Методы получения коллоидных систем

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Коллоидная химия – наука, изучающая физико-химические свойства гетерогенных высокодисперсных и высокомолекулярных систем.

Если одно вещество находится в раздробленном (диспергированном) состоянии, равномерно распределено в сплошной массе другого вещества, то такую систему называют дисперсной. Раздробленное вещество называется дисперсной фазой, а среду, в которой оно распределено – дисперсной средой.

Типичные коллоидные частицы имеют размеры в пределах 10^-7 - 10^-5 см.

Получение коллоидных систем возможно двумя методами.

1. Соединение отдельных молекул и ионов растворенного вещества в агрегаты коллоидной системы за счет Ван-дер-Ваальсовых сил методом конденсации.

2. Дробление крупных тел на мелкие частицы методом диспергации.

Коллоидные растворы иначе называют золями. В зависимости от растворителя – дисперсионной среды, т.е. воды, спирта, бензола или эфира, и т.п., различают гидрозоли, алкозоли, бензозоли и т.д.

Коллоидные частицы могут терять текучесть, затвердевая, образуют студни и гели.

Образование коллоидной частицы AgI происходит по реакции:

AgNO₃ + KI ® AgI¯ + KNO₃

Молекулы AgI объединяются в нерастворимые частицы AgI, которые образуют кристаллическую решетку.

Если AgNO₃ и KI взяты в эквивалентных количествах, то частицы кристалликов растут, достигая величины, превосходящей размеры коллоидных частиц, и быстро выпадают в осадок.

Если одно из исходных веществ, взято в избытке, то оно служит стабилизатором, сообщая устойчивость мелким частицам AgI, так как образуются коллоидные частицы.

При избытке AgNO₃ в растворе будет находиться большое число ионов Ag⁺ и NO₃^-.

Ионы Ag⁺ будут продолжать достраивать кристаллическую решетку ядра, прочно входя в его структуру и сообщая ему электрический заряд. В связи с этим такие ионы называются потенциалопределяющими ионами и притягивают частицы с противоположным зарядом, которые называются противоионами (NO₃^-). Затем начинается процесс адсорбции противоионов, в итоге устанавливается химическое равновесие между адсорбированными и свободными ионами. Основная часть (обычно более 90%) всех противоионов адсорбирована на ядре коллоидной частицы и вместе с потенциалопределяющими ионами образует адсорбционный слой. Ядро и адсорбционный слой вместе составляют гранулу. Остаток противоионов (» 10%) удерживается электростатическими силами притяжения, образуя диффузный слой. Гранула вместе с диффузным слоем образует мицеллу.

Устойчивость коллоидных растворов обусловлена присутствием (стабилизатора) электролита и зависит от величины заряда гранулы:

а) при избытке КI

б) при избытке AgNO₃

Форма коллоидных частиц не всегда шарообразна. Они могут иметь форму листочков (золото) и палочек.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Цель работы: научиться составлять формулы мицелл и получать их методами конденсации и гидролиза.