10.1 Классификация коллоидов:

1. по агрегатному состоянию дисперсионной среды - твердые, жидкие и газообразные,

2. по размерам частиц дисперсной фазы: грубодисперсные системы - радиус частиц больше 10^-5см, коллоидные системы, радиус частиц меньше 10^-5см, но больше 10^-7 см (10^-5 см > r > 10^-7см) и истинные растворы, где радиус частиц меньше 10^-7см,

3. по интенсивности взаимодействия на границе дисперсная фаза и дисперсионная среда на лиофильные (любящие растворитель) и лиофобные (не любящие растворитель).

Любой раствор коллоидной степени дисперсности называют золем, если отделить дисперсную фазу от дисперсионной среды, то золь переходит в гель.

10.2 Способы получения коллоидов:

Коллоидная степень дисперсности вещества (10^-7 - 10^-5 см) является промежуточной между грубой дисперсностью, характерной для взвесей, и молекулярной, характерной для истинных растворов. Поэтому коллоидные растворы получают либо из истинных растворов путем укрупнения частиц молекулярной степени дисперсности до определенного предела (10^-5 см) либо из взвесей, путем дробления грубодисперсных частиц также до определенного предела (минимум до 10^-7 см).

В этой связи различают конденсационные методы (укрупнения частиц) и методы диспергирования (дробление частиц).

Методы диспергирования это механическое измельчение на коллоидных мельницах, электрическое распыление, измельчение под действием ультразвука, а также пептизация (явление перехода геля в золь под действием растворителя).

Методы конденсации это химические методы (гидролиз, реакции обмена, окислительно-восстановительные реакции) и метод замены растворителя (для вещества, образующего истинный раствор, заменяют растворитель, в котором это вещество плохо растворимо).

10.3 Строение мицеллы гидрофобного коллоида.

Структурной и кинетической единицей дисперсной фазы в коллоидных растворах является комплекс (агрегат), состоящий из обычных молекул, атомов или ионов, называемый мицеллой.

Наиболее изучены мицеллы гидрофобных коллоидов. Это коллоидные растворы металлов, гидроксидов и сульфидов в воде.

В качестве примера можно рассмотреть строение мицеллы золя иодида серебра в воде. Ионный стабилизатор нитрат серебра.

{m [AgI] nAg⁺ (n-х)NO₃^-}^х+хNO₃^- - мицелла:

где m – число молекул в ядре мицеллы (500 – 1000 молекул),

[AgI] – ядро мицеллы,

nAg⁺ - потенциалобразующие ионы,

(n-х)NO₃^- - слой противоионов,

nAg⁺ (n-х)NO₃^- - адсорбционный слой,

{m [AgI] nAg⁺ (n-х)NO₃^-}^х+ - гранула мицеллы,

хNO₃^- - диффузионный слой.

Ядро + адсорбционный слой + диффузионный слой – это мицелла.

На границе гранулы и диффузионного слоя возникает, так называемый, ξ (дзета) – потенциал.

На ядре мицеллы лучше адсорбируются ионы, входящие в состав ядра (родственные ядру). При прочих равных условиях, чем больше заряд и размер иона тем легче идет адсорбция (правила избирательной адсорбции Фаянса-Пескова).

10.4 Стабилизация и коагуляция коллоидно-дисперсных систем.

Существует два вида устойчивости коллоидных систем: кинетическая (седиментационная) и агрегативная (Песков 1922 г.).

Седиментационная устойчивость высокодисперсных коллоидных систем связана с диффузией и броуновским движением, а агрегативная с изменением степени дисперсности.

Нарушение агрегативной устойчивости коллоидной системы в сторону укрупнения частиц за счет их слипания под действием молекулярных сил притяжения называется коагуляцией.

Лиофобные золи крайне чувствительно относятся к небольшим добавкам электролитов – они быстро и полно коагулируют.

Коагуляция золей электролитами подчиняется правилам Шульце - Гарди:

1. коагуляцию вызывает ион, противоположно заряженный грануле золя,

2. чем больше заряд, тем меньше порог коагуляции.

Порог коагуляции это минимальное количество электролита (выраженное в миллимолях), вызывающее коагуляцию 1 литра данного золя.

Пороги коагуляции одно-, двух- и трехзарядных ионов относятся между собой, как 729: 11: 1.

10.5 Оптические явления в коллоидах.

Коллоидный раствор от истинного можно иногда отличить визуально. Для колоидных растворов характерно явление опалесценции. Опалесценция это светорассеяние и связанное с ним изменение окраски коллоида. Частицы дисперсной фазы рассеивают падающие на них лучи видимого света. В истинных растворах светорассеяние ничтожно.

Светорассеяние в коллоидных системах легко обнаружить, пропуская через дисперсную систему интенсивный пучек световых лучей. Наблюдая систему под некоторым углом к направлению лучей падающего света, можно увидеть ярко светящуюся полосу. Это явление получило название явления Тиндаля.

Лекция 11 Электрохимия. Работа гальванического элемента. Электролиз. Законы Фарадея (2 часа)

План

1. Электрохимические процессы.

2. Понятие об электродном потенциале.

3. Стандартный водородный электрод.

4. Гальванический элемент.

5. Ряд стандартных потенциалов металлических электродов (ряд напряжений)

6. Уравнение Нернста.

7. Электролиз.

8.Электролиз расплавов солей.

9. Электролиз водных растворов солей с инертными электродами.

10. Законы Фарадея.

11. Применение электролиза.