nekrasovI (1114433), страница 215
Текст из файла (страница 215)
С другой стороны, миогяе типичные «коллоиды» удавалось при соответствующем изменении условий получать в явно кристаллической форме, таким образом, говоря о ноллоидах, в настоящее время подразумевают при этом ие отделыгый класс веществ, а особое с о с т о я н и е вещества. 2) В связи с развитием химии полямеров задаваемая размерами частиц граница между коллондамн н истинными растворами стала еще более «размытой». Дело в том, что высокополимерные вещества со значительно превышающими 100 ммк линейными размерами макромолекут при наличии подходящих растворителей могут образовывать истинные растворы, тогда кан агрегаты обычных молекул с гораздо меньшими диаметрами частиц являются типичными коллоидани, Следовательно, состояние вещества в данной промежуточной области определяется главным образом ие самими размерами частиц, а характером нх взаимодействия друг с другом и со средой.
3) Строго говоря, устойчивость золя обусловлена не столько собственным движением коллоидных частиц (нлн их перемещениями под действием ударов молекул среды), сколько постоянным саыоперемешиванием системы, происходящим в резуль. тате практически неизбежных небольших местных изменений ее температуры. Расчеты показывают, что при идеальном термнчесном равновесии золя в нем крайне медленно — за время порядка месяцев нлн даже лет — установилось бы распределение частиц по высоте, подобное наблюдаемому для вэвесей (рис. И1-2). Следовательно, между коллонднымн растворами и навесами не только нет, ио и ие может быть четкой границы.
У б. Коллоидь< В(З 4) Р<ыссиваппо света м о д е к у л а м и ничтожно мадо и становится заметным лишь при очеиь болыиом их числе. Так как оио изменяется обратно пропорционально четвертой степени длины волиы, фиолетовые дучи рассеиваются примерно в 6 раз сильнее красных. Неодинаковым рассеиванием отделы<ых лучей Солнца молекулами газов атмосферы обусловлеи голубой цвет иеба при желтоватом (в зените) или красноватом (на горизоите) цвете самого Солнца. 5) Определеиие размеров коллоидных частиц может быть осуществлено различными путами.
Одним из иих является непосредственный подсчет их среднего числа в определенном очень маленьком объеме коллондиого раствора при помощи специально приспособленного ультрамнкроскопа. Зная одповремеино общую копцеитрацию рас. пределениого вещества, легко вычислить средний размер коллоидных частиц. Иногда степевь дисперспости можно грубо оцепить по окраске золя в проходящем свете Например, высокодисперсные воли металлнчегкого золота имеют красивый красный цвет. низкодисперсиые — фиолетовый.
Прк увеличении размеров коллоидпых частиц воз. растает и опалесценцня золой, чем также можно пользоваться для грубой оценки сте. пени диспсрсиости. 6) Результаты изучения золой оптическими методами показали, что кочлоидиые частицы имеют в болыпипстве случаев ие шарообразную. а палочковидную или пластиичатую форму. Данные исследования их внутренней струн- туры при помои<и рентгеиовских лучей говорят за то, что опи являются, как правило, образоваппяии мнкрокрпсталлическими.
Это отиосится даже к таким веществам, как кремневая кислота, крахмал, каучук и т. п. 7) Хотя коллоидные частицы и зпачительио бояыпе молекул, ио сквозь поры обычной фильтровалы<ой бумаги они все же легко проходят. Напротив, многие и<ивотпые и расти- д«азчззтоп, тедьные перспоики (бычки пузырь, пергамент и т. д.) пропу. скают отдельные молекулы и ионы, но задерживают кол.<оидныс частицы. На этом осиоваи метод д и а л и з а, часто применяемый для освобождения коллондяого раство. ра от примесей веществ, иаходяшихся в состоянии истииного раствора. Если содержащий те или иные соли коллоидный раствор поместить в затянутый снизу полупроии.
цаемой перепонкой цилиндр п опустить последний в сосуд с чистой водой (рис. Х-бб), то раствореииые соли будут свободно проходить сквозь перепоику, тогда как коллоидиые частицы последияя ие пропустит. Часто меняя воду во внешнем сосуде, можио практически полностью освободить коллоидиый раствор от первоначалы<о содержавшихся в нем солей. В) Так как диаметр пор обы и<ой фильтрояальиой бумаги составляет 10000— 3000 ддк, сквозь иее легко проходят частицы не только всех коллоидных растворов, ио и топких взвесей.
То же относится и к ирименяемыч иногда при химических анализах чуплотиенным» фильтрам с диаметром пор до 1000 л<мк. Стеклянные фильтры обычно имеют диаметр пор в интервале 100000 — 10000 мкк, специальные фарфоровые и глю<яиые — ло 100 ммк. Последние уже полностью задерживают взвеси, ио сще пропускают частицы коллоидиых растворов. Помимо животных и растительных перепоиок, частицы эти могут быть задержаиы также искусствеинымн пленками некоторых ве.
