Коллоидные системы. Коллоидные системы (от греч. kolla - клей и eidos – вид) англ. colloid systems; нем. Kolloidsysteme; фр. systemes colloidaux; исп., ит. sistemas coloidales, sistemas coloideas), коллоидно-дисперсные системы, коллоиды, - это ультра микрогетерогенные системы, представляющие собой совокупность множества мелких частиц дисперсной фазы, распределённых в объёме непрерывной дисперсионной среды. Величина частиц дисперсной фазы от 1000 нм – 100 нм до 1 нм. B отличие от частиц грубодисперсных систем (суспензий, эмульсий, пен, различных сыпучих материалов, размер которых обычно превышает 1000 нм), коллоидные частицы в легкоподвижной среде участвуют в интенсивном броуновском движении и противостоят седиментации в поле сил земного притяжения, то есть, обладают высокой кинетической устойчивостью.

Коллоидные системы (коллоиды, др.-греч. κόλλα клей и ε δος вид; «клеевидные», золи) дисперсные системы, промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными системами взвесями. Размеры коллоидных частиц варьируются в пределах от 1 нм до 100 нм. В свободнодисперсных коллоидных системах (дымы, золи) частицы не выпадают в осадок.др.-греч.растворамивзвесями Система, в которой дискретные частицы, капли или пузырьки дисперсной фазы, имеющие размер от 1 до 100 нм, распределены в другой фазе, обычно непрерывной, отличающейся от первой по составу или агрегатному состоянию и именуемой дисперсионной средой.

Основные свойства: Коллоидные частицы не препятствуют прохождению света. В прозрачных коллоидах наблюдается рассеивание светового луча (эффект Тиндаля).эффект Тиндаля Дисперсные частицы не выпадают в осадок – Броуновское движение поддерживает их во взвешенном состоянии. Броуновское движение

Основные виды: Гидрозоли – двухфазные микрогетерогенные дисперсные системы, характеризующиеся предельно высокой дисперсностью, в которых дисперсионной средой является вода.вода Органозоли – дисперсионной средой являются неводные (органические) растворители.

Образование коллоидных систем: Путем конденсации (при выделении коллоидно-дисперсной фазы из перенасыщенного пара, раствора или расплава). Путем диспергирования.

Наиболее важны и многообразны коллоидные системы c жидкой дисперсионной средой. Иx делят на: лиофильные (лат. «филео» - «люблю») лиофобные (лат. «фобос» - «страх»). Соли золота

Коллоидные частицы в легкоподвижной среде участвуют в интенсивном броуновском движении и противостоят седиментации в поле сил земного притяжения, то есть, обладают высокой кинетической устойчивостью. Дисперсные частицы не выпадают в осадок – Броуновское движение поддерживает их во взвешенном состоянии. Броуновское движение

Коллоидные системы необычайно лабильны, т.е. неустойчивы. Для многих из них достаточно прибавления ничтожного количества электролита, чтобы вызвать выпадение осадка. Причина столь легкого изменения состояния коллоидных систем связана с непостоянством степени их дисперсности. Присутствие в жидкой дисперсионной среде адсорбционно-активных веществ – стабилизаторов – обеспечивает агрегативную устойчивость, т.e. длительное постоянство их дисперсного состава. Устойчивость таких систем связана с наличием слоя стабилизатора на поверхности коллоидных частиц. Стабилизаторами коллоидных систем могут быть электролиты или другие вещества, не имеющие электролитной природы, например высокомолекулярные соединения (ВМС) или поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Коллоидные растворы проявляют специфические свойства: коагуляции и адсорбции. Коагуляция (от лат. coagulatio свертывание, сгущение), также старение – объединение мелких частиц дисперсных систем в более крупные под влиянием сил сцепления с образованием коагуляционных структур.лат.дисперсных системкоагуляционных структур Коагуляция физико-химический процесс слипания коллоидных частиц, выпадение осадка происходит в результате лишения коллоидных частиц адсорбционной оболочки, нейтрализации заряда или химических превращений.

Коагуляция представляет собой процесс укрупнения частиц, а седиментация является конечным результатом этого процесса, однако термин «коагуляция» часто используют для обозначения данного явления в целом.седиментация Коагуляция ведёт к выпадению из коллоидного раствора хлопьевидного осадка или к застудневанию. коллоидного раствора осадказастудневанию Коагуляция – естественный, самопроизвольный процесс расслаивания коллоидного раствора на твёрдую фазу и дисперсионную среду.фазу

Причины коагуляции: Столкновение коллоидных частиц в результате броуновского движения; Нагревание; Замораживание; Действие электрического поля; Добавление коагулянтов (электрокоагуляция);электрокоагуляция Механическое воздействие на систему.

