CÂMP stare coloidala - studopediya

În acest sens, termenul „Colloid Chemistry“ acum este oarecum învechit, deoarece este mult mai puțin implicat în compoziția chimică a sistemelor coloidale și reacțiile chimice în ele decât structura fizică, fizică (chiar și mecanice) proprietăți și procese fizico-chimice, caracteristică a acestor sisteme. Prin urmare, corect să-l numim chimie fizica a sistemelor coloidale. Deoarece, cu toate acestea, este în prezent studiate de cercul ei de sisteme disperse este foarte extins, este mai corect să spunem, și chiar și pe termen mai frecvente - chimia fizică a sistemelor disperse.

Dispersii FIELD Modern coloidale, în afară de coloizi lyophobic, compuși macromoleculari și lor soluții, suspensii, emulsii, spume, aerosoli și coloizi de particule include un alt grup practic important al sistemelor disperse, care a primit numele de „polukolloidov“.

Acest grup include substanțe capabile cu același solvent, în funcție de concentrație și temperatură, și să dea soluții moleculare și coloizi tipice; Acestea includ săpunuri, coloranți și taninuri.

Prezentăm mai jos cele mai moderne definiția chimiei coloidale, I.I.Zhukovu deținută:

Coloid Chimie își propune să studieze proprietățile fizice și chimice:

a) Toate sistemele foarte eterogene, care stau la baza fenomenelor de suprafață la limita de fază;

b) o greutate moleculară ridicată și compuși polimerici mari - atât în ​​stare solidă și o soluție de stat.

Înțeles chimie coloid este extrem de mare, deoarece examinează nu numai cunoștințele generale pune sub semnul întrebării natura fizică a lumii materiale din jurul nostru, dar, de asemenea, problemele care sunt strâns și direct legate de problemele vieții în sine, pentru că toată viața este alcătuită dintr-un set complex de substanțe în stare coloidală.

Este dificil să se numească industriile în care chimia coloidală în zilele noastre nu s-ar fi găsit aplicarea practică. De exemplu, astfel de industrii și producție alimentară, textile, fibre sintetice, piele, cauciuc, cauciuc sintetic, materiale plastice, vopsele, săpun, explozivi, celuloză și hârtie, hidroliză, farmaceutice, dressing minereu (flotație) - intim asociate cu procesele de coloid-chimice. Chiar și în aceste industrii foarte departe, se pare, de la chimie coloid, ca metalurgice, minerit, petrol și produse petroliere, precum și materialele de construcție de silicat este încorporat din ce în ce metode chimice coloidale.

De o mare importanță sunt coloizi și procesele coloidale, și studiul lor în agricultură, în primul rând pentru știința solului - în îmbunătățirea fertilității solului.

marea lor importanță în medicină.

În practică, rareori ne întâlni cu substanțe Num-tymi, constând dintr-un singur component. Natures-WIDE de apă, cele mai multe minerale, fluid fiziologic (seva de celule de plante, lapte, sânge, etc.) Pentru a conține MULTI-componente.

In sistemele care conțin una sau mai multe substanțe sub formă de particule (faze discontinue) dispersate într-un anumit mediu (mediu de dispersie) se numesc dispersate (din dispersus latină). Cuvântul „Dispersabilitatea“ înseamnă măcinare, sfărâmând-Lenie.

Aceste sisteme sunt împărțite în o singură fază - omogenă și multi-gofaznye - eterogene. Toate soluțiile ionice moleculare de pe papură la sistem omogen cu o singură fază, și se numesc soluții cis noroios.

Clasificarea sisteme disperse eterogene pe următoarele atribute:

1. Gradul de dispersie, adică Dimensiunea particulelor fazei dispersate;

2. Starea de agregare a fazelor;

3. Intensitatea interacțiunii dintre particulele fazei dispersate
mediu de dispersie.

1. Există trei clase de sisteme disperse eterogene (neodim-omogenitate). particule de diferite dimensiuni (d) dispersia faze:

a) sisteme microheterogeneous sau grosolan dispersate, d> 10 -7 m
(Suspensii, emulsii, pulberi, etc.);

b) coloidală sau ultramikrogeterogennye sistem 10 -9

c) soluții adevărate, d <10 -9 м.

