Что такое дисперсные системы? Строение коллоидных частиц. Методы получения коллоидных растворов: конденсационные методы, методы диспергирования.

Если одно вещество, находящееся в раздробленном (диспергированном) состоянии, равномерно распределено в массе другого вещества, то такую систему называют дисперсной.

В таких системах раздробленное вещество принято называть дисперсной фазой, а среду, в которой она распределена, - дисперсионной средой.

Коллоидные частицы имеют сложное строение. Они состоят из ядер и адсорбированных и притянутых ионов.(Согласно современным представлениям мицелла состоит из электронейтрального агрегата и ионногенной оболочки.) Электролит, ионы которого образуют ионогенную оболочку агрегата, называется стабилизатором.

Строение структурной коллоидов – должна быть показано лишь схематически, поскольку мицелла не имеет определенного состава. Рассмотрим строение коллоидной мицеллы на примере гидрозоля иодида серебра, получаемого взаимодействием разбавленных растворов нитрата серебра и иодида калия:

AgNO3 + KI ––> AgI + KNO3

Коллоидная мицелла золя иодида серебра образована микрокристаллом иодида серебра, который способен к избирательной адсорбции из окружающей среды катионов Ag+ или иодид-ионов. В случае если реакция проводится в избытке иодида калия, то кристалл будет адсорбировать иодид-ионы; при избытке нитрата серебра микрокристалл адсорбирует ионы Ag+. В результате этого микрокристалл приобретает отрицательный либо положительный заряд; ионы, сообщающие ему данный заряд, называются потенциалопределяющими, а сам заряженный кристалл – ядром мицеллы. Заряженное ядро притягивает из раствора ионы с противоположным зарядом – противоионы; на поверхности раздела фаз образуется двойной электрический слой. Некоторая часть противоионов адсорбируется на поверхности ядра, образуя т.н. адсорбционный слой противоионов; ядро вместе садсорбированными на нем противоионами называют коллоидной частицей или гранулой. Остальные противоионы, число которых определяется, исходя из правила электронейтральности мицеллы, составляют диффузный слой противоионов; противоионы адсорбционного и диффузного слоев находятся в состоянии динамического равновесия адсорбции – десорбции.

Схематически мицелла золя иодида серебра, полученного в избытке иодида калия (потенциалопределяющие ионы – анионы I–, противоионы – ионы К+) должна быть изображена следующим образом:

{[AgI]m • nI– • (n-x)K+}x– • x K+

При получении золя иодида серебра в избытке нитрата серебра коллоидные частицы будут иметь положительный заряд:

{[AgI]m • nAg+ • (n-x)NO3–}x+ • x NO3–

Методы получения коллоидных растворов (золей)

Их разделяют на диспергационные и конденсационные.

Конденсационные методы.

Это методы получения золей путем укрупнением микрочастиц

Конденсационные методы разделяют на физические и химические.

Методы физической конденсации- это конденсация пары и замена растворителя.

а) метод конденсации пары. Это, например образование аэрозолей тумана, дыма. С понижением температуры давление пары несколько увеличивается чем равновесное давление над жидкостью (или твердым телом), в результате чего в газовой фазе образуются капельки жидкости (туман) или твердые частицы (дым).

б) метод замены растворителя базируется на замене среды, которое происходит при прибавлении небольшого количества истинного раствора вещества к растворителю, в котором это вещество нерастворимое или малорастворимое, но оба растворителя безгранично смешиваются.

Методы химической конденсации – это методы в основе которых лежат химические реакции, которые сопровождаются образованием малорастворимых веществ. Это реакции двойного обмена, восстановление, окисления, гидролиза.

Чтобы получить золь нужно соблюдать такие условия:

- дисперсная фаза должна быть нерастворимой в дисперсионной среде

- в системе должен быть стабилизатор, который придает ей стойкости

- частицы дисперсной фазы имеют коллоидную степень дисперсности.

Диспергационные методы.

Это методы дробления больших частиц до коллоидной степени дисперсности.

Механическое диспергирование — это растирание, дробление веществ в специальных промышленных и лабораторных приборах – мельницах.

Электрические методы диспергирования базируются на том что сквозь дисперсионную среду, например, воду, пропускают электрический ток. Электроды изготовлены с того металла, коллоидный раствор которого хотят получить.

Акустические методы диспергирования базируются на использовании ультразвукового поля, тоисть колебаний большой частоты (105-106 Гц).

Физико-химическое диспергирование (пептизация).

Пептизация – это дезагрегация частиц свежеполученного осадка под действием стабилизатора - пептизатора, которым есть электролит, что дает системе агрегативной стойкости.