38. Виды дисперсных систем.

Классификацию дисперсных систем чаще всего проводят исходя из степени дисперсности или агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсной среды. В первом случае – это группа дисперсных систем: грубые взвеси (суспензии), коллоидные и молекулярные растворы. Во втором случае – это агрегатное состояние фаз, образующих дисперсионные системы. Каждая дисперсная фаза и дисперсионная среда могут быть в трех агрегатных состояниях: в жидком, твердом и газообразном. Исходя из этого можно было ожидать существования в природе девяти групп различных дисперсных систем, но система газ в газе не образует агрегатов, а представляет собой гомогенную смесь, не имеющую поверхности раздела между фазами. Наибольший интерес из указанных дисперсных систем, ближе всего стоящих к биологическим объектам, представляют коллоидные растворы, включающие высокомолекулярную дисперсную фазу и жидкую дисперсионную среду (коллоидные растворы белков, полисахаридов).

39. Классификация коллоидных растворов: а) в зависимости от типа дисперсной фазы; б) в зависимости от характера взаимодействия частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Коллоидные растворы иначе называют золями. В зависимости от дисперсионной среды, т.е. воды, спирта, бензола, различают гидрозоли, алкозоли, бензозоли. Учитывая, что коллоидные растворы могут при известных условиях терять свою текучесть и затвердевать с образованием гелей, то и названия будут гидрогели, алкогели, бензогели. Общей характеристикой коллоидных растворов является свойство их дисперсной фазы взаимодействовать с дисперсионной средой. В этом отношении различают 2 типа золей. У одних золей частицы не имеют сродства к растворителю, слабо с ним взаимодействуют и образуют вокруг себя тонкую оболочку из молекул растворителя; такие коллоиды называют лиофобными. В частности, если дисперсионной средой является вода, то такие системы называются гидрофобными (золи металлов железа, золота, хлористого серебра). В системах, у которых между диспергированным веществом и растворителем имеется сродство, частицы приобретают более объемную оболочку из молекул растворителя. Такие системы получили название лиофильных. А в случае водной дисперсионной среды – гидрофильных коллоидов, как, например, растворы белка, крахмала.

40. Строение коллоидных частиц.

Строение коллоидной частицы удобнее рассматривать, если проследить процессы образования частиц. Образование коллоидной частицы AgI происходит в результате реакции: AgNO₃+KI→Ag↓+KNO₃. Молекулы AgI объединяются в практически нерастворимые частицы, в которых ионы Ag⁺ и I ^– образуют кристаллическую решетку. Новообразованные частицы вначале имеют аморфное строение, затем постепенно в них происходит кристаллизация. Если AgNO₃ и KI взяты в эквивалентных количествах, то частицы-кристаллы растут, достигая значительной величины, превосходящей размеры коллоидных частиц, и быстро выпадают в осадок. Если же одно из исходных веществ взято в небольшом избытке, то оно служит стабилизатором, сообщающим устойчивость коллоидным частицам AgI. Так, при избытке AgNO₃ в растворе будет находиться большое количество ионов Ag⁺ и NO₃^--. Однако построение кристаллической решетки AgI согласно правилу Панета – Фаянса может идти только за счет ионов, входящих в ее состав; в данном случае за счет ионов Ag⁺. Ионы серебра будут продолжать строить кристаллическую решетку. Ионы, достроившие кристаллическую решетку ядра, называют потенциалопределяющими ионами. Величина электротермодинамического потенциала, или Е – потенциала, у многих коллоидных частиц достигает 1 в. Частицы с таким относительно высоким зарядом будут притягивать оставшиеся в растворе противоположно заряженные NO₃^--. Начнется процесс адсорбции противоионов, в результате которого установится динамическое равновесие между адсорбированными и свободными ионами. Основная часть всех противоионов, адсорбированная на ядре коллоидной частицы, образует вместе с потенциалопределяющим ионами адсорбционный слой. Ядро и адсорбционный слой вместе составляют гранулу. Гранула имеет электрический потенциал того же знака, что и Е – потенциал, но величина его меньше и зависит от количества противоионов в адсорбционном слое. Потенциал гранулы называется электрокинетическим или дзета-потенциалом. Кинетическим его называют потому, что он может быть обнаружен и измерен при движении частиц в электрическом поле. Его можно определить также, как потенциал на границе между адсорбционным и диффузным слоями. Гранула вместе с диффузным слое образует мицеллу. Толщина диффузного слоя различна, так как зависит от ионной силы раствора: чем ионная сила выше, тем толщина слоя меньше. Мицелла всегда электронейтральна. Устойчивость коллоидных растворов обусловлена присутствием стабилизатора, т.е. электролита, и зависит от величины заряда гранулы. Чем выше этот потенциал, тем сильнее оказываются силы взаимного отталкивания частиц, препятствующие их объединению при столкновении, наблюдающихся в результате броуновского движения.