Коллоидные растворы. Молекулярно-кинетические и оптические свойства. Строение коллоидных частиц

Граф структуры

Коллоидные растворы
– гетерогенные системы, состоящие из дисперсионной среды (непрерывная

Зигмонди Рихард Адольф
1.06.1865 – 23.09.1929

Разработал (1898) методику получения и ультрафильтрации

Отличия от истинных растворов

КЛАССИФИКАЦИЯ

I. По размерам частиц

Способы достижения коллоидной степени дисперсности

Увеличение площади границы раздела фаз в зависимости
от размера частиц

грубодисперсные
системы

Истинные

2. По агрегатному состоянию
(границе раздела фаз)

3. По характеру взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой:

4. По структурно-механическим свойствам

5. По природе дисперсионной среды
Жидкая - лиозоли

Способы получения золей
I. Дисперсионные
- из грубодисперсных систем (измельчение)
a) Механическое

б) Электрическое диспергирование - используют для получения золей металлов. При получении

в) Измельчение с помощью ультразвука
(дробление почечных камней)

г) Пептизация - раздробление свежеприготовленных рыхлых осадков на отдельные коллоидные частицы

II. Конденсационные
– из истинных растворов (укрупнение).

а )Физические - метод

2) Реакции окисления

мицелла MnO2
(при электрофорезе движется к аноду)

3) Реакции двойного обмена

избыток

избыток

движется
к аноду

движется
к

г) Реакции гидролиза

Мицелла золя гидроксида железа

Гидролиз используют для получения

Молекулярно-кинетические свойства.

1. Броуновское движение

При рассматривании в микроскоп тонкой суспензии (мастика)

Броуновское движение в коллоидах отражает характер и законы теплового движения обычных

Мариан Смолуховский
(1872-1917)

Внес существенный вклад в кинетическую теорию материи, развив статистические

2. Диффузия

– процесс направленного движения вещества из области бóльших

Формула Стокса-Эйнштейна

По коэффициенту диффузии (D) можно определить размеры коллоидных частиц и

Исследование седиментационного равновесия проводят в ультрацентрифугах, которые позволяют превышать ускорение

Формула Сведберга

Ультрацентрифуги широко используются в химии белков, нуклеиновых кислот, вирусов и

Разделение бактерий в ультрацентрифуге

Более высокие шансы “прицельного” зачатия дает техника разделения “мальчиковых” и

Проба свежей крови выдерживается в вертикально расположенном капилляре. Скорость оседания наблюдается

Движущая сила осмоса - стремление к выравниванию концентраций.
Растворитель устремляется в

Осмотическое давление пропорционально числу частиц растворенного вещества в единице объема

Закон Вант-Гоффа

Осмотическое давление вещества в растворе равно тому давлению, которое

Для 1М раствора любого вещества при T = 273 К
Росм

1%-ный коллоидный раствор золя золота с частицами в 1 ммкм имеет

Лизис, плазмолиз, гемолиз.

Лизис - разрыв клетки при введении
гипотонического по отношению

Оптические свойства коллоидных растворов

Закон Рэлея

Джон Уильям Стретт,
третий барон Рэлей
(12.11.1842 – 30.06.1919)

Изучал световые

Закон Рэлея

I и I0 - интенсивности рассеянного и падающего света,

Из уравнения следует, что короткие волны (синяя и фиолетовая часть спектра)

Опалесценция -
явление рассеяния света мутной средой, обусловленное её оптической неоднородностью.
Наблюдается

Джон Тиндаль
(1820 –1893)

Исследовал явления магнетизма, рассеяние света в мутных растворах,

В основе эффекта лежит рассеяние видимого света коллоидными частицами, которое

Частицы, размеры которых соизмеримы с длиной полуволны r=1/2λ, а именно такими

Конус Тиндаля тем ярче, чем выше концентрация и больше размер частиц.

Путем несложного эксперимента легко установить, является ли раствор коллоидным или истинным

Спектры рассеяния света позволяют изучать
размеры и формы коллоидных частиц.

Нефелометрия

Нефелометр имеет два одинаковых цилиндрических сосуда, один из которых наполняется

Ультрамикроскопия

Дифракционное светорассеяние коллоидных систем используется в ультрамикроскопе. В обычном микроскопе

Строение коллоидных частиц

Золи имеют
мицеллярное строение

При электрофорезе золь перемещается к аноду

При электрофорезе золь перемещается к катоду (-)

Схема мицеллы золя гидроксида железа

Схема мицеллы золя сульфида мышьяка

Значение коллоидных растворов

Не случайно Оствальд назвал коллоидные системы «миром обойденных

Коллоиды — это разнообразные строительные материалы, многие лекарства, краски.

Штамповка печатной

Использование коллоидов в промышленности:
пищевой, текстильной, резиновой, кожевенной, лакокрасочной, керамической,

Разрушение горных пород.

В технологии фотографических процессов, искусственного волокна, пластических масс, смазочных и

При механической и термической обработке металлов и их сплавов.

Коллоидам принадлежит решающая роль в плодородии почв

Пектины слизи у растений находятся в коллоидном состоянии

Медико-биологическое значение

1. Коллоидные растворы способствуют усвоению пищи
Хлеб, молоко, масло - коллоидные

2. Внутривенное вливание жировых эмульсий
на основе хлопкового, соевого и оливкового

4. Использование лекарственных веществ в виде суспензий, эмульсий, мазей, кремов ,

5. Реконструкция поврежденных костей
Пористый биокерамический стержень (гидроксиапатит) с введенными в него

"Человек – бродячий коллоид"

6. Биологические жидкости- кровь, плазма, лимфа, спинномозговая жидкость