КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются развитие представлений о коллоидных системах и их свойствах.

Ключевые слова: растворы, фазы, частицы, устойчивость, коллоидные системы.

Коллоидные системы (от греч. kolla - клей и eidos – вид) ультрамикргетрогенные системы, представляющие собой совокупность множества мелких частиц дисперсной фазы, распределённых в объёме непрерывной дисперсионной среды. Размер частиц дисперсной фазы от 1000 нм - 100 нм до 1 нм. В отличие от частиц крупнодисперсных систем (суспензии, эмульсии, пены, сыпучие материалы, размер которых обычно превышает 1000 нм), коллоидные частицы в легкодвижущейся среде участвуют в интенсивном броуновском движении и противостоят седиментации в поле гравитационных сил, т.е. высокая кинетическая стабильность.Коллоидные системы (коллоиды, дисперсные системы, промежуточное звено между реальными растворами и крупнодисперсными системами - суспензии. Размеры коллоидных частиц от 1 нм до 100 нм. В свободно диспергированных коллоидных системах (пары, зубцы) частицы не выпадают в осадок.

Система, в которой дискретные частицы, капли или пузырьки дисперсной фазы, имеющие размер от 1 до 100 нм, распределены во вторую фазу, обычно непрерывную, которая отличается от первой по составу или физическому состоянию и называется дисперсионной средой.

Основные свойства:

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

Основные виды:

Гидрозоли – двухфазные микрогетерогенные дисперсные системы, характеризующиеся предельно высокой дисперсностью, в которых дисперсионной средой является вода.

Лиофильные: частицы диффузной фазы интенсивно взаимодействуют со средой, поверхностное натяжение на границе раздела фаз очень мало, они термодинамически устойчивы (находятся в равновесии). Лиофильные коллоидные системы включают мицеллярные растворы поверхностно-активных веществ, растворы некоторых природных или синтетических высокомолекулярных соединений, органических пигментов и красителей, эмульсий (таких как растворы белков, крахмалов, пектинов, камедей, эфиров целлюлозы и различных смол, как природных, так и синтетических) также водные дисперсии некоторых глинистых минералов.

Лиофобность: частицы плохо взаимодействуют с дисперсионной средой, межфазное напряжение достаточно высокое, такие системы имеют значительный избыток свободной энергии и термодинамически нестабильны (неравновесны). Термодинамическая нестабильность лиофобных коллоидных систем проявляется в самопроизвольном укрупнении частиц дисперсной фазы за счет коагуляции, коалесценции (плавления) и процессов «переконденсации» или коллективной рекристаллизации. Типичными лиофобными коллоидными системами являются подошвы металлов, оксиды и гидроксиды, сульфиды, подошвы драгоценных металлов, подошвы металлоидов (сера, селен, теллур), подошвы мышьяка, сурьмы, кадмия, сульфида ртути, подошвы дисимератов гидроксида железа и алюминия, например, полистирол, фторолон), синтетические латексы и др. Эти системы характеризуются совокупной неустойчивостью и требуют их стабилизации.

Частицы дисперсной фазы лиозоля вместе с окружающей сольватной оболочкой молекул (ионов) дисперсионной среды называются мицеллами.

К лиозолям относятся мицеллярные растворы различных типов, водные растворы биополимеров, органо- и гидрозоли металлов, синтетические латексы. Примером аэрозоля на жидкой основе является туман взвеси капель воды в воздухе; Дым или пыль в воздухе - это пример твердого аэрозоля.

Гели

В результате молекулярной адгезии частиц дисперсной фазы при их коагуляции из гелей образуются гели. Нет разделения фаз. Другими словами, переход подошвы в гель не является фазовым превращением. После образования геля вся дисперсионная среда (например, вода в гидрозоле) прочно связывается с поверхностью частиц дисперсной фазы в ячейках пространственной структуры геля. Гели могут обратимо восстанавливать свою пространственную структуру с течением времени, но после высыхания их структура разрушается и эта способность теряется.

Список литературы:

1. Пасынский А.Г. Коллоидная химия. М.: Высшая школа - 1968.
2. Кузнецов В.В. Физическая и коллоидная химия. М.: Высшая школа - 1968.
3. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1975.
4. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1982.
5. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. – Л.: Химия, 1974.