Дисклеймер!

Получение коллоидных систем

Для получения коллоидных систем, применяют, в основном, 2 метода:

1. 
   Дисперсионный метод – используют дробление твердого вещества до частиц, размером, соответствующих коллоидам. Измельчение производят:
   

• 
  механически при помощи шаровых мельниц, гомогенизаторов или ультразвуковых дезинтеграторов;
  
• 
  с помощью физико-химических способов, таких как пептизация, добавление поверхностно–активных веществ.
  

2. 
   Конденсационный метод — укрупнение частиц путем агрегации молекул или ионов, до размеров, соответствующих коллоидам. Это можно реализовать следующими способами:
   

• 
  испарение растворителя;
  
• 
  замена растворителя;
  
• 
  осуществление реакций, в результате которых образуются малорастворимые или нерастворимые вещества – реакции окисления – восстановления, разложения, гидролиза и др.
  

Способы очистки коллоидных систем

Коллоидные растворы могут содержать примеси, снижающие их стабильность, вследствие чего производят их очистку. Для этого используют такие методы, как диализ, электродиализ, фильтрация и ультрафильтрация.

• 
  Диализ — удаление низкомолекулярных соединений с помощью мембран, способных задерживать коллоидные частицы и пропускать частицы меньшего размера. Прибор, используемый в этих целях, называют диализатором:
  

Коллоидный раствор наливают в сосуд, в нижней части которого находится мембрана и помещенный в емкость с водой. В растворитель проникают лишь ионы и молекулы низкомолекулярных примесей.
Процесс диализа протекает медленно и для его ускорения используют электрическое поле.
Электродиализ – используется для увеличения скорости диализа посредством электрического поля. Прибор, используемый для проведения электродиализа, называют электродиализатором. Он состоит из трех частей: средняя часть отделена полупроницаемыми мембранами от соседних частей, соединенных с электродами. Коллоидный раствор помещается в среднюю часть электродиализатора. При создании электрического поля, находящиеся в коллоидном растворе катионы, начинают движение через мембрану к катоду, а анионы – к аноду.

Фильтрация и Ультрафильтрация – это процесс отделения примесей от коллоидных частиц путем фильтрования коллоидного раствора через полупроницаемые мембраны под давлением.

82. Пептизация. Непосредственная и опосредованная пептизация. Приведите примеры.

Ответ:
Непосредственная пептизация происходит в результате добавления к коагуляту электролита, содержащего потенциалопределяющий ион; в результате его специфической адсорбции на поверхности частиц дисперсной фазы их заряд вновь увеличивается, толщина двойного электрического слоя возрастает. Это приводит к тому, что силы отталкивания между частицами начинают преобладать над силами притяжения; происходит деагрегация – распад образовавшегося ранее агрегата из слипшихся частиц. 
Например: осадок CuS можно пептизировать с помощью ионов меди или серы ( Cu²⁺; S^2-).

Опосредованная пептизация вызывается добавлением в систему вещества, химическое взаимодействие которого с поверхностью коагулята приводит к высвобождению потенциалопределяющих ионов. Например, коагулировавший золь гидроксида железа(III) может быть пептизирован добавлением в систему либо какой-либо соли железа (непосредственная пептизация), либо соляной кислоты (опосредованная пептизация). 

83.Строение коллоидных частиц. Мицелла, ядро, гранула, потенциалопределяющие ионы. Электрокинетические явления

Формула мицеллы йодида свинца выглядит следующим образом:
сть

Электрокинетические явления (от электро- и др. ... κίνησις — «движение») — физические явления переноса (движения) дисперсной фазы либо дисперсионной среды коллоидной системы относительно друг друга, которые происходят под действием приложенного электрического поля.

84. Устойчивость коллоидных систем.

Ответ:
Устойчивость коллоидных систем связана с зарядом поверхности (первичная устойчивость) и с эффектом отталкивания коллоидных частиц (вторичная устойчивость). Первичная устойчивость определяется общим потейциалом частиц твердого вещества, вторичная — в основном электрокинетическим потенциалом. Лиофильные коллоидные системы более устойчивы, чем лиофобные.

85. Коагуляция. Точная и явная коагуляция. Начало коагуляции. Воздействия приводящие к коагуляции. Коагуляция смесью электролитов. Синергизм, антогонизм, аддитивность. Правило Шульсе- Гарди.

