Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


«агальн≥ в≥домост≥ про колоњди




¬ де€ких випадках при д≥њ реагента на розчин, що м≥стить компонент, €кий з реагентом утворюЇ малорозчинну сполуку, осад не випадаЇ тому, що малорозчинна сполука переходить у колоњдний стан.

Ќаприклад, €кщо до кипл€чоњ води додавати краплинами розчин FeCl3, то в результат≥ г≥дрол≥зу ц≥Їњ сол≥ утворюютьс€ основн≥ сол≥ Fe(OH)Cl2, Fe(OH)2Cl, ферум(≤≤≤) г≥дроксид, але осаду не утворюЇтьс€, бо утворен≥ нерозчинн≥ сполуки при цьому переход€ть у колоњдний стан.

ўе в 1861-1864 роках англ≥йський вчений √рем, вивчаючи дифуз≥ю р≥зних розчин≥в, пом≥тив, що де€к≥ речовини у розчинах дифундують дуже пов≥льно. “акими речовинами були г≥дроксиди јлюм≥н≥ю, ÷инку, ‘еруму ≥нших метал≥в, а також де€к≥ природн≥ пол≥мери: крохмаль, декстрини, б≥лки, тан≥н ≥ ≥н. √рем розд≥лив вс≥ речовини на кристалоњди ≥ колоњди. ќстанн≥ нагадували клей. «г≥дно його у€вленн€м, колоњди, на в≥дм≥ну в≥д кристалоњд≥в, не дають ≥стинних розчин≥в, мають малу здатн≥сть до дифуз≥њ, њх розчини мають п≥двищену вТ€зк≥сть, не здатн≥ до кристал≥зац≥њ, д≥ал≥зу, нест≥йк≥ в час≥.

ѕ≥зн≥ше було встановлено, що будь-€ка речовина може бути в колоњдному стан≥. якщо за √ремом так≥ речовини, €к NaCl, —a—l2 Ї т≥льки кристалоњдами, то ви€снилось, що ≥ њх можна перевести в колоњдний стан.

 олоњдн≥ системи суттЇво в≥др≥зн€ютьс€ в≥д ≥стинних розчин≥в. ≤стинн≥ розчини Ї гомогенними системами, що характеризуютьс€ в≥дсутн≥стю поверхн≥ розд≥лу м≥ж складовими њх компонентами.

ќсновна особлив≥сть колоњдного стану Ц гетерогенн≥сть дисперсних систем, €к≥ складаютьс€ з двох ≥ б≥льше фаз; одна фаза складаЇтьс€ ≥з окремих дуже др≥бних частинок (дисперсна фаза), що розпод≥лен≥ в ≥нш≥й фаз≥ Ц дисперс≥йному середовищ≥.

√етерогенн≥сть системи характеризуЇтьс€ двома ознаками: в≥дм≥нн≥стю властивостей в окремих частинах простору, €ку займаЇ система, та ≥снуванн€м реальних ф≥зичних поверхонь розд≥лу м≥ж цими окремими частинами. Ќа меж≥ розд≥лу фаз в≥дбуваютьс€ х≥м≥чн≥ ≥ ф≥зико-х≥м≥чн≥ процеси, €к≥ ≥ визначають властивост≥ ц≥Їњ гетерогенноњ системи.

—туп≥нь подр≥бненост≥ або дисперсн≥сть колоњдних частинок у значн≥й м≥р≥ визначаЇ властивост≥ дисперсних систем ≥ к≥льк≥сно характеризуЇтьс€ л≥н≥йними розм≥рами частинок подр≥бненоњ речовини. „им менш≥ розм≥ри частинок, тим вища дисперсн≥сть, ≥ навпаки.

 олоњдн≥ системи можна розгл€дати €к м≥крогетерогенн≥ системи з гранично високою дисперсн≥стю, а отже, з дуже великою поверхнею розд≥лу м≥ж дисперсною фазою ≥ дисперс≥йним середовищем. „им менш≥ частинки дисперсноњ фази, тим б≥льша внутр≥шн€ поверхн€ розд≥лу м≥ж фазами, пом≥тн≥ша роль граничних шар≥в ≥ повТ€заних з ними поверхневих €вищ.

