Физико-химия дисперсных систем (лекция 9)

ПЛАН
9.1 Дисперсные системы и их классификация.
9.2 Получение и очистка коллоидных растворов.
9.3

Дисперсионная среда

Частицы дисперсной фазы

9.1Дисперсными называются микрогетерогенные системы, в которых микроскопические частицы

Классификация дисперсных систем

1) По степени дисперсности

Коллоидно-дисперсные
10‾9< α< 10‾7м

Грубо- дисперсные

2) По степени взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды

Под их взаимодействием

Лиофильные - это системы, в которых сильно выражен эффект сольватации (растворы

3) По отсутствию или наличию межмолекулярного взаимодействия между частицами дисперсной фазы

Свободно-дисперсные

4) По агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды

9.2 Для получения коллоидных растворов используют:
1)метод диспергирования,
2)метод конденсации

Метод диспергирования– дробление крупных частиц до коллоидной степени дисперсности.

Диспергирование можно осуществлять :
а) механическим дроблением (шаровые, коллоидные мельницы);
б) электрическим распылением

г) метод пептизации- дробление свежеприготовленных осадков на отдельные коллоидные частицы при

Ионы электролита-пептизатора адсорбируются на поверхности частиц осадка, сообщая им одноименный электрический

Пептизация имеет большое биологическое значение:
рассасывание атеросклеротических бляшек, почечных и печеночных

Метод конденсации
– соединение атомов, молекул или ионов в агрегаты

В основе химической конденсации лежат химические реакции, протекающие с образованием труднорастворимых

ОВР
H[AuCl4] + 3 H2O2 → 2 Au ↓+
+ 8 HCl

гидролиз
FeCl3 + 3 H2O ⮀ Fe(OH)3↓ + 3 HCl
ионный

Получение дисперсных систем методом физической конденсации выполняют: (а)путем замены растворителя (в

В организме превалирующим является конденсационный метод. Одним из немногих примеров диспергирования

Методы очистки золей

Диализ и электродиализ– очистка золей от электролитов
Ультрафильтрация-отделение дисперсной

диализат

ЗОЛЬ

мембрана

Простейший диализатор

Вода

Диализ основан на применении мембран, задерживающих крупные коллоидные частицы и

Диализ протекает медленно, но он может быть ускорен путем пропускания электрического

Ультрафильтрация осуществляется путем продавливания золя через плотные фильтры, непроницаемые для частиц

Процесс ультрафильтрации лежит в основе работы почек. Примером сочетания диализа и

Прибор «Искусственная почка»

Данный метод лечения называется гемодиализом.

9.3 Согласно мицеллярной теории, золь состоит из мицелл и интермицеллярной жидкости.

Мицелла – это электронейтральная частица дисперсной фазы, окруженная двойным электрическим слоем

Основу мицеллы составляют микрокристаллы трудно-растворимого вещества, называемые агрегатом. В результате избирательной

Пример. Рассмотрим строение мицеллы золя AgI, образующегося в результате реакции:
AgNO3 +

Электролит в избытке (AgNO3) является стабилизатором т.к. сообщает устойчивость коллоидным частицам.

Формула мицеллы AgI

{[m AgI] n Ag+ (n - x)NO3-}x+x NO3- агрегат

ПОИ – потенциалопредляющие ионы, адсорбирующиеся на поверхности агрегата,
ПРИ – противоионы, адсорбирующиеся

Коллоидная частица (гранула) – это часть мицеллы, состоящая из агрегата и

Образование двойного электрического слоя (ДЭС) приводит к тому, что на поверхности

ξ– потенциал служит
мерой устойчивости коллоидных частиц,
мерой размеров межклеточных пространств

9.4 Физические свойства коллоидных растворов

Молекулярно-кинетические

Оптические

Электро-кинетические

Важнейшие молекулярно-кинетические свойства

1) Броуновское движение – хаотическое движение частиц дисперсной фазы

2) Диффузия – самопроизвольный процесс выравнивания концентраций частиц по всему объему

Особые оптические свойства дисперсных систем обусловлены тем, что размеры коллоидных частиц

Если луч света направить на коллоидный раствор, то его путь будет

Электрокинетическими явлениями называются процессы, протекающие в золях под воздействием внешнего электрического

Электрофорез- это направленное движение коллоидных частиц под действием внешнего электрического поля

Электрофорез применяется для диагностики и контроля за ходом болезни.

Его используют

Электроосмос – это движение дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы через

9.5 Под устойчивостью дисперсной системы понимают постоянство во времени ее состояния

Причиной кинетической устойчивости является броуновское движение, которое противодействует оседанию частиц под

Агрегативная устойчивость золей обусловлена наличием у коллоидных частиц одноименных электрических зарядов,

Чем больше заряд частицы, тем выше ее электрокинетический потенциал и стабильнее

При нарушении агрегативной устойчивости золей происходит их коагуляция.

Коагуляция - процесс объединения коллоидных частиц в более крупные агрегаты вследствие

Коагуляцию может вызывать: (а) изменение температуры, (б) увеличение концентрации дисперсной фазы,

Коагуляция электролитами протекает в живом организме, т.к. коллоидные растворы клеток находятся

Все сильные электролиты вызывают коагуляцию золей при увеличении их концентрации в

Порог коагуляции (γ) – это минимальное количество электролита, которое надо добавить

Коагулирующие действие электролитов описывается правилом Шульце – Гарди: коагуляцию вызывают ионы,

Дерягин и Ландау показали, что

γI : γII : γIII =

1

1

1

16

26

36

:

:

=

=

Правило Шульце - Гарди носит приблизительный характер,
т.к. не учитывает влияние

Ионы с одинаковыми зарядами, но различными ионными радиусами, образуют лиотропные ряды:

Li+

Процесс коагуляции золя характеризуется определенной величиной скорости коагуляции, которую можно определить

Кинетическая кривая коагуляции

Скорость коагуляции

Концентрация электролита

0 В

30 мВ

O

A

Б

B

Отрезок ОА отвечает периоду скрытой коагуляции, при которой золь сохраняет свою

В точке А начинается явная коагуляция, которая соответствует уменьшению ξ-потенциала коллоидных

На участке БВ скорость коагуляции достигает максимального значения; этот отрезок кинетической

При коагуляции золя смесью электролитов можно наблюдать:
а) явление аддитивности - суммирование

в) явление синергизма - усиление коагулирующего действия одного иона в присутствии

Коагуляция может происходить при смешении золей с различными знаками заряда их

Такой тип коагуляции применяется в санитарно-гигиенической практике при очистке воды от