Достаточно ли для получения стабильных в течение длительного времени коллоидов только достижения требуемой степени дисперсности

ЛЕКЦИЯ 3

«Приготовление искусственных минеральных коллоидов является работой весьма деликатной в виду характерной для них нестойкости»

Л. Менье

Среди дисперсных систем наиболее четко выраженными коллоидно-химическими свойствами обладают системы с размером частиц 10^-9-10^{-7 м. Именно эти системы называют истинно коллоидными или просто коллоидными системами. Наиболее типичными их представителями являются золи, т. е. высокодисперсные системы Т/Ж или Т/Г (аэрозоли). Как Вы узнали из предыдущей лекции, коллоидные системы занимают промежуточное положение между истинными растворами (молекулярно- или ионно-дисперсными системами) и грубодисперсными системами. Соответственно, для получения коллоидных систем принципиально могут быть использованы два подхода.}

Люди также интересуются этой лекцией: 49 Религиозный фундаментализм.

Коллоидные системы могут быть получены либо путем ассоциации (метод конденсации) молекул или ионов истинных растворов, либо увеличением степени раздробленности частиц ДФ грубодисперсных систем (метод диспергирования). При этом достигается коллоидная степень дисперсности (10⁹-10⁷ м^-1).

Диспергирование и конденсация – два общих подхода к получению не только золей, но и других дисперсных систем: порошков, суспензий, эмульсий.

Возникает вопрос, а достаточно ли для получения стабильных в течение длительного времени коллоидов только достижения требуемой степени дисперсности?

Вспомним классификацию дисперсных систем по характеру взаимодействия между частицами дисперсной фазы и дисперсионной средой. Так, для систем, в которых указанное взаимодействие сильно выражено, т. е. лиофильных систем реализуется самопроизвольное образование, причем образующиеся системы являются термодинамически устойчивыми относительно процессов слипания (агрегации) частиц и, соответственно, последующего расслоения на отдельные фазы. Получение лиофильных систем не требует специальных приемов (например, введения стабилизатора) для повышения их устойчивости. Примерами лиофильных систем могут быть критические эмульсии, мицеллярные растворы ПАВ, растворы некоторых ВМС (например, растворы яичного белка, крахмала или желатина в воде образуются самопроизвольно и в дальнейшем не расслаиваются).

Для лиофобных систем, напротив, характерно слабое взаимодействие между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды (малое сродство). Выигрыш энергии от сольватации частиц дисперсной фазы молекулами дисперсионной среды, а также увеличение энтропии системы (Подумайте, за счет чего здесь возрастает энтропия.) не компенсирует полностью избыточную энергию на межфазной поверхности, которая накапливается в системе в процессе диспергирования в результате увеличения площади межфазной поверхности. Такие системы являются термодинамически неустойчивыми. Они могут быть получены путем принудительного диспергирования или конденсации, т. е. для их образования требуется затратить внешнюю работу. Для стабилизации лиофобных систем необходимо присутствия стабилизатора, который концентрируется на межфазной поверхности и понижает общую энергию системы, а также образует оболочки, физически препятствующие агрегации частиц. Роль стабилизатора могут выполнять электролиты, ПАВ, белковые соединения и т. п. Лиофобными дисперсными системами являются, например, водные суспензии и золи твердых частиц (металлов, оксидов металлов и др.), которые слабо взаимодействуют с водой, эмульсии слабо взаимодействующих жидкостей (вспомните, например, как при приготовлении зеленого салата Вы смешиваете растительное масло и уксус), суспензии лекарственных средств в воде (Вы, наверное, не раз пользовались лекарствами с надписью «Перед употреблением взболтать!») и т. п.

Огромное разнообразие типов и форм дисперсных систем, которое встречается во всех областях жизнедеятельности человека, предполагает и многочисленность методов их получения – как общих, так и специальных. Логично рассмотреть по отдельности методы, в основе которых лежит один из подходов – конденсационный или диспергационный.