ƒисперсн≥сть системи характеризуЇтьс€ питомою поверхнею, що €вл€Ї собою в≥дношенн€ загальноњ поверхн≥ дисперсноњ фази до загального њњ обТЇму.

ѕодр≥бненн€ не т≥льки зб≥льшуЇ число частинок ≥ загальну поверхню, але ≥ зм≥нюЇ ≥нш≥ властивост≥ систем. якщо шматочок крейди, наприклад, розтерти у ступц≥ ≥ висипати у воду, то отримаЇмо грубодисперсну систему, €ка називаЇтьс€ суспенз≥Їю. ƒ≥аметр частинок њњ перевищуЇ 10Ц4 см. ¬насл≥док низькоњ дисперсност≥ так≥ частинки не залишаютьс€ у завислому стан≥ у вод≥, а ос≥дають п≥д д≥Їю сили т€ж≥нн€ на дно посудини.

ќтже, суспенз≥њ к≥нетично не ст≥йк≥ системи. ћаючи велик≥ розм≥ри, частинки не здатн≥ до самодов≥льного теплового руху, отже, не дифундують ≥ не створюють осмотичного тиску.

якщо продовжити подр≥бненн€ у присутност≥ де€ких поверхнево-активних речовин, €к≥ полегшують подр≥бненн€ ≥ запоб≥гають злипанню частинок, то можна отримати к≥нетично ст≥йку систему. –озм≥ри частинок у так≥й систем≥ можуть дос€гати величини 10Ц5 см ≥ менше.

ѕ≥двищенн€ дисперсност≥ надаЇ нов≥ властивост≥ систем≥. “ак, при розм≥рах близько 10Ц5см частинки системи знаход€тьс€ у безперервному хаотичному рус≥, завд€ки чому здатн≥ дифундувати ≥ створювати осмотичний тиск. “ак≥ системи називають колоњдними.

ћолекули, що розташован≥ на меж≥ розд≥лу фаз, мають надлишок в≥льноњ енерг≥њ. ÷€ надлишкова енерг≥€ молекул поверхневого шару називаЇтьс€ в≥льною поверхневою енерг≥Їю. ѕор€д з пон€тт€м про поверхневу енерг≥ю застосовуЇтьс€ пон€тт€ про поверхневий нат€г Ц силу, €ка д≥Ї на одиницю довжини л≥н≥њ, що обмежуЇ поверхню р≥дини. ¬≥льна поверхнева енерг≥€ вс≥Їњ колоњдноњ системи дор≥внюЇ добутку поверхневого нат€гу на сумарну поверхню розд≥лу фаз.

“ак €к сумарна поверхн€ дисперсноњ фази дуже велика, то колоњдн≥ системи мають п≥двищений запас в≥льноњ поверхневоњ енерг≥њ. « термодинам≥ки в≥домо, що будь-€ка система прагне самодов≥льно зменшити свою в≥льну енерг≥ю. ÷е в≥дбуваЇтьс€ або за рахунок скороченн€ сумарноњ поверхн≥ системи (злипанн€ частинок у б≥льш крупн≥ агрегати Ц коагул€ц≥€) або в результат≥ адсорбц≥њ колоњдними частинками речовин, що понижують поверхневий нат€г.

¬еликим запасом в≥льноњ поверхневоњ енерг≥њ по€снюЇтьс€ висока адсорбц≥йна здатн≥сть, прагненн€ до агрегац≥њ частинок, сильно виражена катал≥тична д≥€ колоњдних систем.

 олоњдн≥ системи Ї агрегативно нест≥йкими, такими, що прагнуть до коагул€ц≥њ. ќднак, доки в систем≥ не почалась агрегац≥€ або в результат≥ агрегац≥њ в≥дбулось лише незначне укрупненн€ частинок, система збер≥гаЇ к≥нетичну ст≥йк≥сть, а частинки дисперсноњ фази знаход€тьс€ у тепловому (броун≥вському рус≥) ≥ не ос≥дають на дно посудини.

