно те са отделени от средата на дисперсия и по-LIC кинетичната стабилност.

В природата, колоиден система, образувана по два начина: кондензиране и дисперсия. Възпроизвеждането на тези начини е в основата на методите за получаване на колоиди.

В първия случай колоиди са получени чрез свързване на (кондензационни) йони или молекули, за да образуват по-големи частици. Причината за причиняване на такива частици е пренаситен състояние на дадено вещество в среда на друго вещество, при което първият е в разтворено състояние. Например, чрез понижаване на температурата, наситена водна пара-ми, свръхнасищане е създаден, което е съпроводено с образуването на мъгла-ем; източване на колофон с алкохол и вода разтвор образува зол смола на, така че колофон трудно да се разтвори във вода и по този начин се образуват частици от колофон-ционни размери колоидни.

Във втория случай - колоиди са образувани чрез разби-среда (дисперсия) на колоидни частици с големи размери на частиците. Например, за разбиване на заетите глинести минерали топка мелница, което представлява изолационен ekstsen въртящи се барабани на твърдо вещество стомана, частично запълнен с топки от същия материал.

Тъй като в повечето случаи почвата са малки бучки от агломериран заедно на отделните частици, включително колоиден след това им разделяне в отделни фини частици бо-Lee използвани метод химически фрагментация. В този случай, като реагент обикновено се използват разтвори на различни натриеви соли и основи. Този метод на фрагментация, се нарича peptization.

Полученият колоиден разтвор се пречиства от примеси чрез диализа характер на електролита. Диализа на базата на полу-пропускащата мембрана способност да премине частици е-кални разтвори и не пропускат колоидни частици е Тъй като размерът на порите на частиците на полупропусклива мембрана по-малко от г. Диализата беше продължена, докато не реакция на определено качество йони или молекули. Друг метод за пречистване на колоидните разтвори е ултрафилтрация.