Скорость старения (коагуляции) зависит: от напряжения на границе раздела фаз, радиуса частиц, коэффициента диффузии,диффузии температуры, температуры растворимости макро фазы.

Адсорбция. Адсорбция – самопроизвольный процесс увеличения концентрации одного вещества (адсорбата) на поверхности другого (адсорбента). Адсорбция происходит на любых межфазовых поверхностях, адсорбироваться могут любые вещества.

Применение адсорбции: Адсорбция широко применяется в различных отраслях народного хозяйства. В медицинской практике при пищевых отравлениях в качестве адсорбентов используют молоко и активированный уголь. В сельском хозяйстве в качестве банков удобрений используют цеолиты. Они выделяют ионы К +, NH -4, а поглощают и удерживают Са 2+, Mg 2+. В химической технологии адсорбцию используют для очистки нефтепродуктов от малых содержаний воды, серы, селена, мышьяка, фосфора. В производстве полимеров адсорбенты используют в качестве активных наполнителей, придающих изделию повышенную прочность. Так, изделия, изготовленные из саженаполненной резины, в 10 раз прочнее, чем изделия, изготовленные из резины, наполненной нейтральными наполнителями. Очистка промышленных газовых выбросов в атмосферу, выхлопных газов, кондиционирование воздуха осуществляются с помощью адсорбентов. Процессы адсорбции лежат в основе разделения трудноразделимых соединений. Этот метод назван хроматографией, он предложен в 1903 г. русским учёным М.С. Цветом. Хроматография широко используется при разделении и очистке лекарственных веществ, витаминов, пигментов, алкалоидов. С помощью этого метода были разделены искусственно приготовленные трансурановые элементы: Es(99), Fm(100), Md(101). В горнодобывающей отрасли адсорбенты используют для улавливания ценных элементов из больших объёмов жидкости, из которых выделить эти вещества другими методами нерентабельно. В текстильной и кожевенной промышленности техника адсорбции применяется при крашении волокон, шерсти, кожи. Адсорбция является необходимым условием для катализа.

Коллоидные системы, состоящие из частиц диспергированного вещества, способных свободно перемещаться в жидкой дисперсионной среде совместно с адсорбированными на их поверхности молекулами или ионами третьего компонента (стабилизатора), называют лиозолими, Сами частицы, обладающие сложным строением - мицеллами.

Золи. Золь иначе лиозоль; коллоидный раствор (англ. sol от лат. Solutio – раствор) – высокодисперсная коллоидная система (коллоидный раствор) с жидкой (лиозоль) или газообразной (аэрозоль) дисперсионной средой, в объеме которой распределена другая (дисперсная) фаза в виде капелек жидкости, пузырьков газа или мелких твердых частиц, размер которых лежит в пределе от 1 до 100 нм (10 9 – 10 7 м).англ.лат.коллоидная система дисперсионной средой

В зависимости от дисперсионной среды золи бывают: золитвердыеаэрозолилиозолигидрозолиорганозолиалкозолиэтерозоли

3 оли занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами (суспензиями, эмульсиями). истинными растворамисуспензиямиэмульсиями Золи диффундируют медленнее, чем неорганические соли. Обладают эффектом светорассеяния (Эффект Тиндаля).Эффект Тиндаля В противоположность гелям, в золях частицы дисперсной фазы не связаны в пространственную структуру, а свободно участвуют в броуновском движении.гелямброуновском движении Частицы дисперсной фазы лиозоли вместе с окружающей их сольватной оболочкой из молекул (ионов) дисперсионной среды называют мицеллами.

К лиозолим относятся мицеллярные растворы различных типов, водные растворы биополимеров, органо- и гидрозоли металлов, синтетические латексы. Примером аэрозоля на основе жидкости является туман взвесь капель воды в воздухе; находящийся в воздухе дым или пыль пример твердотельного аэрозоля.

Свойства: большая удельная поверхность; адсорбция и плёнкообразование на поверхностях раздела; агрегация, как следствие взаимодействия частиц; частицы на поверхности обладают большей энергией, чем частицы внутри фазы. Получение и применение: Получают золи при помощи диспергаторов и гомогенизаторов. Применяют в химии, фармацевтике, военном деле, т.к. вышеперечисленные свойства позволяют резко улучшить качественные и количественные показатели химических реакций. военном деле химических реакций

Мицеллярная структура геля

Гели Ге́ли (ед.ч. гель, от лат. gelo «застываю») структурированные дисперсные системы, состоящие из высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ.лат. дисперсные Наличие трёхмерного полимерного каркаса (сетки) сообщает гелям механические свойства твёрдых тел (отсутствие текучести, способность сохранять форму, прочность и способность к деформации (пластичность и упругость).твёрдых тел пластичность упругость