Коллоидная химия рассматривает особые гетерогенные сильно раздробленные

была главой физической химии. Со временем стала самостоятельной наукой.
Традиционное название:

наука о дисперсных системах и поверхностных явлениях.
Изучает такие поверхностные процессы и явления, как адгезия, адсорбция, смачивание, коагуляция, электофорез.

Предмет коллоидной химии

своей задачей изучение с использованием методов физической химии, с одной

стороны, свойств высокодисперсных, простирающихся до молекулярных размеров гетерогенных систем, кладя в основу поверхностные явления на границе фаз, с другой стороны – изучение физико-химических свойств высокомолекулярных и высокополимерных соединений, как в твердом состоянии, так и в состоянии раствора.»
Коллоидная химия разрабатывает научные принципы технологии строительных материалов, бурения горных пород, механической обработки металлов, мыловаренной, бумажной, текстильной промышленности, фармакологии и т.д. Вместе с биохимией и физикохимией полимеров составляет основу учения о возникновении и развитии жизни.

Задачи коллоидной химии

нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов. Гетерогенные смеси,

в которых визуально или с помощью оптических приборов можно различить области различных в-в, разграниченные поверхностью раздела. Такие области называются фазами. Гетерогенная смесь состоит из 2-х или большего числа фаз. Дисперсная система – гетерогенная смесь, в которой одна фаза в виде отдельных частиц распределена в другой. В таких системах различают: - дисперсную фазу (д.ф.) – раздробленное в-во (ч-цы) того или иного размера и формы; - дисперсионную среду (д.с.) – среда, в кот. нах-ся раздробленное (диспергированное) в-во.

Основные понятия и определения

или степень раздробленности D.
Степень дисперсности – средний размер частиц

дисперсной фазы.
Степень раздробленности – величина обратная размеру дисперсных ч-ц, измеряется [см-1].

а – равно либо диаметру сферических или волокнистых частиц, либо длине ребра кубических частиц, либо толщине пленок.
а – называется поперечник частицы.

Степень дисперсности D численно равна числу частиц, которые можно уложить плотно в ряд (или в стопку пленок) на протяжении 1 сантиметра.

С ↑ D ↑ N атомов в-ва, кот. нах-ся в поверхностном слое (т.е. на границе раздела фаз) по сравнению с их N внутри объема ч-ц д. ф.

удельная поверхность:


а) для частиц сферической формы:


r – радиус шара,
d

– диаметр шара.
б) для частиц кубической формы:


l – длина ребра куба.


Самую большую Sуд имеют ч-цы д.ф. в коллоидных растворах.
С ↑ D в-ва все большее значение имеют св-ва системы, кот. опр-ются поверхностными явл-ми, т.е. совокупностью пр-сов, происходящих в межфазовой пов-сти.

Основные понятия и определения

фазы и дисперсной среды на границе раздела фаз.

Основные понятия и

определения

через коллоидный раствор пропускают пучок сходящихся лучей, подставив между источником

света и кюветой с раствором линзу, сбоку хорошо виден светящийся конус – конус Тиндаля; Опалесценция указывает на неоднородность раствора.
коллоидные растворы в отличие от истинных растворов очень медленно диффундируют;
способны к диализу, т.е. могут быть отчищены с помощью полупроницаемой мембраны от содержащихся в них растворенных примесей кристаллических веществ, которые проходят через мембрану, а коллоидные частицы остаются в виде очищенного раствора;
агрегативно неустойчивы, т.е. коллоидно растворенное вещество способно сравнительно легко выделяется из раствора, т.е. коагулировать под влиянием незначительных внешних воздействий, в результате выпадает осадок – коагулят – это агрегаты, состоящие из слипшихся друг с другом первичных частиц;
свойственно явление электрофореза (Ф.Ф. Рейс 1808 -1809 г.г. Россия) – это перенос коллоидных частиц в электрическом поле к одному из электродов, т.е. происходит заметный перенос вещества только в одном направлении в отличие от электролиза, где продукты выделяются на электродах в эквивалентных количествах в соответствие с законом Фарадея.