Коагуляция — это процесс уменьшения степени дисперсности и числа частиц дисперсной системы путём слипания первичных частиц. В результате коагуляции обычно происходит выпадение (седиментация) дисперсной фазы или хотя бы изменение свойств первичной дисперсной системы.
Скрытая коагуляция – невооруженным глазом нельзя наблюдать какие либо внешние изменения, происходящие в золе. Явная коагуляция – о коагуляции можно судить невооруженным глазом: по помутнению, по выпадению осадка, по изменению цвета. Для лиофобных золей характерно то, что стадия скрытой коагуляции очень коротка и быстро переходит в стадию явной коагуляции.
Различают быструю и медленную коагуляцию. При быстрой коагуляции почти каждое соударение частиц эффективно, т. е. приводит к их соединению; при медленной коагуляции соединяется часть сталкивающихся частиц. 
коагуляция может быть вызвано действием на коллоидную систему таких различных по своей природе факторов как длительный диализ, добавление растворов электролитов добавление растворов неэлектролитов, механическое воздействие (размешивание или встряхивание), сильное охлаждение или нагревание, пропускание электрического тока, действие лучистой энергии. Иногда коагуляция наступает в результате “старения” или химических изменений, происходящих в золе.
В промышленных условиях коагуляцию проводят смесью электролитов. Коагулирующее действие смеси электролитов часто бывает неаддитивным. Если смеси электролитов требуется больше, чем одного из них, то наблюдается антагонизм электролитов (электролиты мешают друг другу). Если смесь электролитов эффективнее одного электролита, то такое явление называется синергизмом электролитов (один электролит усиливает действие другого) – в смеси их требуется меньше, чем каждого в отдельности. Синергизм электролитов широко используется на практике для коагуляции больших количеств дисперсных систем. Для характеристики смеси двух электролитов удобно пользоваться графиком порога коагуляции одного электролита  от порога коагуляции другого электролита . При аддитивном действии электролитов зависимость линейна (кривая1, рис. 5.11), т.е. если одного электролита берется  , то второго электролита нужно взять в количестве

Характеристика коагуляции смесью двух электролитов при их аддитивном (1), антагонистическом (2), и синергетическом (3) действии

Синергизм характеризуется кривой 3 (рис. 5.11), т.е. если первый электролит берется в количестве  , то второй – . Антагонизму электролитов отвечает кривая2 (рис. 5.11). Из рисунка видно, что если для первого электролита нужно взять  , то для второго – . Привыкание коллоидных систем – при медленном введении электролита его требуется больше для коагуляции, чем при быстром введении.

Синерги́я^[1] (греч. συνεργία «сотрудничество, содействие, помощь, соучастие, сообщничество» от др.-греч. σύν «вместе» + ἔργον «дело, труд, работа, (воз)действие») — усиливающий эффект взаимодействия двух или более факторов, характеризующийся тем, что совместное действие этих факторов существенно превосходит простую сумму действий каждого из указанных факторов, эмерджентность^[2].
Антагонизм – явления, когда химические реакции с участием нескольких химических элементов приводят к тому, что усвоение растениями какого-то из элементов ухудшается. Один элемент в избытке способен снижать способность корневой системы поглощать другой элемент. Объясняется антагонизм сходным строением атомов химических элементов, которые в реакциях могут заменять друг друга.
Аддитивными называются те свойства системы, числовые значения которых могут быть получены либо суммированием значений этих же свойств компонентов рассматриваемой системы, либо рассчитаны по правилу смешения. 
Правило Шульце — Харди (англ. Schulze - Hardy's rule) — полное название Правило значности валентности Шульца — Гарди, означающее коагулирующую способность электролита, то есть минимальную концентрацию электролита в коллоидном растворе, вызывающую его коагуляцию.
Коагуляционная способность электролита тем выше, чем больший заряд ионов с противоположным знаком заряда коллоидных частиц. Это правило не предусматривает прямой пропорциональности между валентностью иона и его коагулирующим действием, коагулирующая сила возрастает гораздо быстрей валентности.
В 1882 году Шульце установил, что коагулирующая сила иона тем больше, чем больше его валентность. Эта зависимость была подтверждена британским биологом Харди и получила название правила Шульце — Харди, или правила значности.