Устойчивость коллоидных систем

По устойчивости кол­лоидные системы сильно различаются. Некоторые из них могут сохраняться без изменении длительные периоды времени; другие, будучи более чувствительными к различным воздействиям, оказы­ваются сравнительно нестойкими; третьи, вследствие очень малой стойкости, с трудом могут быть получены.

Существует два рода процессов, приводящих к разрушению коллоидных систем и способных в известных условиях протекать самопроизвольно.

Процессы первого рода обусловливаются тем, что части­цы дисперсной фазы могут выделяться путем оседания или всплывания, в зависимости от соотношения в плотностях этих частиц и дисперсной среды. Эти процессы объединяются общим названием седиментации (седиментация буквально означает оседание).

Процессы второго рода объединяются названием коагу­ляции (коагуляция означает свертывание). Это явление заключается в укрупнении частиц дисперсной фазы в результате их взаим­ного слипания или слияния. Эти процессы (т. е. агрегации вещества) в определенных условиях могут протекать самопроиз­вольно, так как они сопровождаются уменьшением величины по­верхности. Однако под действием некоторых веществ ча­стицы многих коллоидов обнаруживают способность вновь диспергироваться.

Н.П.Песков ввел понятия о кинетической и об агрегативной устойчивости коллоидных систем, соответственно устойчивости в отношении процессов седиментации и в отношении измене­ния размеров частиц (главным образом коагуляции).

Кинетическая устойчивость связана с тем, что в коллоидных системах явлению седиментации противодействует тепловое движение частиц дисперсной фазы (броуновское движение) обусловленное ударами молекул дисперсионной среды и малым размером самих частиц. Благодаря этому в коллоидных системах частицы сохраняются во взвешенном состоянии даже при значи­тельном различии плотностей дисперсионной среды и частиц дис­­персной фазы.

Агрегативная устойчивость выражает собой способность колло­идной системы сохранять свою степень дисперсности. Агрегативная устойчивость (в отношении коагуляции) обусловлена наличием у частиц дисперсной фазы электрического заряда и сольватной (в частном случае — гидратной) оболочки. В сравнительно устойчи­вых коллоидных системах частицы дисперной фазы, в результате взаимодействия с молекулами или ионами окружающей среды, обычно приобретают электрические заряды, различные по величи­не, но одинаковые по знаку для всех частиц дисперсной фазы в данной системе. Это легко обнаружить при действии постоянного электрического поля на коллоидную систему, так как все частицы дисперной фазы перемещаются при этом к одному из электродов. Это не означает, что система в целом является заряженной. В целом система нейтральна, так как заряды частиц уравновеши­ваются зарядом ионов противоположного знака, находящихся в окружающей среде.

Причина приобретения частицами заряда одинакового знака заключается большей частью в преимущественной адсорбции ими ионов одного вида. При изменении средней величины заряда ча­стиц изменяется и степень дисперсности коллоида. Уменьшение величины заряда способствует укрупнению частиц. Чувствительность различных коллоидов к изменению величины заряда различается в широких пределах.

Существование зарядов у частиц сильно влияет на многие свойства коллоидных систем, в частности – на их устойчивость. Оно препятствует слипанию их в более крупные агрегаты и делает коллоидную систему более устойчивой. К тому же именно приобретение частицами заряда сильно способствует их сольватации и этим в свою очередь стабилизирует их. Повышение лиофильности приводит к тому, что роль заряда частиц относительно понижается вследствие усиления роли сольватации частиц.

Сабақтың қысқаша мазмұны

Өзіне ғана тән қассиеттері бар заттардың ерекше күйін коллоидтар деп атайды. Колла – гректің желім деген сөзінен шыққан. Мысалы, қалыпты жағдайда ас тұзы кристаллоид болса, ал бензолда коллоидты ерітінді түзеді, немесе сабын суда коллоидты ерітінді түзетін болса, спиртте кристаллоидтың қасиетін көрсететіні анықталды.

Коллоидты жүйелер дисперсті жүйелердің жеке бір түрі. Коллоидтардың дисперстік дәрежесі өте жоғары, бөлшектерінің мөлшері 10–2000A⁰ аралығында. Бөлшектерінің дисперстік дәрежесі бойынша коллоидтарды ірі дисперсті жүйелер мен шын ерітінділер арасына орналастыруға болады. Коллоидты жүйелер гетерогенді жүйелер, себебі дисперстік фазаның бөлшектері жеке фазаны құрайды, дисперстік ортадан бөліп тұратын беттікке ие. Коллоидты жүйелерде бөлшектердің мөлшері кішкентай болғандықтан жалпы бетінің аумағы өте үлкен. Құрылыс өндірісінде цемент пен кейбір байланыстырғыш заттардың қатаюы коллоидты күй арқылы өтеді.