79. Коллоидные растворы: строение мицеллы, свойства, устойчивость коллоидов.

Коллоидные растворы

Золи, коллоидные растворы — это ультрамикрогетерогенные дисперсные системы, размер частиц которых лежит в пределе от 1 до 100 нм (10-9—10-7см).

В зависимости от дисперсионной среды золи бывают твердыми, аэрозолями (газообразная дисперсионная среда) и лиозолями (жидкая дисперсионная среда). В зависимости от природы среды лиозоли называют гидрозолями (вода), органозолями (органическая среда) или, более конкретно, алкозолями (спирты), этерозолями (эфиры) и др. 3оли занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами (суспензиями, эмульсиями). Золи диффундируют медленнее, чем неорганические соли, обладают эффектом светорассеяния (Эффект Тиндаля).

Свойства

Большая удельная поверхность;

Адсорбция и плёнкообразование на поверхностях раздела;

Агрегация как следствие взаимодействия частиц;

Частицы на поверхности обладают большей энергией, чем частицы внутри фазы.

 

Строение коллоидной мицеллы

Рассеяние света, окраска коллоидов

Коллоидные растворы обладают оптическими свойствами, отличными от таковых у истинных растворов и грубодисперсных систем. Проходя через дисперсную систему, свет может поглощаться, отражаться и рассеиваться. Отражение света происходит в тех случаях, когда размер частиц больше, чем длина волны падающего света, таким образом, отражать свет могут только грубодисперсные системы. Коллоидные системы содержат частицы с диаметром намного меньшим, чем длина волны падающего света, поэтому в коллоидных системах происходит только рассеяние света. При освещении сбоку возникает голубоватое «переливчатое» свечение — опалесценция (от названия минерала «опал», имеющего сходную голубовато-белую неравномерную окраску). Впервые опалесценцию коллоидных растворов обнаружил Тиндаль (1886 г.). Его именем назван метод идентификации коллоидных растворов. «Конус Тиндаля» — конус рассеянного света — виден в темноте, если на коллоидный раствор в стеклянном сосуде направить узкий луч света какого-либо источника. Истинные растворы такого эффекта не дают: луч, проходящий через него, невидим из-за отсутствия рассеяния. Опалесценция (в отличие от флуоресценции, которая имеет иную физико-химическую природу) возбуждается светом любой длины волны.

Кинетическая устойчивость — способность коллоидов не изменяться во времени при постоянных условиях хранения. Иначе это устойчивость коллоидных систем к оседанию. Определяется способностью частиц к броуновскому движению.

В качестве меры кинетической устойчивости принимается гипсометрическая высота, т. е. высота, на которой частичная концентрация уменьшается в 2 раза.

80. Классификация коллоидных систем. Коллоидные растворы в природе. Аэрозоли, дымы, туманы. Образование дельт в устье рек.

Основные виды:

Дым — взвесь твёрдых частиц в газе.

Туман — взвесь жидких частиц в газе.

Аэрозоль — состоит из мелких твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде

Пена — взвесь газа в жидкости или твёрдом теле.

Эмульсия — взвесь жидких частиц в жидкости.

Золь — ультрамикрогетерогенная дисперсная система, лиозоль — золь с жидкостью в качестве дисперсионной среды.

Гель — взвесь из двух компонентов, один из которых образует трёхмерный каркас, пустоты в котором заполнены низкомолекулярным растворителем (обладает некоторыми свойствами твёрдого тела).

Суспензия — взвесь твёрдых частиц в жидкости.

Коллоидные растворы широко распространены в природе. Кровь, лимфа, внутриклеточные жидкости в организме являются коллоидными растворами белков и других веществ. Коллоидными растворами являются клеи и краски. Иногда в коллоидных растворах происходит слипание частиц (коагуляция), при этом образуются гели – студенистые вещества. Примером геля могут служить фотографическая эмульсия, применяемая для изготовления фотопленок и фотобумаг, а также такие продукты, как студень, мармелад.

Аэрозоль — дисперсная система, состоящая из взвешенных в газовой среде (дисперсионной среде), обычно в воздухе, мелких частиц (дисперсной фазы). Аэрозоли, дисперсная фаза которых состоит из капелек жидкости, называются туманами, а в случае твёрдых частиц, если они не выпадают в осадок, говорят о дымах (свободнодисперсных аэрозолях), либо о пыли (грубодисперсной аэрозоли).

Размеры частиц в аэрозолях изменяются от нескольких миллиметров до 10−7 мм.

Аэрозоли образуются при механическом измельчении и распылении твёрдых тел или жидкостей: при дроблении, истирании, взрывах, горении, распылении в пульверизаторах.

Туман — атмосферное явление, скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше −10° это мельчайшие капельки воды, при −10…-15° — смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже −15° — кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей).

Дым — устойчивая дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газах. Дым — типичный аэрозоль с размерами твёрдых частиц от10−7 до 10−5 м. В отличие от пыли — более грубодисперсной системы, частицы дыма практически не оседают под действием силы тяжести. Частицы дыма могут служить ядрами конденсации атмосферной влаги, в результате чего возникает туман.

Дельта — сложенная речными наносами низменность в низовьях реки, прорезанная разветвлённой сетью рукавов и протоков