Dispersii de mărimea particulelor disperse fază a co-toryh variază de la 10 -9 m până la 10 -7 se referă la numesc IDNO particule și fac obiectul principal al loidnoy chimie conta studiu.

Astfel, sistemele coloidale sunt numite sistem polidispersa cu o dimensiune a particulelor heterogenă fază dispersată de la 10 -7-10 -9 m.

Unități structurale și cinetice ale sistemelor coloidale nu este ion sau moleculă în sensul convențional, fie ca com-plex (unitate) constând dintr-un număr mare de molecule normale, atomi sau ioni numite micele sau macromoleculă, adică, molecula de polimer dimensiunea „gigant“, care are o greutate mo lecular în zeci sau sute de mii de unități de carbon.

2. Starea de agregare distinge dispersa firele SIS cu gazos, lichid și mediu de dispersie solidă. Dispersie cu un mediu de dispersie gazoasă la legând aerosoli (fum, ceață). Coloidală apoasă sol-turii numite hidrosoli, alcoolice - alkozolyami, esențial -efirozolyami etc. Solul solidificată sau separat de mediul dez-persionnoy a dispersat formele de fază un gel.

Fiecare fază dispersată și mediul de dispersie poate fi în trei stări: gaz, lichid și solid. Pe această bază, s-ar aștepta ca existența unui anumit tip, cu nouă grupuri diferite de sisteme disperse, dar gazul de sistem în gazul nu formează agregate, și este un amestec omogen, care nu are o secțiune de suprafață între faze (Tabelul. 21).

3. Intensitatea interacțiunii între faza de particule dez-ultradisperse și mediul de dispersie sunt două clase de sisteme coloidale: liofilnye (de IM grecesc - dizolvă Filho și - ca) a sistemului și lyophobic (de IM grecesc - dizolvă și phobos - frică) sistem.

sisteme coloidale liofilizați sunt acele sisteme în care particulele de fază dispersată, se leagă ferm un număr mare de bine-viu uder molecule de solvent și au, de asemenea, dacă coloid din soluție.

Sistemul liofilici (soluții stoc de înaltă unitate) datorită „dragoste“ lor pentru solventul se formează în mod spontan. Astfel, prin plasarea o bucată de amidon uscat sau gelatină (stare de gel), în apă, după un rezultat în timp ce într-o hidratare gel formează o soluție coloidală (sol).

sisteme coloidale Lyophobic sunt acele sisteme în care particulele de fază disperse sunt foarte slab molecule de solvent Interac interacționează.

Pentru sol coloid hidrofob este necesară pentru a cheltui muncă (chimice - există ve-obținerea insolubilă în reacție sau fizic. - triturare et al).

soluțiile coloidale prezintă o pronunțată proprietăți optice. simplă observație arată că soluțiile de coloizi liofilici întotdeauna turbiditate (soluție de gelatină, albumină, etc.), și soluțiile de coloizi lyophobic au aproape întotdeauna de culoare (hidrosol de hidroxid feric - roșu-brun; hidrosol de Prusia albastru - albastru).

S-a constatat că, atunci când lumina trece prin soluție loidny numărului de particule coloidale împrăștie lumina și cu atât mai mult, cu atât mai mare numărul și intensitatea luminii mai puternică. Acest efect se numește conul Tyndall, iar intensitatea luminoasă exprimată de tip Rayleigh:

în cazul în care I - intensitatea luminii dispersate; Io - intensitatea PA dătătoare de lumină; k - o constantă care depinde de diferența dintre indicii de refracție ai fazei dispersate și mediul de dispersie; n - numărul de particule pe unitatea de volum, adică, concentrația particulelor sol; particula V-volum a fazei disperse; # 955; - lungimea de undă de lumină incidente.

solutie coloidala Tyndall Cone este expresia-em efect de difuzie a luminii. dispersia luminii se realizează numai atunci când valoarea luminii imprastiere a particulelor, începe să se apropie de magnitudinea lungimii de undă de lumină. soluții adevărate nu posedă această proprietate. Pe această proprietate poate fi ușor de distins de soluții reale de coloid.