шеста (иапример, коллодня), служащими для изготовлеиия так называемых у л ь т р а. фильтров. Наиболее плотные ультрафильтры имеют диаметр иор до ! мкк и за. держивают уже ие только все казлоидиые частицы, по и большие молекулы исти<и<ых растворов. 9) Если при переходе от взвесей к коллоидиым частицам с увеличением степени дисперсиости иаблюдается лишь постепеииое количсствециос измеиение свойств, то при дальней<ием дроблении вещества до отдельных молекул количественное различие переходит в качественное. Частицы взвесей и коллоидов состоят из более или менее крупных а г р е г а т о в (скоплений) молекул.
Свойства жс агрегата ие являются т о л ь к о суммой свойств отдельных входящих в него частиц — наряду с ними возни. кают некоторые новые (например, поверхностное иатяжение), присущие агрегату как 614 Х. Четвертая группа периодической системы с д д дури т а к оному. Специфические особенности коллоидов и взвесей обусловили иа извест. ном этапе развития физической химии (в начале текущего столетия) выделение нз нее самостоятельной дисциплины — коллоидной химин. 1О) Схема основной рабочей части одной из конструкций коллоилиойч мельницы показана на рнс. Х.67.
Она состоит из двух очень быгтро врашающвхся в противоположные стороны лчеталлпческих дисков с небольшим зазором между ними. Уже заранее возможно тонко измельченный днспергнруемый материал совместно с жидкой средой (и повышаюшнми устой. чивость коллондных частиц добавками) вводится через отверстие в оси верхнего диска и выходит нз зазора межлу гг ф ф'-' дисками. Олпу и ту же порцию исходного материала повторно обрабвтывают до достижения желаемой степени " ~®' " ' л~~ дробления. 11) Характер хилчического процесса, используелюго для получения коллондного раствора по коиденсацпоиному а методу, может быть очень разлиючым. Нлпример, лля поРее.
Х-Ет. С»елее лез»о«зева нелле»чн. лучеиия гндрозоля Ал»5» к раствору Аэ»О» при помешива- нии добавляют небольшими порциями сероводоролную воду до появления желтой окраски жидкое~и. Нагревание в данном случае применять нельзя. Напротив, темно-бурый гидрозоль окиси железа готовят, добаяляя по каплям разбавленный раствор РеС1» в кипяшую воду. 12) Иногда процесс образования коллондных частиц может быть прослежен во времени. Так, выделяющаяся при действии на «жидкое стекло» своболная кремневая кислота тотчас после своего образования проходит сквозь пергамент, ио при стоянии постепенно теряет эту способность.
По понижению точни замерзания раствора, полученного глчдролизом 5!С!л (в присутствии Ап»О для связывания НС1), удалось установить, что молекулярный вес свежевыде.чеиной кремневой кислоты близок к отвечаю. и!ему ее простейшей формуче (96 лля Н»5!О«). Прн стоянии жидкости определяемый на опыте молекулярный вес постепенно увечнчивался и через 5 — 6 дней превышал !000. Скорость образования коллондных частиц кремневой кислоты нз пер.
воначально имевшихся в растворе отдельных люле- ь кул оказалась сильно завяснщсй от кислотиости среды (рис. Х-68). Подобные же медленно пдушие е процессы укрупнения уже образовавшихся коллоид- й ных частиц происходят и в других случаях («старение» золой). 13) Подразделение коллопдов иа лиофнльиые и лнофобные стремится лишь оттенить крайние слу. чан. между которыми может быть намечен ряд пере- Р„,, Хла, С»те„»течь»»е «каплет» ходныч, Например, в ряду — гуммиарабик, желати- еелемепеэакек клен«елен ке«веты.
иа — кремневая кислота, окись железа — сернистый мышьяк — имеет место последовательное ослабление гидрофильиого характера н усиление гндрофобного. Кроме перечисленных, гидрофильнымн коллоидами являются окислы большинства других металлов, белковыс вещества н т. д., гидрофобиыми— друтпе сернистые соединения, свободные металлы и т. д, 14) Во многих случаях изменение отношения к воде того или иного вещества может быть достигнуто искусственно. Например, поверхность стекла гидрофильиа, но прн взаимодействии с всегдя покрывавшей ее влагой подходяшего кремиийоргаиического соединения (например, (СН»)»5!С!л (т. пл.
— 76, т. кип. 70'С)) происходит гндролнз последнсго, в результате чего иа поверхности образуется прочная гидрофобная пленка. Подобная г и д р о ф о б и з а ц н я находит широкое использование для придания «водоотталкиваюшил» свойств многим материалам (стеклу. бетону, тканям, бумаге и др.). С другой стороны, обработкой сажи посредствон ХаОС! ее обычная гидрофобиость может быть изменена иа гндрофильность. э б. Аоллоиды 15) Поверхность коллоидиых частиц обычно адсорбирует преимущественно те ноны, которые образуют иаяболее труднорастворимые соединения с противоположно ,эаряжепиымн ионами, входящими в состав самих этих частиц (Ч11 $3 доп.
!О). В тех случаях, когда прн образовании последних по конденсацнонным методам имеется избыток одного вз ионов, входящих в нх собственный состав, такие ноны по преимушеству и адсорбируются, сообщая частицам свой заряд. Если, например, получать гидрозоль Ая! по реакции обменного разложения между АйХОз н К1, то при избытке I АКХОз из различных имеющихся в растворе ионов (Ай'. МОз, К ) иа коллоидных частицах Ая! лучше всего адсорбируетси Ай. Напротив, при избытке К! из различ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
