Н. Каразина С. В
ЧАСТЬ II. КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ ГЛАВА 5. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ: СВОЙСТВА И ПОЛУЧЕНИЕ
жүктеу/скачать 1,02 Mb.
|
ЧАСТЬ II. КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯГЛАВА 5. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ: СВОЙСТВА И ПОЛУЧЕНИЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Коллоидная химия – это физическая химия дисперсных систем и по- верхностных явлений. Слово "дисперсный" (от лат. dispersus) означает раздробленный, рассеянный. Таким образом, в коллоидной химии изуча- ют системы, в которых вещество находится в раздробленном состоянии. Количественной мерой раздробленности дисперсной системы служит либо линейный размер частиц a (для сферических частиц – диаметр d ), либо обратная ему величина D 1/ a , называемая дисперсностью, либо, нако- нец, удельная поверхностьs óä , то есть межфазная поверхность, прихо- дящаяся на единицу объема дисперсной фазы. К коллоидным объектам относятся частицы, величина a которых лежит в пределах 10–7-10–9 м (100-1 нм). К поверхностным явлениям относятся процессы, происходя- щие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возни- кающие в результате взаимодействия сопряженных фаз. Поверхностные явления сильнее всего проявляются в телах с высокоразвитой поверхно- стью (раздробленных телах), которая придает им новые важные свойства. В начале ХХ века было установлено, что любое вещество может быть получено в виде коллоидного раствора или коллоида (от греч. "колла" – клей) и, следовательно, правильнее говорить не о коллоидном веществе, а о коллоидном состоянии вещества, определяемом только размером час- тиц вещества, степенью его дисперсности. Так, хлористый натрий в воде дает истинный раствор, а в бензоле или эфире – коллоидный. Это особое состояние вещества существует лишь до тех пор, пока в системе имеется граница раздела фаз. Граница раздела фаз может быть лишь в гетеро- генной системе, как минимум – в двухфазной. Таким образом, гетероген- ность и дисперсность – два основных признака коллоидного состояния вещества. Измельченное тело образует дисперсную фазу, а непрерывная (сплошная) среда, в которой распределена дисперсная фаза, называется дисперсионной средой.Большинство реальных систем существует в коллоидном состоянии. Многие минералы представляют собой дисперсии твердых, а иногда жид- ких и газообразных частиц в твердой дисперсионной среде. Речная вода содержит минеральные и органические вещества в виде частиц различ- ной дисперсности. Почва представляет собой дисперсию различных ми- нералов и органических веществ растительного и животного происхожде- ния. Находящиеся в атмосфере облака, пыль и дым также образуют дис- персные системы, равно как и капилляры, и узкие поры. К дисперсным системам относятся нефть, лаки, краски, моющие средства, полимеры, бумага, ткани, молоко, масло и т. д. Наконец, тело человека содержит гели и растворы высокомолекулярных соединений (ВМС), а кровь пред- ставляет собой коллоидный раствор, содержащий макромолекулы и капли эмульсий. Согласно крылатому определению И.И. Жукова, человек – "хо- дячий коллоид". Коллоидные растворы обладают рядом характерных свойств: они рассеивают свет, иначе говоря, опалесцируют. В частности, наблюдается "эффект Тиндаля", который можно наблюдать в следующем опыте: яркий свет от сильной лампы фокусируют посредством конденсор- ной линзы на кювету с раствором. При наблюдении сбоку чистая жид- кость или молекулярные растворы представляются оптически "пустыми", тогда как в случае коллоидного раствора виден ярко светящийся конус, что указывает на присутствие дисперсных частиц, рассеивающих свет; подобно истинным растворам они проходят без изменений через обычные фильтры, однако на ультрафильтрах (мембранах с избиратель- ной проницаемостью) коллоидно растворенное вещество задерживается; для них характерны весьма низкие значения коллигативных свойств, зависящих от числа растворенных частиц в объеме раствора (понижение давления пара растворителя над раствором, осмотическое давление, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения раствора); диффузия коллоидных частиц протекает медленнее, чем в истин- ных растворах; при электролизе практически вся масса коллоидно растворенного вещества скапливается у одного из электродов; при длительном стоянии коллоидные растворы обычно устойчивы, но могут быть осаждены в центробежном поле (в центрифуге) либо дей- ствием очень малых количеств электролитов. жүктеу/скачать 1,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|