Особливості властивостей колоїдних систем

1.4.1. Всі колоїдні системи здатні розсіювати світло (опалесціювати). Якщо через колоїдну систему пропустити пучок проміння, що сходиться, поставивши між джерелом світла і кюветою з колоїдною системою лінзу, то в дисперсній системі (суспензії) видно конус, що яскраво світиться (конус
Тіндаля). Інтенсивна опалесценція указує на неоднорідність колоїдних
розчинів.

1.4.2. Дифузія частинок в колоїдних системах протікає поволі.

1.4.3. Колоїдні системи мають дуже малий осмотичний тиск, який часто навіть важко визначити.

Колоїдним системам притаманні – сповільнена дифузія і малий осмотичний тиск. Це указує на те, що дисперсні системи містять відносно крупні частинки диспергованої речовини. Дійсно, дифузія залежить від розміру частинок дисперсної фази, оскільки із збільшенням розміру частинкам важче пересуватися між молекулами дисперсійного середовища через зростання тертя.

Осмотичний тиск – це властивість кількісна, тобто залежить при постійній температурі тільки від числа частинок в об'ємі, і його мале значення указує на значний розмір частинок, оскільки при одній і тій же ваговій концентрації і однаковій густині диспергованої речовини в дисперсній системі частинок тим менше, чим вони крупніші.

1.4.4. Дисперсні системи здатні до діалізу, тобто за допомогою напівпроникної перегородки (мембрани) можуть бути відокремлені від розчинених в них домішок низькомолекулярних речовин. При діалізі молекули дисперсійного середовища проходять через мембрану, а колоїдні частинки, нездатні проникати крізь напівпроникну перегородку (діалізувати – з термінології Грема) і залишаються за нею у вигляді очищеного колоїдного розчину.

1.4.5. На відміну від істинних розчинів ліофобні дисперсні системиагрегативно нестійкі (лабільні), тобто колоїдно диспергована речовина здатна порівняно легко виділятися з системи (коагулювати) під впливом незначних зовнішніх дій. В результаті в дисперсній колоїдній системі утворюється осад (коагулят, коагулюм), який являє собою агрегати із злиплих частинок.

До дій, що обумовлюють коагуляцію, відносяться нагрівання, заморожування, інтенсивне перемішування і, перш за все, введення в розчин невеликих кількостей електролітів (коагулянтів). При цьому природно, що коагуляція під впливом електролітів відбувається і тоді, коли коагулятори хімічно не взаємодіють з частинками дисперсної фази. Таким чином, коагуляція є не хімічним, а фізичним процесом.

1.4.6. Дисперсні колоїдні системи звичайно (але не завжди) виявляють явище електрофорезу, відкрите Ф.Ф. Рейссом в Росії в 1808 р. Це явище полягає в перенесенні частинок дисперсної фази в електричному полі до того або іншого електрода. Отже, частинки дисперсної фази, як і іони, можуть мати електричний заряд. Явище електрофорезу відрізняється від електролізу тим, що в останньому випадку продукти електролізу виділяються на електродах в еквівалентних кількостях; при електрофорезі ж відбувається помітне перенесення речовини тільки в якому-небудь одному напрямі.

З цього витікає, що колоїдні системи містять у вигляді дисперсних частинок не молекули, а агрегати молекул. Найтиповіший процес для колоїдних систем – коагуляція – зводиться до злипання цих агрегатів в ще крупніші під дією міжмолекулярних сил (фізична адсорбція, електрофорез і т. ін.), також є в основному фізичними або фізико-хімічними. Лише при взаємодії хімічно активних речовин частинок дисперсної фази із стабілізатором (речовиною, що знаходиться у вигляді адсорбційного шару на поверхні колоїдних частинок і забезпечує відносну агрегативну стійкість системи) можуть відбуватися хімічні реакції.

Існує клас дуже важливих речовин з дуже великими молекулами, так звані високомолекулярні речовини або полімери. Сюди відносяться білки, целюлоза, каучук і ряд синтетичних продуктів. Розміри молекул цих речовин в окремих випадках можуть навіть перевищувати розмір колоїдних частинок. Як показали дослідження, в достатньо розбавлених системах високомолекулярні речовини дисперговані до молекул і, отже, ці розчини являють собою гомогенні системи. Тому їх не можна віднести до типових колоїдних систем. Вони є розчинами високомолекулярних речовин. Ця назва указує, що дані системи, по-перше, є істинними розчинами і, по-друге, що в них містяться гігантські молекули.

Незважаючи на те, що розчини ВМС не є колоїдними, за рядом властивостей вони схожі з колоїдними системами. Крім цього, окрім типових розчинів ВМС, в яких вони існують у вигляді великих, але не пов'язаних одна з одною, звичайно витягнутих або згорнутих у рихлі клубки молекул, відомі розчини полімерів, по суті нічим не відмінні від колоїдних систем. Це розчини полімерів в поганих розчинниках, ланцюгові молекули в таких розчинах згорнуті в компактний клубок з явно вираженою поверхнею, на якій можуть протікати явища адсорбції.

Прикладом таких систем є натуральний і синтетичний латекси, у яких великі полімерні частинки знаходяться у водному середовищі і стійкість яких забезпечується завдяки стабілізатору, адсорбованому на поверхні частинок. Таким чином, між класичними колоїдними системами і розчинами полімерів не існує різкої межі.