“аким чином, колоњдн≥ системи, будучи термодинам≥чно нер≥вноважними ≥ внасл≥док цього нест≥йкими, в той же час к≥нетично ст≥йк≥. «начне укрупненн€ колоњдних частинок призводить до втрати к≥нетичноњ ст≥йкост≥, система руйнуЇтьс€ ≥ перетворюЇтьс€ в €к≥сно в≥дм≥нну грубодисперсну систему.

 олоњдн≥ системи можна захистити в≥д втрати ст≥йкост≥. ƒл€ цього треба ввести в систему захисн≥ речовини. јдсорбуючись на поверхн≥ частинок дисперсноњ фази, вони утворюють захисн≥ шари навколо них ≥ захищають частинки в≥д злипанн€. —т≥йк≥сть колоњдних частинок покращуЇтьс€ також ≥ за рахунок виникненн€ навколо частинок шар≥в ≥з молекул розчинника.

≤стинн≥ розчини Ї системами з молекул€рним чи йонним ступенем дисперсност≥ Ц однофазн≥. ƒо ≥стинних в≥днос€тьс€ ≥ розчини високомолекул€рних сполук, хоча мають, €к ≥ колоњдн≥ системи, високу вТ€зк≥сть, малий осмотичний тиск ≥ за ≥ншими ознаками наближаютьс€ до колоњдних систем.

якщо речовину, що маЇ крупн≥ молекули, наприклад кан≥фоль, розчинити в спирт≥, то утворитьс€ система, що м≥стить окрем≥ молекули кан≥фол≥ серед молекул спирту. ћ≥ж ними не буде поверхн≥ розд≥лу м≥ж складовими њх компонентами Ц розчин ≥стинний. јле €кщо до спиртового розчину кан≥фол≥ додати трохи води, то окрем≥ молекули кан≥фол≥ починають обТЇднуватись м≥ж собою тому, що в спиртово-водн≥й сум≥ш≥ кан≥фоль погано розчинна.  оли обТЇднанн€ молекул кан≥фол≥ дос€гне розм≥р≥в частинок 10Ц5Ц10Ц6 см, кан≥фоль перейде в колоњдний стан. ѕри подальшому додаванн≥ води укрупненн€ дос€гаЇ б≥льших розм≥р≥в, утворюЇтьс€ емульс≥€ кан≥фол≥ у вод≥ Ц грубодисперсна система.

ћожлив≥ ≥ зворотн≥ переходи в≥д грубодисперсних систем Ц суспенз≥й до колоњдних ≥ в≥д колоњдних Ц до ≥стинних розчин≥в.

–озгл€нут≥ системи Ц грубодисперсна, колоњднодисперсна та молекул€рно-дисперсна Ц в≥др≥зн€ютьс€ перш за все дисперсн≥стю.

” залежност≥ в≥д ступен€ дисперсност≥ частинок колоњдних систем залежить њх забарвленн€. “ак, колоњдн≥ г≥дрозол≥ јргентуму в м≥ру зменшенн€ розм≥р≥в частинок зм≥нюють синЇ забарвленн€ на ф≥олетове, пот≥м на червоне ≥, нарешт≥, на жовте, хоча Ag+-≥они у розчин≥, €к в≥домо, безбарвн≥.

Ѕезперервна зм≥на ступен€ дисперсност≥ колоњдних систем (к≥льк≥сн≥ зм≥ни) призводить до стрибкопод≥бноњ €к≥сноњ зм≥ни властивостей, наприклад забарвленн€.

ƒвофазна система з граничною дисперсн≥стю може стати нав≥ть однофазною. “ак, було встановлено, що ≥з зб≥льшенн€м дисперсност≥ питома поверхнева енерг≥€ колоњдноњ системи зростаЇ, але коли ступ≥нь дисперсност≥ наближаЇтьс€ до молекул€рноњ Ц р≥зко падаЇ. “аким чином, питома поверхнева енерг≥€ дос€гаЇ максимума в колоњдних системах.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-01-29; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 775 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ѕольшинство людей упускают по€вившуюс€ возможность, потому что она бывает одета в комбинезон и с виду напоминает работу © “омас Ёдисон
==> читать все изречени€...

2123 - | 1854 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.009 с.