КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ

(Глинка Н.Л., 2000, глава 10, Коровин Н.В., 2000, §6.3, §8.7)

Цель работы:знакомство с методами получения коллоидных растворов и их свойствами.

Теоретическая часть:

Коллоидными растворами называют растворы, в которых линейные размеры частиц дисперсной фазы лежат в пределах от 1 до100 нм.

Коллоидные растворы (золи) являются гетерогенными. Они состоят из сплошной непрерывной фазы – дисперсионной среды и, находящихся в этой среде раздробленных частиц того или иного размера и формы – дисперсионной среды.

Коллоидная дисперсность вещества является промежуточной между грубой дисперсностью, характерной для взвесей , и молекулярной, характерной для истинных растворов. Поэтому коллоидные растворы получают либо из истинных растворов путем укрупнения частиц молекулярной дисперсности до определенного предела (максимум до 100 нм), либо из взвесей путем дробления грубодисперсных частиц также до определенного предела (минимум до 1 нм). В этой связи различают конденсационные методы (укрупнение частиц) и методы диспергирования (дробление частиц).

Дисперсная фаза в коллоидном растворе (или золе) представлена коллоидными частицами, в состав которых входят ядро, зарядообразующие ионы и противоионы. Зарядообразующие ионы могут быть положительно или отрицательно заряженными. Поэтому и коллоидные частицы имеют либо положительный, либо отрицательный заряд. Заряженная коллоидная частица притягивает к себе молекулы H₂O из дисперсионной среды; так создается гидратная оболочка, окружающая коллоидную частицу.

Структурной единицей коллоидного раствора считают мицеллу.

Строение мицеллы

ядро противоионы адсорбционного слоя

64748 64748

AgI {[m(AgI) nAg⁺ (n-x)NO₃^-]^x+xNO₃^-}⁰

золь 123 -потенциалопределяющие ионы

14444244443 123

коллоидная частица противоионы

диффузного слоя

мицелла

Коллоидные растворы обладают специфическими оптическими, кинетическими и электрическими свойствами (специфика связаны с размерами и зарядом коллоидных частиц) и характеризуются высокой кинетической и агрегативной устойчивостью. Первая является следствием кинетических свойств золей и проявляется в том, что концентрация коллоидных растворов одинакова по всему объему системы и при правильном хранении не изменяется во времени, а вторая – в том, что частицы дисперсной фазы в коллоидном растворе не укрупняются, не слипаются. Сохранение коллоидной степени дисперсности во времени обусловлено прежде всего наличием одноименного электрического заряда частиц дисперсной фазы, вызывающего их взаимное отталкивание.

Устойчивость коллоидного раствора можно нарушить. Потеря агрегативной устойчивости золя приводит к укрупнению частиц дисперсной фазы за счет их слипания. Этот процесс называют коагуляцией. Коагуляция вызывает нарушение кинетической устойчивости системы, которое приводит к образованию осадка (коагулята). Этот процесс называют седиментацией.