Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
До лекції 21
Методи отримання колоїдних розчинів
1. Дисперсійний метод полягає в подрібнення речовини до маленьких частинок. Подрібнення можна вести:
1) механічним способом (кульові млини, гомогенізатори, ультразвукові дезінтегратори);
2) фізико-хімічним способом – метод пептизації, коли осад речовини переводиться в колоїдний стан додаванням поверхнево–активних сполук - мила, білків.
2. Конденсаційний метод спрямований на збільшенні розмірів частинок завдяки агрегації молекул або іонів. Для цього використовується:
1) випаровування розчинника, внаслідок чого відбувається конденсація твердої фаза;
2) заміна розчинника, наприклад, коли спиртовий розчин холестерину вилити у воду;
3) використання реакцій, в яких осади формуються з маленьких частинок. Так, отримання колоїдного розчина йодиду срібла відбувається за реакцією заміщення:
KJ + AgNO3 → AgJ ↓ + KNO3
Молекулярно–кінетичні властивості колоїдних розчинів.
Броунівський рух був відкритий ботаніком Р. Броуном у 1828 році при спостереженні руху пилку квітів, суспендованого у воді. Хаотичний рух притаманний і колоїдним розчинам. Колоїдні частки при зіткненні з молекулами розчинника, набувають кінетичного руху (частинки можуть змінювати положення до 1020 в секунду).
Дифузія – процес самодовільного вирівняння концентрації диспергованої речовини під впливом теплового руху частинок розчинника. Дифузія в колоїдних розчинах йде повільніше, ніж у справжніх розчинах. Якщо в істинних розчинах дифузія частинок на відстань 1 см йде години, то в колоїдних розчинах - дні й тижні.
Осмотичний тиск. Колоїдні розчини, які мають частинки великого розміру створюють менший осмотичний тиск, ніж іонні чи молекулярні розчини. Величину осмотичного тиску (Р) визначають за відомим рівнянням (Р = С·R·T).
Седиментація це осадження частинок під дією сили земного тяжіння. Цей процес є протилежним дифузії і приводить до утворення градієнту концентрації, тоді як дифузія веде до вирівнювання концентрації. Явище седиментації для фракціонування речовин, клітинних органел, визначення молекулярної маси біополімерів методом центрифугування.
В`язкість – це внутрішнє тертя між шарами розчину, які переміщуються відносно один до одного. Величина зворотна в`язкості є текучістю середовища. Колоїдні розчини мають більшу, ніж у істинних розчинів, що обумовлено більшим розміром частинок
Оптичні властивості колоїдних розчинів
Проходження світла через колоїдну систему викликає три оптичних ефекти:
Так, поглинання властиво всім системам, тоді як відбивання більше характерно для грубодисперсних систем (емульсій та суспензій), де розмір частинок значно більший, ніж довжина хвилі опромінювання. Але на відміну від молекулярних та іонних розчинів, колоїдні розчини розсіюють світло. Це проявляється явищем опалесценції колоїдних розчинів, у вигляді матового світіння блакитного відтінку при освітленні боковим світлом. Крім того, при пропусканні паралельного пучка світла через колоїдний розчин спостерігається конус розсіяного світла – ефект Тіндаля. За здатністю розсіювати світло можливо визначати концентрацію колоїдних частинок в розчині. Цей метод - нефелометрії.
Будова міцел
Частинки дисперсних фаз колоїдних розчинів взаємодіють із молекулами дисперсійного середовища і утворюють міцели.
Міцели характеризуються розмірами, будовою та властивостями, які залежать від природи речовини, методу одержання її колоїдного стану та умов середовища.
У центрі міцели є ядро, яке оточено подвійним електричним шаром.
Ядро разом з адсорбційним шаром називають гранулою. Вона завжди має заряд. Цей заряд компенсується зарядами протилежного знака дифузійного шару, тому в цілому міцела є електронейтральною частинкою.
Значення колоїдних розчинів
Колоїдні системи дуже поширені в природі і застосовуються :
1. В біохімії і біофізиці. Білки, кров, лімфа у тварин, вуглеводи, пектини слизу в рослин знаходяться в колоїдному стані.
2. В медицині у виробництві медичних препаратів та ін.
3. Величезна роль колоїдів у промисловості. Багато важливих галузей виробництва зв'язані з колоїдними системами. Харчова, текстильна, гумова, шкіряна, лакофарбова, керамічна промисловість, технологія штучного волокна, пластичних мас, мастильних матеріалів — усі вони зв'язані з колоїдними системами. Виробництво будівельних матеріалів (цемент, бетон, пінобетон, що в'яжуть розчини) засновано на знанні властивостей колоїдів. Вугільна, торф'яна, гірничорудна і нафтова промисловість мають справу з дисперсними матеріалами у виді вугільного і торф'яного пилу і брикетів, суспензій і пін на збагачувальних фабриках, нафтових емульсій, промивних розчинів при буравленні шпар. Механічна і термічна обробка металів і їхніх сплавів також пов'язана з колоїдно-адсорбційними процесами.
4. Особливого значення набуває колоїдна хімія в процесах збагачення корисних копалин, процесах дроблення і здрібнювання, флотації і мокрого збагачення, а також у технології руйнування гірських порід. Колоїди ґрунтів відіграють надзвичайно велику роль у їхній родючості.
5. Технологія фотографічних процесів також пов'язана з застосуванням колоїдно-дисперсних систем.