36. Коллоидные частицы, системы. Строение коллоидной системы на примере золей кремниевой кислоты и гидроксида железа (III). Коллоидные системы в природе

Коллоидными называются гетерогенные системы, в которых одно вещество (дисnерсная фаза) равномерно распределено в другом (дисперсионная среда). Размер частиц в коллоидных системах составляет 10 в -9 – 10 в -7 M. Необходимым условием

существования дисперсных систем является отcyтcтвие химического взаимодействия и взаимной растворимости между компонентами.

Коллоидные системы называют также коллоидными растворами, или золями, золи с водной дисперсной средой - гидрозолями.

.Стабильность коллоидных растворов обycлавливается наличием электрического заряда на их частицах. Возникновение этого заряда на их чacтицах. и eгo знак зависят от

условий получения коллоидного раствора . Например, при nocтепенном приливании вoднoгo раствора гидроксида железа (111) строение частицы можно npeдcтавить cлeдующим образом:

{n(Fе(ОН)3) mFе3+ (зm-х)СI-} в степени х+ х CI-

Все это мицелла. С n - ядро с m и до скобочки –адсорбционный слой. Вся фигypная скобка - частица гранула... все что кроме скобки - диффузионный слой. А осе вместе - естъ мицелла.

Методы получения коллоидных растворов делятся на две основные группы: диспергирование и конденсация. Методы диспергирования основаны на измельчении крупных частиц до коллоидных размеров. Это могут быть разнообразные механические приемы, а также пептизация - переход осадка в коллоидный раствор. Пептизировать

можно свежеобразованные осадки, в которых не прошли процессы кристаллизации. Суть метода конденсации состоит в соединении отдельных молекул, атомов или ионов вещества в агрегаты коллоидных размеров. Для этой цепи часто применяют

способ смещения равновесия гидролиза в сторону малорастворимых продуктов.

После получения золи могут содержать примеси различных веществ. Для их очистки проводят диализ. При диализе коллоидный раствор с содержащимися в нем примесями отделяется от растворителя полупроницаемой мембраной, которая пропускает молекулы и ионы низкомолекулярных веществ и растворителя и не пропускает коллоидные частицы. В результате диффузии через мембрану примеси удаляются во внешний растворитель.

Объединение коллоидных частиц в более крупные называется коагуляцией.

37. Симплексные и комплексные соединения. Координационное число. Константа устойчивости. Приведите по 2 примера устойчивых и неустойчивых комплексных ионов. Двойные соли.

Сложные соединения (молекулы) во многих случаях построены таким образом, что в их составе часть атомов связана в группы, которые сохраняются при химических превращениях данного вещества. Как и отдельным атомам, группам м.б. приписана определённая валентность. Эти группы подразделяются на простые (симплексные) и комплексные (входят в состав комплексных соединений).

Комплексом или комплексной частицей называется группа атомов, в которой число частиц, присоединённых к центральному атому или их суммарная валентность превышает валентность центрального атома. Этот центральный атом носит название комплексообразователя, а частицы –(атомы, ионы или молекулы), присоединённые к нему, - лиганды. Говорят, что комплексообразователь координирует лиганды вокруг себя, поэтому комплексные соединения также называют координационными.

Количество лигандов, непосредственно связанных с центральным атомом – его координационное число. Центральный атом и непосредственно присоединённые к нему лиганды – координационная сфера. Частицы, не являющиеся комплексными, - симплексные.

Считается, что С.О. комплексообразователя и заряд лигандов в комплексе остаются теми же, что и в свободном состоянии. В частности, ионы галогенов или гидроксид-анионы по-прежнему имеют заряд -1, а молекулы аммиака или воды сохраняют нейтральность. Поэтому заряд комплексной частицы – сумма зарядов входящих в неё атомов.

В некоторых молекулах имеется 2 или больше атомов, которые могут присоединиться к иону-комплексообразователю. Такие лиганды занимают 2 или более мест в координационной сфере и называются, соответственно, бидентатными, тридентатными и т.д.

Если суммарный заряд лигандов равен С.О. центрального атома, комплексная частица нейтральна ([Pt(NH3)2Cl2] – 2-хвалентная платина).

Подавляющее большинство комплексных частиц при растворении в воде в той или иной степени не разрушаются, например: [Cu(NH3)4]2+[Cu(NH3)3]2+ +NH3. [Cu(NH3)2]2+ +NH3 так вплоть до превращения комплекса в гидратированные ионы Cu2+ и молекулы аммиака. Как и любое равновесие, разрушение комплекса описывается соответствующими константами равновесия: K1=[Cu(NH3)3][NH3]/[Cu(NH3)4]

K2=[Cu(NH3)2][ NH3]/[Cu(NH3)3] – константы нестойкости (концентрация растворителя (воды) отсутствует). Суммарная реакция распада комплекса: [Cu(NH3)4]2+Сu2+ +4NH3. Полная константа нестойкости Кн=[ Сu2+]на[NH3]в 4 степени/Cu(NH3)4]2+. Полная константа нестойкости равна произведению всех последовательных. Комплекс 2-хвалентной меди и аммиака [Cu(NH3)4] – достаточно устойчивое соединение с термодианмической точки зрения. Гексаминкобальт (lll) – неустойчив к кислотам с термодинамической точки зрения, а при нагревании с конц. Серной кислотой реакция 2[Co(NH3)6]Cl3 + 3H2SO4 = [CO(NH3)6]2(SO4)3 + 6HCl (стрелка вниз) – т.е. реакция обмена, а комплексный катион не меняется. Разрушение его произойдёт только через несколько часов или суток – кинетическая устойчивость, скорость реакции низка.

Двойные соли по формулам напоминают комплексы, но содержат в структуре комплексных частиц. Пример: квасцы M1 M3 (SO4)2 на 12 H2O, где М1 – любой одновалентный электрон (чаще калий или аммоний) а М3 – трёхвалентный (алюминий, железо, хром). На практике малоустойчивые комплексные соединения также называют двойными солями, тетрахлоркупрат (11), например