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.