|
|
Оглавление4. Потенциометрическое титрование 5. Электрическая проводимость и ее использование для анализа растворов электролитов 6. Кондуктометрическое титрование 7. Поверхностные явления и адсорбция 9. Криоскопия. Температуры замерзания растворов 10. Кинетика химических реакций в растворах 11. Коллоидные системы, их образование и свойства 12. Коагуляция лиофобных и лиофильных коллоидных растворов 13. Оптические свойства коллоидных систем Основные правила работы в лабораторном практикуме Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу11. Коллоидные системы, их образование и свойстваОбласть коллоидного состояния Коллоидная химия является отраслью науки, посвященной изучению особых дисперсных систем — коллоидов. Однако понятие «коллоид» или «коллоидная система» требует уточнения, так как в разные времена и разными учеными в это понятие вкладывался неодинаковый физический смысл, а вместе с тем неодинаковые задачи и содержание приписывались и самой коллоидной химии. В связи с этим и термин «коллоидная химия» в настоящее время является несколько устаревшим, так как она значительно меньше занимается химическим составом коллоидных систем и химическими реакциями в них, чем физической структурой, физическими (и даже механическими) свойствами и физико-химическими процессами, характерными для этих систем. Поэтому правильнее именовать ее физикохимией коллоидных систем. Поскольку, однако, в настоящее время круг изучаемых ею дисперсных систем весьма расширился, то точнее было бы именовать ее более общим термином — физической химией дисперсных систем. Область современной коллоидной химии дисперсных систем, помимо лиофобных золей, высокомолекулярных соединений и их растворов, суспензий, эмульсий, пен, аэрозолей и твердых золей, включает еще одну практически важную группу дисперсных систем, получившую наименование «полуколлоидов». В эту группу входят вещества, способные с одним и тем же растворителем, в зависимости от концентрации и температуры, давать и молекулярные растворы, и типичные золи; к ним относятся мыла, красители и дубильные вещества. Приведем следующее наиболее современное определение коллоидной химии, принадлежащее И. И. Жукову: Коллоидная химия ставит своей задачей изучение физико-химических свойств: а) всех высокодисперсных гетерогенных систем, кладя в основу поверхностные явления на границе фаз; б) высокомолекулярных и высокополимерных соединений — как в твердом состоянии, так и в состоянии раствора. Значение коллоидной химии исключительно велико, так как в ней изучаются не только общие вопросы познания физической сущности окружающего нас материального мира, но и вопросы, тесно и непосредственно связанные с проблемами самой жизни, поскольку все живое состоит из сложнейших комплексов веществ в коллоидном состоянии. Трудно назвать ту отрасль промышленности, в которой в наше время коллоидная химия не находила бы своего практического применения. Такие, например, отрасли промышленности и производства, как пищевая, текстильная, искусственного волокна, кожевенная, резиновая, синтетического каучука, пластмасс, лакокрасочная, мыловаренная, взрывчатых веществ, целлюлозно-бумажная, гидролизная, фармацевтическая, обогащения руд (флотация), самым тесным образом связаны с коллоидно-химическими процессами. Даже в таких отраслях промышленности, очень далеких, казалось бы, от коллоидной химии, как металлургическая, горнодобывающая, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая, силикатная и строительных материалов, все шире внедряются методы коллоидной химии. Огромное значение имеют коллоиды и коллоидные процессы и их изучение в сельском хозяйстве, в первую очередь для почвоведения — в вопросах повышения плодородия почв. Велико их значение и в медицине. В практической деятельности мы редко встречаемся с чистыми веществами, состоящими из одного компонента. Природные воды, большинство минералов, физиологические жидкости (клеточный сок растений, молоко, кровь и др.) содержат несколько компонентов. Системы, содержащие одно или несколько веществ в виде частиц (дисперсная фаза), распределенных в той или иной среде (дисперсионная среда), называются дисперсными (от латинского dispersus). Слово «дисперсность» означает измельчение, раздробление. Эти системы делятся на однофазные — гомогенные и многофазные — гетерогенные. Все молекулярно-ионные растворы относятся к гомогенным однофазным системам и называются истинными растворами. В основу классификации гетерогенных дисперсных систем положены следующие признаки: • степень дисперсности, т. е. размер частиц дисперсной фазы; • агрегатное состояние фаз; • интенсивность взаимодействия частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой. 1. Различают три класса дисперсных гетерогенных (неоднородных) систем, отличающихся размерами частиц (d) дисперсной фазы: • микрогетерогенные, или грубодисперсные, системы, d > 10–7 м (суспензии, эмульсии, порошки и др.); • коллоидные, или ультрамикрогетерогенные, системы, 10–9 < d < < 10–7 м; • истинные растворы, d < 10–9м. Дисперсные системы, размер частиц дисперсной фазы которых лежит в пределах от 10–9 до 10–7 м, относятся к коллоидно-дисперсным системам и являются основным объектом изучения коллоидной химии. Таким образом, коллоидными системами называются полидисперсные гетерогенные системы с величиной частиц дисперсной фазы от 10–7 до 10–9 м. Структурной и кинетической единицей коллоидных систем является не ион и не молекула в обычном смысле, а либо комплекс (агрегат), состоящий из большого числа обычных молекул, атомов или ионов, называемых мицеллой, либо макромолекула, т. е. молекула-полимер «гигантских» размеров, обладающая молекулярным весом в десятки и сотни тысяч углеродных единиц. 2. По агрегатному состоянию различают дисперсные системы с газообразной, жидкой и твердой дисперсионной средой. Дисперсные системы с газообразной дисперсионной средой называются аэрозолями (дым, туман). Водные коллоидные растворы называются гидрозолями, спиртовые — алкозолями, эфирные — эфирозолями и т. д. Затвердевший золь, или отделившаяся от дисперсионной среды дисперсная фаза, образует гель. Каждая дисперсная фаза и дисперсионная среда могут быть в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. Исходя из этого, можно было бы ожидать существования в природе девяти групп различных дисперсных систем, но система газ в газе не образует агрегатов, а представляет собой гомогенную смесь, не имеющую поверхности раздела между фазами (табл. 35). Внимание! Авторские права на книгу "Физическая и коллоидная химия. Лабораторный практикум. Учебное пособие" (Под ред. Белопухова С.Л.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