Deoarece moleculele anumitor substanțe în dimensiunea lor poate fi apropiată de mărimea particulelor coloidale, cu acest punct de vedere, este dificil de a trage o linie ascuțită între soluții adevărate și coloidale. Totuși, între ele există o diferență sushchest-vennoe: în timp ce soluții adevărate - sisteme stabile termodinamic, coloid stabilitatea TION a soluțiilor cu o viteză mai mare sau mai mică, variază în funcție de timp.

soluțiile coloidale sunt sistem eterogen, care servește drept una dintre cauzele de instabilitate. soluții Max loidnye au o energie liberă de suprafață ridicată și, în conformitate cu a doua lege a termodinamicii tind la o stare de echilibru, caracterizat prin divizare Starter ASIC în două faze având o suprafață minimă de interfază și, prin urmare, un minim de suprafețe libere de energie ing.

Stabilitatea se caracterizează prin prezența pe termen lung în același sistem de stat. Distinge stabilitate cinetică și agregare a sistemelor coloidale.

Stabilitatea Kinetic caracterizată printr-un timp de distribuție depozitare uniformă a particulelor fazei dispersate în întregul volum al mediului de dispersie.

agregat de stabilitate caracterizat printr-o constantă de timp cu (particule h-fragmentare) grad de stocare de dispersie dispersată sistem coloidal fază.

Cu ultramicroscope sa constatat că numărul particulelor sunt în loidnye viguroase browniană mișcare SRI. Cat este mai mic particula, mișcarea mai intensă, și invers, mai mare, cea mai mică viteza de deplasare a acestora. În același timp, particulele sunt influențate de forțele de gravitație.

Astfel, particulele coloidale sunt sub coș de două forțe opuse reciproc: mișcarea browniană tinde să se distribuie uniform particulele în întregul volum al mediului de dispersie și gravitatea tinde Xia colecta aceste particule pe fundul vasului. Cu cât particulele, cu atât efectul gravitației Pământului, cu atât mai probabil ele sunt separate de mediul de dispersie și stabilitatea cinetică mai puțin lic.

În natură, sistemul coloidal format în două moduri: de condensare și de dispersie. Reproducerea acestor metode este baza metodelor de obținere a coloizilor.

În primul caz, coloizi se obțin prin conectarea (condens) ioni sau molecule pentru a forma particule mai mari. Motivul pentru care cauzează astfel de particule este suprasaturată starea unei anumite substanțe într-un mediu de o altă substanță, în care primul este în stare dizolvată. De exemplu, prin scăderea temperaturii, se creează o apă saturată cu vapori mi, suprasaturare, care este însoțită de formarea de ceață-em; drenarea colofoniu cu o soluție de alcool și apă sol format mastic, astfel încât colofoniu dificil să se dizolve în apă și formează, astfel, particule de dimensiuni coloidale pe bază de colofoniu-TION.

În al doilea caz - Coloizii sunt formate prin împăcării sfărâmat (dispersie) a particulelor coloidale de particule de mari dimensiuni. De exemplu, pentru spargerea moara cu bile minerale argiloase folosită, reprezentând o izolare tobe ekstsen-rotative din oțel masiv, parțial umplut cu bile de același material.

Deoarece în majoritatea cazurilor solul sunt mici bulgări de aglomerat împreună a particulelor individuale, inclusiv coloidal apoi pentru separarea lor în particule fine separate de-bo Lee folosit metoda de fragmentare chimică. În acest caz, ca reactant de obicei folosesc soluții de săruri de sodiu diferite și alcaline. Această metodă de fragmentare se numește peptization.

Soluția coloidală obținută este purificată de impurități prin natura dializă a electrolitului. Dializa bazat pe capacitatea membranelor semipermeabile de a trece particule este-noroioase soluții și nu dor particulele coloidale este Deoarece mărimea porilor particulelor mai mici ale membranei semipermeabile d. Dializa a fost continuată până când nici o reacție la ionii de calitate definite sau molecule. O altă metodă de purificare a soluțiilor coloidale este ultrafiltrare.