1Історія виникнення колоїдної хімії як самостійної науки

Колоїдна хімія як наука про особливі, аномальні з погляду фізичної хімії колоїдні розчини, відокремилася в самостійну науку в 60-ті роки минулого сторіччя і перетворилася в дуже широку область наукових знань та техніки. Колоїдна хімія як виникла самостійна область хімічних знань у 60-х роках XIX ст. завдяки роботам видатного англійського хіміка Томаса Грема. Але ще в 40-х роках XIX ст. італійський вчений Франческо Сальмі звернув увагу на аномальні властивості деяких розчинів, які зараз вважаються типовими колоїдними системами. Ці розчини сильно розсіюють світло. Розчинені в них речовини випадають в осад під час додавання до них незначної кількості солей, які самі не реагують з розчиненою речовиною. Такі розчини він назвав "псевдорозчинами"В 1827 р. англійський ботанік Броун відкрив хаотичний тепловий рух квіткового пилу, який пізніше назвали броунівським рухом колоїдних частинок. Водночас професор Московського університету Ф.Ф.Рейс відкрив існування електрокінетичні явища, а Т.Е.Ловиць у Петербурзі - адсорбцію з розчинів на вугіллі

У 1869 p. професор Київського університету І.Г.Борщов опублікував роботу, в якій вперше висловив думку, що одна і та речовина залежно від умов може утворювати як звичайні, так і колоїдні розчини. Він також чітко сформулював положення про склад колоїдних частинок та значення зв’язаної ними води для їх зчеплення . На 70-ті роки XIX ст. припадають відомі роботи Гіббса, який описав термодинаміку гетерогенних систем.

Систематичні дослідження в колоїдній хімії починаються в 1905-1915 pp.: Ейнштейн і Смолуховський розвинули теорію броунівського руху колоїдних частинок та теорію флуктуацій; Релей, а потім Мандельштам та Дебай заклали основу теорії світлорозсіювання; Цвєт(1903) у Варшаві (Російська імперія) створив адсорбційний хроматограф; Оствальд запропонував класифікацію колоїдних систем.

Слід відзначити роботи Б.А.Шишковського (1908), І.Ленгмюра (1917), Г.Фрейндліха (1926), М. А.Шилова (1915-1930), Г.Гуї, Д.Чепмена, О.Штерна (1910-1924) про подвійний електричний шар (ПЕШ). Велика заслуга у формуванні сучасних уявлень про об’єкти колоїдної хімії належить М.П.Пескову, який у 1932 р. дійшов висновку, що головними ознаками об’єктів колоїдної хімії є гетерогенність, або багатофазність та дисперсність. 2 Характеристика різних видів класифікаціїдисперснихсистем

Дисперсні системи класифікують за ступенем дисперсності, за агрегатним станом, за термодинамічною стійкостю та за механізмом взаємодії компонентів системи. ,

Усі дисперсні системи поділяються на гомогенні та гетерогенні. До гомогенних належать газові суміші, рідкі і тверді розчини, в яких речовини подрібнені до молекулярного, атомного або іонного ступеню дисперсності. До гетерогенних систем належать такі, в яких один або більше компонентів (дисперсна фаза) подрібнені в певному середовищі (дисперсійне середовище).

Дисперсність - величина, що обернена до а:

Розрізняють моно- та полідисперсні колоїдні системи. Якщо всі час­тинки колоїдної системи однакові за розміром, то така система називається монодисперсною, а якщо різні - полідисперсною.

Питома поверхня дисперсної системи визна­чається рівнянням:

де S 1,2 - площа поверхні між фазами 1 та 2; V – Загальний об’єм сферичних частинок, Для сферичних частинок маємо:

Класифікацію дисперсних систем за ступенем дисперсності наочно можна представити у вигляді параболічного рівняння

У колоїдній хімії всі системи, що відповідають колоїдному ступеню дисперсності, називаються золями.

Залежно від агрегатного стану дисперсної фази та дисперсійного середовища для двохфазннх систем можливі такі 9 комбінацій дисперсних систем : 1) тверде тіло- рідина( суспензії) 2) рідина-рідина(емульсії)3) газ-рідина(піни)4)тверде тіло-тверде тіло(тверді колоїдні розчини)5) рідина-тверде тіло(пористі тіла)6)газ –тверде тіло 7) тверде тіло-га(аерозолі)8) рідина-газ9) газ-газ – колоїдні системи неможливі.

Залежно від характеру взаємодії між речовинами дисперсної фази та дисперсійного середовища,що виникає внаслідок дії міжмолекулярних сил на межі розділу фаз, дисперсні системи поділяються на ліофільні та ліофобні (ліо - розчиняю, філео люблю і фоб - страх). Для перших характерна сильна міжмолекулярна взаємодія, для других - слабка.

За механізмом взаємодії між частинками дисперсні системи поділяються на вільно- та зв’язанодисперсні. Вільнодиспсрсні - це безструктурні системи, в яких частинки не зв’язані між собою в одну суцільну сітку. Вони здатні вільно переміщуватися в дисперсійному середовищі під впливом броунівського руху чи інших чинників. До таких систем належать розведені суспензії, емульсії, аерозолі.

У зв’язнодиспсрсних системах дисперсні частинки зв’язуються між собою за рахунок міжмолекулярних сил, утворюючи в дисперсійному середовищі своєрідні просторові гратки чи каркаси (структури). Дисперсні частинки не можуть вільно рухатися, а здійснюють лише коливальні рухи в місцях їх розташування. До них відносяться концентровані суспензії або пасти, концентровані емульсії, піни, порошки, різні драглі.