30. Коллоидные растворы. Дисперсные системы, классификация, области их применения.

Коллоидные системы – это высоко дисперсные гетерогенные системы, характеризующиеся сильно развитой поверхностью раздела фаз.

Дисперсные системы (раздробленные и гетерогенные) состоят из сплошной непрерывной среды – дисперсной фазы и раздробленных частиц – дисперсной среды. Лиофильные коллоиды — коллоиды с высоким сродством ДФ и ДС. Нет чёткой границы фаз. Наиболее термодинамически устойчивы. Лиофобные коллоиды — с малым сродством ДФ и ДС. Резкая граница раздела фаз. Менее устойчивы.

Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз. \ применение

Дисперсион-ная среда\Дисперс-ная фаза\Примеры дисперсных систем

Твердая\Твердая\Рубиновое стекло; пигментированные волокна (рис на ткани); сплавы;

Твердая\Жидкая\Жемчуг, вода в граните, вода в бетоне

Твердая\Газообразная\Газовые включ в различных твердых телах: пенобетоны, замороженные пены, пемза

Жидкая\Твердая\Суспензии, краски, пасты, золи, латексы

Жидкая\Жидкая\Эмульсии: молоко, нефть, сливочное масло, маргарин, замасливатели волокон

Жидкая\Газообразная\Пены, в том числе для пожаротушения и пенных технологий замасливания волокон,

Газообразная\Твердая\Дымы, космическая пыль, аэрозоли

Газообразная\Жидкая\Туманы, газы в момент сжижения

Газообразная\Газообразная\Коллоидная система не образуется

31. Строение мицеллы. Правило Пескова-Фаянса. Адсорбция. Св-ва коллоидных р-ров (агрегативная и кинетическая устойчивость, седиментация, коагуляция, оптические и электрические).

mAgI (ДФ) + nAgNO₃ (ДС)  {m[AgI]nAg⁺xNO₃^–}^(n-x)+ (n-x)NO₃^–. Всё — мицелла, m[AgI] — ядро; nAg⁺xNO₃^– — адсорбционный слой, {m[AgI]nAg⁺xNO₃^–}^(n-x)+ — гранула.

Адсорбция — процесс поглощения одного вещества поверхностью другого.

Правило Пескова-Фаянса: ядро мицеллы адсорбирует из раствора преимущественно те ионы, которые входят в кристаллическую решётку ядра (или изоморфные им) и в растворе находятся в избытке.

Устойчивость коллоидных систем — способность сохранять присущую им степень дисперсности.

Агрегативная устойчивость связана с наличием заряда одного знака у гранулы, что приводит к отталкиванию частиц и предотвращает их слипание.

Кинетическая устойчивость связана с постоянным броуновским движением частиц.

Коагуляция – укрупнение коллоидных частиц из-за частичной или полной потери электрического заряда при добавлении электролита. При полной потере заряда коагуляция приводит к разрушению коллоидной системы. Седиментация (осаждение) — выделение ДФ в виде осадка.

Оптические свойства коллоидов: Эффект Тиндаля (конус) позволяет доказать наличие коллоида. Электрические свойства коллоидов обусловлены наличием заряда у гранулы.

Электрофорез — направленное перемещение частиц в постоянном электрическом поле.

Электроосмос — перемещение ДС через полупроницаемую перегородку в постоянном электрич поле.

32. Методы получения и разрушения коллоидных систем.

Метод получения: 1) измельчение ДФ в ДС, 2) осаждение (конденсация) в результате обменных реакций, где выделяются труднорастворимые продукты.

Пример образования мицеллы: 1) AgNO₃ + KI  AgI + KNO₃ (получение частиц ДФ размером 10^-7 — 10^-9 м) 2) mAgI (ДФ) + nAgNO₃ (ДС)  {m[AgI]nAg⁺xNO₃^–}^(n-x)+ (n-x)NO₃^–. Всё — мицелла, m[AgI] — ядро; nAg⁺xNO₃^– — адсорбционный слой, {m[AgI]nAg⁺xNO₃^–}^(n-x)+ — гранула,

(n-x)NO₃^– — диффузионный слой.

Разрушение комплекса. Комплекс может быть разрушен или кислотой или реагентом, который может образовать с центральным атомом труднорастворимое соединение.

[Ag(NH3)2]OH + 3HNO3 = AgNO3 + 2NH4NO3 + H2O

[Cu(NH3)4]SO4 + 4NO3 = CuSO4 + 4NH4NO3

Чтобы определить разрушится ли комплекс при добавлении реактива, дающего с с ионами комплексообразователя малорастворимые соединения, нужно рассчитать ПК и сравнить с ПР.

Для расчета ПК требуется определить концентрацию ионов комплекса по численному значению Кн. Кн – константа нестойкости, характеризует прочность комплекса. Если ПК>ПР – то комплекс может быть разрушен. Можно устроить коагуляцию, подействовав электролитом. Седиментация (осаждение) — выделение ДФ в виде осадка. Порог коагуляции (С_пор) — наименьшая концентрация электролита, вызывающая коагуляцию. C_пор  (C_эл * V_эл)/(V_золя + V_эл); C_пор  1/z⁶, z — заряд коагулирующего иона. При коагуляции мицелл лиофильного коллоида происходит образование геля. Пример коагуляции:

.