Введение

Предмет коллоидной химии

Коллоидная химия вначале была лишь разделом физической химии. В на­стоящее время это самостоятельная наука, изучающая свойства коллоидных систем.. Коллоидные системы — это туман, дым, коллоидные растворы ме­таллов, сульфида мышьяка, йодида серебра, растворы органических красите­лей, молоко, порошки, пены и т. д. Коллоидные растворы отличаются от ис­тинных целым рядом свойств. Они рассеивают свет, имеют очень малое ос­мотическое давление, в них медленно происходит диффузия частиц, они спо­собны к диализу (коллоидные частицы не проходят через полупроницаемые мембраны, в отличие от молекул низкомолекулярных веществ). Коллоидные системы агрегативно неустойчивы, в них легко выделяется (коагулирует) растворенное вещество. Все особые свойства коллоидных растворов связаны с их гетерогенностью. Коллоидную химию определяют как физикохимию дисперсных систем и поверхностных явлений (П. А. Ребиндер).

Длительное время к коллоидным системам относили растворы высоко­молекулярных веществ (ВМС). Однако результаты исследований этих рас­творов показали, что, в отличие от коллоидных, они гомогенны, то есть рас­творы ВМС — истинные, термодинамически стабильные и равновесные. В то же время они имеют ряд свойств, сходных со свойствами коллоидных сис­тем, что связано с большим размером молекул ВМС (медленная диффузия, светорассеяние, способность к диализу). В настоящее время растворы ВМС изучают в курсе физической и коллоидной химии как отдельный класс сис­тем, сочетающий свойства истинных и коллоидных растворов.

Основные этапы развития коллоидной химии

Одни из наиболее ранних исследований коллоидных систем были проведены итальянским ученым Ф. Сельми (1845). Он исследовал коллоидные растворы хлорида серебра, серы, берлинской лазури и выразил мнение, что в этих рас­творах существуют агрегаты молекул. К. Негели назвал их мицеллами (от лат. mica — частица), а мицеллосодержащие системы — золями.

Английский физик М. Фарадей (1857) разработал методы получения зо­лей металлов и показал, что коллоидная частица состоит из чистого металла.

Формулировка основных коллоидно-химических идей, введение терми­на „коллоиды" принадлежат английскому химику Грэму (1861), которого считают основателем коллоидной химии.

Принципиальное значение и большое будущее новой области природове­дения предсказал Д. И. Менделеев. Он экспериментально исследовал колло­идные системы и показал, что почти все вещества могут быть получены в кол-

6

лоидном состоянии, подготовив этим идею универсальности коллоидного со­стояния.

В 1903 году Р. Зигмонди и Г. Зидентопф сконструировали ультрамикроскоп, с его помощью вычислили размеры частиц в золях и проверили теорию броуновского движения, разработанную А. Ейнштейном и М. С. Смолуховским (1905-1906).

В 1903-1930 годах развивается учение об адсорбции, ставшее теоре­тическим фундаментом коллоидной химии (М. С. Цвет, 1903; Б. А. Шишковский, 1908; И. Ленгмюр, 1917; Фрейндлих, 1926; Н.А.Шилов, 1930). В это же время закладываются основы теории двойного электрическо­го слоя (Г. Гуи, Д. Чепмен, О. Штерн, 1910-1924), разработана теория коагу­ляции (М. С. Смолуховский, 1916).

Огромное значение для развития коллоидной химии имели работы Н. П. Пескова. Он исследовал устойчивость коллоидных систем, им введено представление о двух видах устойчивости — агрегативной и кинетической. В настоящее время проблема устойчивости коллоидных систем — одна из глав­ных в науке о коллоидах. В ее решение большой вклад внесли П. А. Ребиндер (структурно-механические свойства коллоидных систем), Б. В. Дерягин (тео­рия устойчивости коллоидных систем).

Коллоидная химия играет важную роль в научно-техническом прогрес­се. Особенно большое значение она имеет для медицины и фармации. В ме­дицине в настоящее время широко применяются методы коллоидной химии: гемодиализ, гемофильтрация, сорбционная экстракорпоральная детоксикация организма, препаративный электрофорез клеток и др. Изучение коллоидной химии необходимо для подготовки квалифицированного специалиста в об­ласти фармации, перед которым стоит задача — разрабатывать эффективные лекарственные препараты в виде аэрозолей, мазей, суппозиториев и др.

Разделы коллоидной химии

Поверхностные явления. Поверхностными называют явления, происхо­дящие на границе раздела фаз. Самое важное из них — адсорбция. Поверхно­стные явления имеют большое значение для технологии лекарств (производ­ства, очистки, подбора условий хранения), для установления механизма дей­ствия лекарственных веществ.

Методы получения и очистки дисперсных систем. Рассматривает кон­денсационные и диспергационные методы получения дисперсных систем, а также методы их очистки с помощью диализа, ультрафильтрации и т.д. Кон­денсационные и диспергационные методы применяют для получения лекар­ственных препаратов: суспензий, эмульсий, аэрозолей и др.

Молекулярно-кинетические, оптические, электрические, структурно-механические свойства дисперсных систем. В этих разделах коллоидной хи­мии изучают диффузию, осмос, седиментацию, рассеяние света, электроки­нетические явления (электроосмос, электрофорез и др.) в дисперсных систе­мах, их реологические свойства. Изучение свойств дисперсных систем дает

7

возможность определить рациональную технологию изготовления лекарст­венных эмульсий, суспензий, золей, порошков, мазей и др., а также разработать методы их анализа.

Устойчивость и коагуляция дисперсных систем. Этот раздел коллоид­ной химии рассматривает теорию устойчивости и коагуляции дисперсных систем, лежащую в основе получения стабильных лекарственных препаратов: золей, эмульсий, суспензий.

Высокомолекулярные соединения и их растворы. Раздел физической и коллоидной химии, изучающий свойства растворов ВМС: растворение и на­бухание высокомолекулярных соединений, осмотическое давление и вязкость их растворов, свойства растворов полиэлектролитов, гелей и др. ВМС приме­няют в медицине и фармации для изготовления инструментария, протезов, оболочек таблеток, а также в качестве стабилизаторов эмульсий, основы ма­зей, кровезаменителей и др.

8