Способы получения коллоидных систем - Общая характеристика дисперсных систем и методы их получения

Коллоидные системы по степени дисперсности занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами. Поэтому коллоидные растворы могут быть получены либо путем ассоциации (методы конденсации) молекул или ионов истинных растворов, либо дальнейшим раздроблением частиц дисперсной фазы грубодисперсных систем (диспергационные методы).

Коллоидным растворам свойственна неустойчивость. В зависимости от причины наступления неустойчивости различают кинетическую устойчивость (зависит от размера частиц д. ф.) и агрегативную устойчивость (устойчивость частиц к взаимному слипанию). Для систем с агрегативной неустойчивостью необходимо наличие Стабилизатора - вещества, которое препятствует процессу самопроизвольного укрупнения коллоидных частиц.

I. Конденсация

Физическая - без протекания химических реакций:

Химическая - образование коллоидной системы в результате протекания химической реакции, приводящей к образованию нерастворимого вещества:

- Метод понижения температуры - конденсация молекул испаряющегося вещества, соединяющихся в мелкие частицы при охлаждении;

Метод замены растворителя - изменение среды, при котором вещество из растворимого становится нерастворимым или малорастворимым.

- ox-red реакция:

Na2S2O3 + H2SO4 = Nа2SO4 + SO2^ + Sv + H2O

2HAuCl4 + 3H2O2 = 2Auv + 8HCl + 3O2

Гидролиз:

FeCl3 + 3H2O = Fe (OH) 3 + 3HCl^

Реакцияобмена:

AgNO3 + KCl = AgClv + KNO3

Hg (CN) 2 + H2S = HgSv + 2HCN

Необходимое условие Существования коллоидной системы является нерастворимость вещества в растворителе.

Необходимые условия: - Растворы 2-х веществ должны быть с низкой концентрацией;

Один из растворов должен находиться в изобилии.

II. Диспергирование. В природе коллоидные системы образуются преимущественно методом диспергирования - при обвалах, выветривании, эрозии почвы, замерзании воды в трещинах и др.

    1. Механическое диспергирование - измельчение твердых тел в данной среде в присутствии стабилизаторов в шаровых или коллоидных мельницах, с помощью измельчителей или ультразвука, вольтовой дуги и т. д. А) Получение коллоидных растворов механическим раздроблением твердого тела осуществляется с помощью коллоидных мельниц - быстро вращающийся механизм ударного действия (v = 150 м/с); измельченные частицы вещества для диспергирования смешивают с жидкостью, содержащей стабилизатор-взвесь; частицы взвеси приобретают скорость, ударяются о неподвижные выступы, разбиваются на мелкие частицы. Б) Метод электрического распыления осуществляется с помощью шаровых мельниц: через дисперсионную среду, например воду, пропускают электрический ток между электродами, изготовленными из материала коллоидный раствор которого надо получить, один из электродов распыляется; сначала осуществляется молекулярное дробление, молекулы конденсируются в коллоиды. Применяют для получения коллоидных растворов металлов (Au, Ag, Pt). В) Ультразвуковое дробление осуществляется при помощи ультразвука - колебания воздуха с большой частотой (105 ...106 Гц) - пъезоэлектроические осцилляторы. Применяют для получения коллоидных растворов смол, гипса, графита, красителей, крахмала и т. д. 2. Физико-химическое дробление осадков (пептизация) - это метод уменьшения размеров частиц свежеполученных осадков до коллоидных размеров (т. е. пептизация является процессом, как бы обратным коагуляции).

Метод пептизации - это процесс получения золей из студней или рыхлых осадков при действии на них некоторых веществ, способных хорошо адсорбироваться на поверхности коллоидных частиц и таким путем сообщать им способность перехода в золь.

При пептизации происходит не изменение степени дисперсности частиц, образующих студень или осадок, а только их разъединение. Пептизаторы способствуют образованию двойного слоя ионов на поверхности частиц осадка, придавая золю агрегативную устойчивость.

Различают следующие виды пептизации:

Пептизация осадка электролитом - Адсорбционная пептизация - отталкивание частиц осадка друг от друга вызывается двойными ионными слоями, образованными на поверхности частиц за счет адсорбции ионов добавляемого электролита-пептизатора;

Пептизация путем Поверхностной диссоциации - образование двойного ионного слоя за счет диссоциации молекул на поверхности твердой фазы. Пептизатор в этом случае способствует процессу диссоциации (например, образование растворимых соединений);

Пептизация путем Промывания осадка - применяется в случае высокой концентрации электролита, когда на поверхности частиц осадка есть двойные ионные слои, но они сжаты. Промывание водой уменьшает концентрацию электролита, что приводит к увеличению двойного ионного слоя и силы электростатического отталкивания и вызывает коллоидное растворение осадка.

Различают пептизацию Непосредственную И Посредственную, в зависимости от того, что адсорбируется на поверхности частиц перед их разделением: Прибавленное вещество (стабилизатор) или продукт его взаимодействия с веществом частиц.

Похожие статьи




Способы получения коллоидных систем - Общая характеристика дисперсных систем и методы их получения

Предыдущая | Следующая