3. Методы получения коллоидных систем (Методическое руководство к практикуму по общей химии, стр.161-163).

	конденсирование		диспергирование
Истинный раствор		Коллоидный раствор		Грубодисперсная система

3.А. Получение суспензий.

Суспензии, так же как и любую другую дисперсную систему, можно получить двумя группами методов: со стороны грубодисперсных систем диспергационными методами, со стороны истинных растворов - конденсационными методами.

Т. к. суспензии - это взвеси порошков в жидкости, наиболее простым и широко распространенным как в промышленности, так и в быту методом получения разбавленных суспензий является взбалтывание соответствующего порошка в подходящей жидкости с использованием различных перемешивающих устройств (мешалок, миксеров и т.д.). Для получения концентрированных суспензий (паст) соответствующие порошки растирают с небольшим количеством жидкости.

Суспензии образуются также в результате коагуляции лиозолей. Следовательно, способы осуществления коагуляции — это одновременно и методы получения суспензий.

3.Б. Получение эмульсий.

Система из двух несмешивающихся жидкостей будет находиться в термодинамически устойчивом состоянии, если она будет состоять из двух сплошных слоёв: верхнего (более лёгкая жидкость) и нижнего (более тяжёлая жидкость). Как только мы начнём один из сплошных слоёв дробить на капельки, чтобы получить эмульсию, будет возрастать межфазная поверхность, а, следовательно, свободная поверхностная энергия и система станет термодинамически неустойчивой. Чем больше энергии будет затрачено на образование эмульсии, тем более неустойчивой она будет. Чтобы предать эмульсии относительную устойчивость, используют специальные вещества – стабилизаторы, называемые эмульгаторами. Это ПАВ или ВМС, которые абсорбируются на границе раздела фаз и снижают поверхностную энергию Гиббса (межфазное натяжение); в результате образуется механически прочная абсорбционная пленка. Практически все эмульсии (за исключением некоторых, образующихся самопроизвольно) получают только в присутствии эмульгаторов.

Эмульсии – это, как минимум, трехкомпонентные системы, состоящие из полярной жидкости, неполярной жидкости и эмульгатора. При этом одна из жидкостей находится в виде капель. Капли требуемых размеров могут быть получены двумя различными путями: конденсационным методом, выращивая их из малых центров каплеобразования, и диспергационным, дробя крупные капли.

Наиболее распространённым как в лабораторной, так и в производственной практике являются диспергационные методы.

4. Методы очистки коллоидных систем.

Дополнительно смотри в методическом руководстве (стр. 163.)

а) Фильтрация (лат. filtrum - войлок),

б) Диализ (греч. dialysis - отделение). Компенсационный диализ. Электродиализ.

в) Ультрафильтрация (лат. ultra – сверх).

г) Обратный осмос.

5. Образование, строение и заряд коллоидной частицы. Формула мицеллы. Строение двойного электрического слоя. Электрокине­ти­чес­кий потенциал.

Смотри также методическое руководство (стр. 164-165.)

Образование гидрофобного золя иодида серебра

KI + AgNO₃ = AgI + KNO₃

Важно: золь образуется из очень разбавленных растворов.

1. при избытке нитрата серебра образуется положительный золь.

Таблица 2.

	Из m частиц AgI возникают микрокристаллики, образующие агрегат (выделяется квадратными скобками) [AgI]m.
nAgNO3 → nAg+ + nNO3-	Он адсорбирует на своей поверхности n ионов вещества, взятого в избытке и входящего в состав ядра (избирательная адсорбция – правило Панета – Фаянса - на поверхности твердой частицы избиратель­но адсорбируются только те ионы, которые способны достроить ее кристаллическую решетку или изоморф­ны с ней), т.е. Ag+. Они удерживаются на поверхности агрегата за счет образования ионных связей. Электронейтральный агрегат частиц и ионы серебра образуют ядро. В результате адсорбции ионов серебра на поверхности кристалла иодида серебра образуется положительный электрический заряд +n, возникает потенциал, который приостанавливает дальнейшую адсорбцию ионов серебра. Ионы Ag+ называются потенциалопределяющими.
положительный золь	Этот положительный заряд притягивает из раствора силами электростатического притяжения ионы NO3-, их адсорбируется только некоторая часть (n-x); это адсорбционный слой - противоионный. Ядро и адсорбционный слой составляют гранулу (выделяется фигурными скобками) {[AgI]m · n Ag+ · (n-x) NO3-}+х. Заряд гранулы опреде­ляет заряд золя (положительный или отрицательный золь).
положительный золь	Оставшиеся противоионы NO3- нерав­но­мерно распределяются по дисперсионной среде, образуя диффузный слой. Концентрация ионов в диффузном слое уменьшается от ядра коллоида к периферии. Гранула вместе с ионами диффузионного слоя называется мицеллой (лат. micella – крошка, крупинка).

Между заряженной гранулой и диффузионным слоем возникает двойной электрический слой (ДЭС) – разность потенциалов – электрокинетический потенциал или дзета-потенциал (ξ).

2) при избытке иодида калия образуется отрицательный золь:

{[AgI]_m · n I^- · (n-x) K⁺ }^х- · x K⁺

или {m[AgI] · n I^- · (n-x) K⁺ }^х- · x K⁺

Рис. 2. Схема ДЭС частицы гидрозоля AgI: 1 – адсорбционный слой потенциалобразующих ионов; 2 – плотный слой противоионов; 3 – диффузный слой противоионов.

Образование гидрофобного золя сульфата бария:

BaCl₂ + K₂SO₄ = BaSO₄ + 2KCl

a) избыток сульфата калия:

n K₂SO₄ → 2nK⁺ + nSO₄^2-

{[BaSO₄]_m · nSO₄^2- · 2(n-x) K⁺ }^2х- · 2xK⁺

б) избыток хлорида бария:

n BaCl₂ → nBa²⁺ + 2nCl^-

{[BaSO₄]_m · nBa²⁺ · 2(n-x) Cl^- }^2х+ · 2xCl^-

Гранула может не иметь заряда. Такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрическим. Дзета-потенциал равен нулю.