5.2. Конденсационные методы получения золей

Ими получают золи из гомогенных растворов. Новая фаза появляется при пересыщении среды, что вызвается физическим процессом или химической реакции.

Физический метод конденсации –– метод замены растворителя, основан на добавлении раствора вещества к жидкости, которая хорошо смешивается с растворителем, но в которой это вещество малорастворимо и выделяется в виде высокодисперсной фазы. Например, при вливании спиртовых растворов канифоли или холестерина в воду образуются их золи.

Химические методы конденсации основаны на реакциях гидролиза, окисления, восстановления, обмена.

Реакции гидролиза:

FeCl₃ + 3 H₂O   Fe(OH)₃↓ + 3 HCl

Окислительно-восстановительные реакции:

2 H₂S + O₂   2 S↓ + 2 H₂O

2 AgNO₃ + H₂O₂   2 Ag↓ + 2HNO₃ + O₂

2 H[AuCl₄] + 3 H₂O₂    2 Au↓ + 8 HCl + 3 O₂

Реакции обмена: смешивание разбавленных растворов неодинаковых количеств исходных электролитов.

Na₂SO₄ + BaCl₂   BaSO₄↓ + 2 NaCl

{[(m BaSO₄) nBa²⁺ (2n–x)Cl^–] xCl^–} — избыток BaCl₂

{[(m BaSO₄) nSO₄^2– (2n–x)Na⁺] xNa⁺} — избыток Na₂SO₄

5.3. Методы очистки коллодно-дисперсных систем

Диализ — очистка золей от примесей с помощью полупроницаемых мембран, омываемых чистым растворителем. Низкомолекулярные примеси проходят через мембрану в растворитель (диализат).Частицы дисперсной фазы не могут проникнуть через поры мембраны из-за своих размеров. Очистка идет до тех пор, пока концентрации примесей в золе и диализате не станут почти одинаковыми.

Схема диализатора

Недостаток –– длительность очистки (недели, месяцы).

Электродиализ — диализ, ускоренный за счет электрического поля. Электродиализатор –– сосуд, разделенный двумя мембранами на три камеры. В среднюю камеру (Б) наливают очищаемый золь. В боковые камеры (А) помещают электроды от источника постоянного тока, создают электрическое поле с падением потенциала от 20 до 250 В/см и обеспечивают подвод и отвод растворителя (воды).

Схема электродиализатора

Золь очищается от примесей за короткое время (минуты,часы).

Ультрафильтрация — очистка путем продавливания дисперсионной среды вместе с низкомолекулярными примесями через полупроницаемую мембрану (ультрафильтр). Дисперсионная среда и примеси проходят через поры мембраны, а коллоидные частицы остаются на ней. Коллоидные частицы промывают водой, получая чистую дисперсную систему.

А — золь; В — воронка; М — мембрана; П — пластина с отверстиями; У — ультрафильтрат

Схема прибора для ультрафильтрации

5.4. Медицинское значение диализа

Диализ крови (гемодиализ) –– метод внепочечного очищения крови от веществ с малой и средней молекулярной массой (электролитов, мочевины, мочевой кислоты, креатинина и др.) путем диффузии и ультрафильтрации через синтетические полупроницаемые мембраны. Используется для детоксикации организма при острой и хронической почечной недостаточности, отравлениях диализируемыми ядами, а также в случаеях тяжелых нарушений электролитного состава крови с помощью аппарата «искусственная почка».

ЛЕКЦИЯ № 6