Особенности коллоидных растворов

являются видом дисперсных систем.

Следует отметить, что коллоидная система - это

лишь одно из состояний нахождения вещества в другом веществе, это не постоянное свойство вещества.

Например, сахар или каменная соль (NaCl) при растворении в воде образуют истинные растворы, а в керосине или в бензоле образуют коллоидные растворы (т.к. в этих растворителях практически нерастворимы).

Существует несколько классификаций по различным признакам.

среды

дисперсионной среды и дисперсной фазы привело к тому, что коллоидные

системы не могут рассматриваться как единое целое, так, имеются две группы, отличные по взаимодействиям между частицами дисперсной фазы (д.ф.) и дисперсионной среды (д.с.):

Отдельно выделяют капиллярнодисперсные системы – это системы, в которых частицы

дисперсной фазы образуют сплошную массу, частицы дисперсионной среды ее пронизывают как поры ил капилляры. Примером капиллярнодисперных систем могут быть древесина, мембраны, диафрагмы, кожа, бумага, картон, ткани.

коллоидного раствора иодида серебра AgI: при взаимодействии очень разбавленных растворов

AgNO3 и KI:
AgNO3 + KI = AgI↓ + KNO3
Ag+ + NO3 - + K+ + I- = AgI↓ + K+ + NO3-
нерастворимые молекулы AgI образуют ядро
Вещество ядра имеет кристаллическую или аморфную структуру и состоит из нескольких тысяч нейтральных молекул или атомов:
m[AgI]
ядро коллоидной частицы
Ядро адсорбирует на своей поверхности те или иные ионы, имеющиеся в растворе. Обычно адсорбируются те ионы, которые входят в состав ядра, т.е. или Ag+ или I-. Если раствор получали при избытке KI, то адсорбируются I-. Они достраивают кристаллическую решетку ядра, прочно образуют адсорбционный слой и придают ядру отрицательный заряд:
m[AgI]nI-
Ионы, адсорбирующиеся на поверхности ядра и придающие ему
соответствующий заряд, называются потенциалопределяющими ионами.

это противоионы - K+, они электростатически притягиваются ионами адсорбционного слоя.

Но только часть ионов K+ притягиваются потенциалопределяющими ионами. Таким образом формируется гранула – ядро с адсорбционным слоем.
{m[AgI]nI-(n-x) K+}x-
ядро адсорбционный слой
гранула
4. Оставшаяся часть противоионов образует диффузионный слой ионов.
{m[AgI]nI-(n-x) K+}x-xK+
гранула диффузионный слой
мицелла
Ядро с адсорбционным и диффузионным слоями представляют собой мицеллу.

Примеры коллоидных систем: протоплазма живых клеток, кровь, сок растений – это золи.

системы по степени дисперсности занимают промежуточное положение между истинными растворами

и грубодисперсными системами.
Поэтому коллоидные растворы могут быть получены:
- либо путем ассоциации (конденсации) молекул или ионов истинных растворов;
либо дальнейшим раздроблением частиц дисперсной фазы грубодисперсных систем.

Методы получения

из студней или рыхлых осадков при действии на них некоторых

веществ, способных хорошо адсорбироваться на поверхности коллоидных частиц и таким путем сообщать им способность перехода в золь.
При пептизации происходит не изменение степени дисперсности частиц, образующих студень или осадок, а только их разъединение.
Пептизаторы способствуют образованию двойного слоя ионов на поверхности частиц осадка, придавая золю агрегативную устойчивость.
Различают пептизацию непосредственную и посредственную в зависимости оттого, что адсорбируется на поверхности частиц перед их разделением: прибавленное вещество (стабилизатор) или продукт его взаимодействия с веществом частиц.

Примером посредственной пептизации может служить получение золя Fе(ОН)3. Адсорбирующиеся на поверхности частиц ионы образуются в результате химической реакции взаимодействия разбавленной соляной кислоты на студенистый осадок Fe(OH)3, предшествующей пептизации. При этом часть расположенных на поверхности молекул Fе(ОН)3 взаимодействует с НС1 и образует молекулы FeOCI, которые пептизируют осадок.