Лекция 6. Коллоидные растворы. Методы их получения. Очистка золей.

Коллоидные растворы (золи) Коллоидное состояние характерно для многих веществ, если их частицы имеют размер от 10?7 до 10?5 см. Суммарная их поверхность огромна, и она обладает поверхностной энергией, за счет которой может адсорбировать частицы из раствора. Образующаяся коллоидная частица называ-ется мицеллой. Она имеет сложное строение и состоит из ядра, адсорбированных ио-нов, противоионов. Если растворитель взаимодействует с ядром частицы, то образуют-ся лиофильные коллоиды, если не взаимодействует – то лиофобные коллоиды.

Методы получения коллоидных растворов Так как коллоидные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными систе-мами и истинными растворами, то их можно получать двумя различными путями:

1) из грубодисперсных систем путем дробления – это методы диспергирования;

Методы диспергирования:

- Механическое измельчение - заключается в энергичном и длительном растирании, размалывании или распылении дисперсной фазы и смешивании его с дисперсионной средой. Для устойчивости образующегося золя добавляется стабилизатор. Дробление осуществляют с помощью коллоидных мельниц, вальцов, ступок и т.п.

- Электрическое диспергирование – состоит в получении золей металлов при контакте двух металли-ческих электродов при пропускании через них тока силой 5 – 10 А и напряжением на электродах 100 В. В области возникшей дуги отрываются частицы от электродов, поступают в среду и образуют золь. Так получают гидрозоли серебра, платины, золота. Их используют в медицине как антисептические лекарственные вещества.

- Диспергирование ультразвуком – используют для дробления непрочных веществ с помощью ульт-развуковых колебаний с частотой выше 20000 Гц.

- Пептизация – переход в коллоидный раствор осадков под влиянием дисперсионной среды, содер-жащей пептизатор. Пептизации поддаются только свежие осадки, они легко переходят в золь, а ста-рые, как правило, не пептизируются. Пептизацию можно наблюдать при "восстановлении" сухого молока, где пептизатором является белок.

2) из истинных растворов в результате объединения атомов и молекул в агрегаты коллоидной степени дисперсности – методы конденсации.

Конденсационные методы:

- Метод замены растворителя (физическая конденсация) – основан на замене одного растворителя другим. Если истинный раствор поваренной соли в этиловом спирте по каплям добавлять в эфир, то образуется золь поваренной соли в эфире. При этом ионы Na+ и Cl? образуют коллоидные частицы из-за плохой растворимости хлорида натрия в эфире.

- Метод химической конденсации сводится к образованию молекул нерастворимых веществ с после-дующей их конденсацией до размеров коллоидных частиц. При этом могут использоваться реакции обмена, гидролиза, окисления – восстановления.

Очистка золей. После получения золей коллоидных растворов их необходимо очищать от электро-литов, которые понижают их устойчивость и мешают изучению их свойств. Очистку золей проводят методом диализа, а используемые для этого устройства называ-ют диализаторами. В них имеется полупроницаемая перегородка, через которую проходят ионы и молекулы низкомолекулярных веществ, но задерживаются крупные по размеру коллоидные частицы. Для ускорения этого процесса применяют электрическое поле и устройства называют-ся электродиализаторами. Диализ применяют для очистки пищевого желатина, клея, красителей, целлюлозы, для удаления солей из молочной сыворотки с целью сохранения в ней лактозы и протеи-нов. Диализ наблюдается при вымачивании соленого мяса и рыбы. Метод отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды фильтрованием коллоидных растворов через полупроницаемые мембраны называется ультрафильтрацией. Для этих целей используют также центрифуги и ультрацентрифуги. Центрифугирование, например, применяется для сепариро-вания молока, отделения мелкокристаллических осадков и т.п.

Вопросы и задания для самоподготовки:

1. Что такое коллоидные растворы, лиофильные и лиофобные коллоиды?

2. Способы получения золей.

3. Способы очистки золей.