Оптичні властивості:

Е фект Тиндаля (перевірка на колоїдність)

д жерело світла конус, що світиться

• Електричні властивості:

Досліди Рейса

Дослід 1 Дослід 2

+ – + – + –

- -- -

- - - - -

- - - - - -

вода кварцовий пісок розчин глини

Спостерігав збільшення рівня води

в одному та зменшення в другому

коліні (перенос дисперсійного

середовища відносно

дисперсної фази – осмос).

Коагуляція колоїдних розчинів

Стійкість дисперсної системи – це сталість її стану та основних властивостей: дисперсності, рівномірного розподілу частинок дисперсної фази в об’ємі дисперсійного середовища та характеру взаємодії між частинками.

Види стійкості

(За н.П.Пєсковим)

Седиментаційна

(Кінетична)

Здатність протистояти дії сил тяжіння (досягається високою степінью дисперсності). Наприклад, емульсії або суспензій – нестійкі, бо вони належать до грубодисперсних систем.

Коагуляція – це процес злипання колоїдних частинок з утворенням більш крупних агрегатів та втратою агрегативної стійкості.

Механізм коагуляції

Схема взаємодії колоїдних частинок:

а – коагуляція; б – агрегативно стійка система.

Етапи коагуляції:

1. Зближення частинок на відстань, при якій енергія їх взаємного молекулярного притяжіння більше енергії теплового (броунівського) руху;

2. Якщо енергія взаємного притяжіння більше, ніж електростатичне відштовхування відбудеться коагуляція.

Фактори, що впливають на коагуляцію:

• додавання електролітів (впливають на товщину подвійного електричного шару та на -потенціал);

• нагрівання або заморожування;

• механічні дії (інтенсивне струшування, перемішування).

Правила коагуляції

(Влив електролітів на коагуляцію):

1. Коагуляцію викликають не всі іони електроліту, а тільки ті, які мають заряд протилежний знаку заряду колоїдної частинки;

2. Здатність викликати коагуляції тим сильніше, чим вище заряд електроліта (ця закономірність називається правилом значності або правилом Шульце – Гарді).

3. В ряду іонів з однаковим зарядом їх коагулююча активність зростає зі зменшенням гідратації. Іони лужних металів за їх коагулюючою здатністю розташовуються в ряд (ліотропні ряди):

Аніони теж утворюють аналогічні ряди, але різниця в їх коагулюючій здатності незначна:

4. Електроліти викликають коагуляцію при досягненні ними певної концентрації.

Поріг коагуляції – це мінімальна молярна концентрація еквіваленту електроліту, яка викликає коагуляцію.

Поріг коагуляції розраховують за формулою:

д

– молярна концентрація еквівалента електроліту,

моль/л;

– об’єм золю, л;

– об’єм доданого електроліту, л.

5. В ряду органічних іонів коагулююча дія зростає з підвищенням адсорбційної здатності.

Ліофобні колоїди характеризуються нестійкістю та здатністю до зменшення дисперсності з часом. Самодовільний процес укрупнення частинок в ліофобних золях називається старінням або автокоагуляцією. Причиною старіння є повільний процес перекристалізації ядра міцели та змінення дзета-потенціалу.

Колоїдний захист

К олоїдний захист – це механізми, що перешкоджають коагуляції колоїдних частинок. Основну захисну функцію виконує оболонка з гідратованих протиіонів дифузного шару навколо колоїдної частинки, яка захищає її від злипання. Чим товщий дифузний шар, тим стабільніший відповідний гідрозоль.

Захисне число (кількісне вираження здатності захищати золі від коагуляції) – це кількість мг сухої ВМС, що захищає 10 мл золю від коагуляції при приливанні до нього 1 мл 10% розчину (чим більше З.Ч., тим слабкіша захисна дія даної ВМС.

Наприклад:

• желатина, казеїн (захисні числа 0,01 – 0,1) – значна захисна дія;

• крохмаль, декстрини (захисні числа 20 – 45) – слабка захисна дія. Механізм захисної дії ВМС можна пояснити тим, що макромолекули адсорбуються на поверхні колоїдних частинок, створюючи адсорбційні сольватні шари, які підвищують гідрофільність колоїдних частинок.

Проблеми колоїдного захисту та коагуляції в біології та медицині

Коагуляція може бути проявом захисних реакцій організму, а в деяких супроводжувати патологічні стани.

Наприклад:

• CaCO₃та Ca₃(PO₄)₂ знаходяться у біологічних рідинах в певних концентраціях і не утворюють осадів завдяки дії білкових молекулам, що містяться у крові;

• білки плазми крові збільшують розчинність CaCO₃ майже в п’ять разів;

• білки крові, адсорбуючись на поверхні крапель ліпідів, холестеролу перешкоджають їх відкладенню на стінках судин;

• утворення каменів в нирках (уратів, фосфатів, оксалатів) пов’язано з недостатньою захисною дією муцинів слизових оболонок сечовивідних шляхів;

• на поверхні еритроцитів постійно адсорбуються іони, які створюють захисний шар, що перешкоджає коагуляції (при деяких патологічних станах ці іони можуть заміщуватися великими молекулами білків (наприклад, імуноглобулінами)).В клінічних дослідженнях визначають ШОЕ (швидкість осідання еритроцитів);

• згортання крові – це ще один приклад процесів коагуляції в організмі людини і тварин. З одного – це захисний механізм (перешкоджає значним крововтратам), а з іншого – цей процес призводить до утворення тромбів;

• консервування крові за допомогою натрій цитрату перешкоджає коагуляції;

• виготовлення ліків.