Методы получения коллоидных систем

Все методы получения коллоидных систем разделяют на 2 группы:

I-диспергационные – измельчение крупных частиц до коллоидной степени дисперсности;

II-конденсационные – коллоидное состояние возникает в результате объединения молекул или ионов вещества.

Диспергирование можно проводить различными способами:

· механическое дробление, истирание, взрывы (для твердых веществ); встряхивание, быстрое перемешивание (для жидкостей); барботирование (для газов) др.;

· ультразвуковое дробление;

· электрическое дробление (в вольтовой дуге или высокочастотным разрядом);

· химическое дробление – пептизация.

Пептизацией называется распад структуры на образующие ее частицы при промывании осадка достаточным количеством жидкости или под действием специальных веществ – пептизаторов.

Конденсационные методы образования коллоидных растворов разделяют на физические и химические.

а) Физические методы основаны на выделении частиц новой фазы из пара (при конденсации) или из жидкости (при кристаллизации):

– конденсация пара в газовой среде (образование тумана, о лаков, дыма);

– конденсация пара в жидкости (образование золя ртути в холодной воде);

– метод замены растворителя (получение канифоли при замене спирта на воду);

– аэрозольный метод (получение наночастиц металлов – Со, Ni, Cu, Al, Ag. Au – и их соединений);

– распылительная сушка;

– криохимический метод – конденсация паров (например, металлов) при сверхнизких температурах;

– совместная конденсация веществ, не растворимых друг в друге, (золи металлов Al, Na, K в органических растворителях) – испарение и совместная конденсация в вакууме;

– золь-гель-метод и другие.

б) Химические методы конденсации называются по типу химической реакции, сопровождающейся образованием малорастворимого соединения:

1) окислительно-восстановительные реакции

2HAuCl₄ + 3H₂O₂ → 2Au¯ + 8HCl + 3O₂ ,

2AgNO₃ + H₂O₂ → 2Ag¯ + O₂ + 2HNO₃ ,

O₂ + 2H₂S → 2S¯ + 2H₂O;

2) реакции гидролиза

FeCl₃ + 3H₂O → Fe(OH)₃¯ +3HCl,

Al₂(OH)₅Cl + H₂O → 2Al(OH)₃¯ +HCl,

SiCl₄ + 2H₂O → SiO₂¯ + 4hcl;

3) реакции ионного обмена

AgNO₃ + KJ → AgJ¯ + KNO₃ ,

2SbCl₃ + 3H₂S → Sb₂S₃¯ + 6HCl.

Таблица 7

Дисперсная фаза	Дисперсионная среда	Название системы	Примеры
Газ	Газ	Дисперсная сис-тема не образуется	Смеси некоторых газов при высоких давлениях
	Жидкость	Пена	Пена газированной воды, пузырьки газа в жидкости, мыльная пена, противопожарная пена, пастила
	Твердое тело	Твердая пена	Пенопласт, микропористая резина, пемза, хлеб, сыр, гели, древесный уголь, пенопласт, пенобетон, силикагель
Жидкость	Газ	Аэрозоль	Туман, облака, струя из аэрозольного баллона
	Жидкость	Эмульсия	Молоко, сливочное масло, майонез, крем, мазь, нефть, латекс
	Твердое тело	Твердая эмульсия	Жемчуг, опал, почвы, грунты
Твердое тело	Газ	Аэрозоль, поро-шок	Пыль, дым, мука, цемент
	Жидкость	Суспензия (взве-си), золь (колло-идный раствор)	Глина, паста, ил, жидкие смазочные масла с добавкой графита или MoS, шоколад, какао
	Твердое тело	Твердый золь	Металлические сплавы, цветные стекла, минералы, аметисты, бетоны, эмали, композиционные материалы

Во всех случаях коллоидные системы можно получить только тогда, когда ДФ обладает малой растворимостью в ДС. Также необходимо, чтобы между частицами и средой существовало взаимодействие, препятствующее связыванию частиц друг с другом.

Высокодисперсный коллоидный раствор внешне не отличается от истинного (молекулярного) раствора. Различие между ними можно установить по оптическим свойствам. Золи способны рассеивать свет, в результате чего наблюдается:

а) конус Тиндаля, не образующийся при прохождении светового луча через сосуд с истинным раствором;

б) опалесценция – различие окраски коллоидного раствора в проходящем и отраженном свете.

Если в темноте световой луч пропустить через прозрачный коллоидный раствор, то в золе будет заметен светящийся конус светового пучка. В истинных растворах или чистых жидкостях это явление не наблюдается.

Цвет опалесценции золей преимущественно голубой. Объясняется это тем, что желтые и красные лучи (с большой длиной волны) мало рассеиваются и проходят через систему, а голубые и синие (с меньшей длиной волны) хорошо рассеиваются.

Иногда по внешнему виду коллоидный раствор трудно отличить от истинного, поэтому коллоидную природу полученного раствора подтверждают путем наблюдения в сильном световом луче, проходящем через заполненную кювету с плоскопараллельными стенками. В качестве источника света может служить проекционный фонарь или любой источник направленного светового пучка.

Знак заряда коллоидных частиц золей можно определить методом электрофореза, а для окрашенных золей – методом капиллярного анализа.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: