Ставропольский государственный медицинский университет Кафедра общей и

7
Физическая химия дисперсных систем

получения и

3. Строение коллоидных частиц.

4. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем.

и ВМС (высоко-молекулярных соединений).



Томас Грэм (1862)

( Д.С.) -

среды
IV. По характеру взаимодействия между фазой и средой
III

II. По степени дисперсности дисперсной фазы

средой называют коллоидными растворами (золи, если растворитель вода- гидрозоль)

Коллоидными системами являются многие биологические жидкости живого организма: кровь, плазма, лимфа, спинно-мозговая жидкость, моча и др.

системы системы):
>10-7 м или >100 нм
2. Коллоидно-дисперсные системы (ультрамикрогетерогенные

≈ 10-7 - 10-9 м, 1 - 100 нм

3. Молекулярно-ионные (истинные) растворы:
< 10-9 м, < 1 нм

поверхности раздела фаз.
4. Большой запас поверхностной энергии Гиббса.
5. Агрегативная

Д.Ф. в Д.С., т.е. наличие границы

до размеров коллоидных ;

2) конденсационные методы - объединение молекул

и коллоидных мельниц в присутствии жидкой дисперсионной среды и стабилизатора;

благородных металлов с последующей конденсацией паров металла при охлаждении [метод

метод конденсации паров

поля, под действием которого катионы и анионы приобретают направленное движение

через мембраны под давлением или в вакууме.

лишь от части низкомолекулярных примесей. В этом случае растворитель заменяют

микрокристалла дисперсной фазы, окруженного сольватированными ионами стабилизатора.

Мицеллярная теория строения

-потенциалопределяющих ионов (ПОИ).
Мицелла состоит из:
1. ядра;
2. адсорбционного слоя;
3.

растворе в избытке и содержится в агрегате или родственен (изоморфен)

→ n К + +

ПОИ

противоионы

{ [mAgCl]

агрегат

• n Cl -

ПОИ

ядро

• (n-x) К +

адсорбционный слой

} х-

гранула

• x К +

мицелла

часть противоионов

диффузный слой

Х – не вошли в адсорбционный слой

AgNO3 + KCl  AgCl +KNO3

FeCl3+ 3H2O t Fe(OH)3 + 3HCl.

FeOCl FeO+ +Cl –

{[mFe(OH)3] • nFeO+ (n–x)Cl–}x+ • xCl–.

агрегат

ПОИ

часть
противоионов

ядро

адсорбционный слой

диффузный
слой

гранула

Сu2+ + n SO42-

противоионы
ПОИ

{ m (CuS)

агрегат

• n Сu2+

ПОИ

ядро

• (n-x) SO42-

часть противоионов

адсорбционный слой

}

гранула

2x+

• x SO42-

диффузный слой

мицелла

СuSO4 + (NH4)2S → CuS↓+(NH4)2SO4

1) φ - электротермодинамический

2) ζ (дзетта) - электрокинетический –
ζ = 0,1 В

Состояние гранулы, когда все ионы диффузного слоя переходят в адсорбционный и ζ = 0 - называется изоэлектрическим.

{[m CuS] • n Сu2+• (n-x) SO4 2-}2x+ • x SO42-

φ

ζ

FeCl3+ 3H2O t Fe(OH)3 + 3HCl.

FeOCl FeO+ +Cl –

{[mFe(OH)3] • nFeO+ (n–x)Cl–}x+ • xCl–.

агрегат

ПОИ

часть
противоионов

ядро

адсорбционный слой

диффузный
слой

гранула

слоя

границе раздела между твердой и жидкой фазами в мицелле (на

диффузионной частями ДЭС (на схемах мицеллы - граница ББ) Зависит

Осмотическое
давление
Электроосмос
Электрофорез
Потенциал течения
Потенциал седиментации
Эффект Тиндаля

Опалесценция

Абсорбция света

света в направлении, перпендикулярном к лучу падающего света; K –

только рассеивает, а не поглощает световые лучи — он бесцветен.

концентрацию (степень дисперсности), основан метод определения концентрации либо степени дисперсности

На использовании эффекта Тиндаля основывается ультрамикроскоп – прибор, позволяющий наблюдать коллоидные частицы размером более 3нм в рассеянном свете (в обычном микроскопе можно наблюдать частицы с радиусом не менее 200 нм из-за ограничений, связанных с разрешающей способностью оптики).

среды под действием электрического тока

ζ
v = ———

очаги воспаления, в которых происходит накопление кислых продуктов, в основном,

.

степени чистоты по электрофоретической однородности ряда антибиотиков, витаминов и других

предпочтительнее в силу основных своих достоинств:
Минимальный риск развития нежелательных реакций.
Высокая

относительно неподвижной дисперсной фазы под действием электрического тока.
Схема опыта

млекопитающих, через капилляры, стенки которых обладают электрическим зарядом. В организме

методов лечения многих заболеваний – ионофорез, сущность которого заключается в

возникающая при оседании частиц дисперсной фазы в жидкой дисперсионной среде.

Потенциал течения ( Г. Квинке, нем., 1859)
– это разность потенциалов, возникающая на концах капиллярной системы при протекании через систему жидкой дисперсионной среды под действием гидростатического давления.

Удельная масса эритроцитов превышает удельную массу плазмы крови, поэтому эритроциты

При течении крови по капиллярам возникают потенциалы течения (протекания). При сокращении сердечной мышцы кровь проталкивается через капилляры, при этом возникает потенциал течения, как компонент сумммарного электрического потенциала, регистрируемого при электро-кардиографии.
Зубец Q на ЭКГ обусловлен потенциалами течения в коронарной системе.

Критерии:
броуновское движение;
степень дисперсности;
3.

системы противостоять
слипанию частиц дисперсной фазы.

между собой и тем самым сохранять неизменными свои размеры.
Причина а.у.

противоионов в области контакта ионных атмосфер;

расклинивания за счет упругих свойств

потенциала (φ)
3. Толщина диффузного слоя
4. Величина заряда гранулы

более крупных агрегатов из-за потери коллоидным раствором агрегативной устойчивости.

Факторы,

наличие в крови катионов кальция, поэтому для длительного хранения крови,

частицы понижен до критического значения;
б/ понижение заряда обусловлено адсорбцией и

давления между сближающимися коллоидными частицами. Это может происходить двумя путями:

взаимодействует с потенциалопределяющими ионами, связывая их в прочное соединение и

являются противоионами для данных мицелл, они проникают внутрь гранулы, сжимая

незаметно для невооруженного глаза.

Явная коагуляция :
повышение скорости коагуляции,

увеличение концентрации электролита ускоряет коагуляцию

2. быструю коагуляция - повышение концентрации

вызывает явную коагуляцию 1л золя

которые имеют знак заряда, противоположный заряду гранул.

2.Коагулирующее действие ионов

γ = f (z6)

26 : 16 ≈ 729 : 64 : 1
Гранула (

γ (PO4 3-): γ (SO42-): γ (Cl-) ≈ 36 : 26 : 16

–
2) антагонизм –
3) синергизм –

коагуляцию - не взаимодействуют химически между собой. Например, смесь солей

2) антагонизм –это ослабление у электролита в присутствии другого - ионы связываются в нерастворимое соединение. Например, у РЬ 2+ по отношению к отрицательно заряженным гранулам ослабляется в присутствии NaCl:
РЬ 2+ + 2Сl-= РЬС12

присутствии другого- - химическое взаимодействие c образованием многозарядного иона, обладающего

- синергизм

Привыкание золя –
при медленном добавлении электролита коагуляция может

в результате коагуляции, в устойчивый коллоидный раствор.
Условия пептизации:
—свежеполученные осадки;
—

бляшек на стенках кровеносных сосудов,
- почечных и печеночных камней.

с зарядом, противоположным заряду гранулы
3. Ионообменная адсорбция

повышается при добавлении к ним ВМС (белков, полисахаридов: желатин, крахмал,

Механизм защитного действия ВМС:

1. Макромолекулы ВМС адсорбируются на коллоидных частицах золя. Т.к. молекулы ВМС гидрофильны, то гидрофобные части золя, окруженные молекулами ВМС, становятся более гидрофильными и устойчивость их в водном растворе увеличивается.

2. Увеличиваются сольватные оболочки вокруг гидрофобных частиц, что препятствует сближению и слипанию частиц золя.