Общая характеристика коллоидных растворов

Коллоидные растворы — ультрагетерогенные дисперсные си­стемы с размером частиц дисперсной фазы от 0, 001 до 1 мкм.

Впервые термин «коллоиды» ввел английский химик Т. Грэм (1805—1869). Коллоидные растворы изучали многие ученые: Р. Глаубер, Й. Я. Берцелиус, М. Фарадей, Д. Тиндаль, А. П. Саба­неев, Р. Зигмонди, М. Смолуховский, А. В. Думанский, Т. Свед-берг и др. Итальянский ученый Ф. Сельми называл их псевдорас­творами. На первый взгляд они похожи на истинные растворы: прозрачны, проходят через фильтр, но неустойчивы. Ф. Сельми ус­тановил, что если в такой раствор добавить соль или кислоту, то он разрушается и на дно оседает вещество, находившееся до этого в растворе, что с истинными растворами произойти не может.

В коллоидных растворах каждая высокодисперсная частица дис­персной фазы представляет собой своеобразный агрегат, состоя­щий из атомов и молекул. Такие частицы называют мицеллами. Их можно обнаружить с помощью электронного микроскопа. Колло­идные мицеллы электронейтральны. Диффузия частиц в коллоид­ных растворах проходит очень медленно, они не диализируют, не проходят через полупроницаемые мембраны, через оболочку жи­вой клетки, практически не обладают осмотическим давлением, совершают броуновское движение под действием молекул дис­персионной среды.

Коллоидные частицы рассеивают свет (в проходящем свете они прозрачны, в отраженном — мутные, образуют конус Тин-даля). Частицы дисперсной фазы очень малы, имеют большую удельную поверхность, следовательно, система имеет большой запас свободной поверхностной энергии, которая стремится к уменьшению, что может стать причиной укрупнения (агрега­ции) частиц, особенно при наличии дестабилизирующих фак­торов.

Если вокруг коллоидной частицы имеется оболочка, состоя­щая из молекул дисперсионной среды, такие растворы называ­ют лиофильными (любящими жидкость). Если дисперсионной средой является вода, их называют гидрофильными. Если коллоид­ная частица не имеет сродства к дисперсионной среде, коллоид­ные растворы называют лиофобными (гидрофобными — не лю-

бящими воду). Гидрофобные коллоиды легко коагулируют. Авст­рийский химик Р. Зигмонди (1865—1929) установил: если лио-фобный коллоид смешать с раствором лиофильного коллоида, то он станет более стойким. Это явление было названо коллоидной защитой.

По сравнению с суспензиями и эмульсиями устойчивость кол­лоидных растворов, применяемых в настоящее время в медицине, повышена за счет коллоидной защиты. Защитный слой (например, белок) обеспечивает сольватацию (гидратацию) частиц. Благо­даря защите гидрофобных коллоидов за счет адсорбции макро­молекул ВМВ они приобретают способность самопроизвольного растворения и агрегативную устойчивость (способность частиц дисперсной фазы противостоять слипанию, агрегации).

Большой размер частицы по сравнению с истинными раство­рами, а также защита лиофобных частиц высокомолекулярными веществами приближает свойства растворов защищенных коллои­дов к свойствам растворов ВМВ.

В аптечной практике коллоидные растворы имеют ограничен­ное применение, что в значительной степени связано с их неста­бильностью. В них самопроизвольно может протекать процесс ко­агуляции (слипания частиц). Она протекает, как правило, в две стадии: скрытая и явная (выпадение осадка).

Коагуляция может быть вызвана добавлением электролитов, веществ, вызывающих дегидратацию (водоотнимающих веществ: спиртов, сиропов и др.); изменением температуры; механическим воздействием; светом; электрическим током; изменением состава дисперсионной среды и другими факторами.

Полученный осадок — коагулят — в ряде случаев при промы­вании снова может перейти в раствор. Этот процесс называется пептизацией. Такие коллоиды называют обратимыми. Если коагу­лят не пептизируется, то коллоиды называют необратимыми.

Практическое применение в аптечной практике нашли пока только растворы защищенных коллоидов и некоторых полуколло­идов (дубильных веществ, танина, этакридина лактата, раститель­ных экстрактов и др.). Полуколлоидные растворы представляют собой комбинированные дисперсные системы, в которых вещест­во находится одновременно как в истинно растворенном, так и в коллоидном состоянии. Это часто происходит при получении вод­ных извлечений.

Коллоидная защита применяется при получении в промыш­ленности коллоидных препаратов серебра — протаргола и кол­ларгола. В этих препаратах серебро находится в неионизированном состоянии.

Протаргол (Protargolum) — коллоидный препарат оксида се­ребра (содержание серебра — 8 — 9%). Колларгол (Collargolum, Argentum colloidale) содержит не менее 70% серебра. Типичным

защищенным коллоидом природного происхождения является ихтиол, представляющий собой смесь сульфидов, сульфатов и суль-фонатов, получаемых из продуктов сухой перегонки битуминоз­ных сланцев (аммониевая соль сульфокислот сланцевого масла). Ихтиол — сиропообразная жидкость, растворимая в воде и час­тично в этаноле.

Принцип «защиты» коллоидов заключается в сочетании кол­лоидно-раздробленного вещества (по своей природе гидрофоб­ного) с высокомолекулярными веществами, обладающими вы­сокой гидрофильностью. Стабилизирующее действие в случае получения растворов колларгола и протаргола оказывают на­триевые производные продуктов гидролиза яичного белка; в слу­чае растворов ихтиола — природные поверхностно-активные ве­щества.