новая папка 1 / все подряд / 1док 4 вопрос
.docxПри получении золей методом химической конденсации соблюдаются следующие условия:
1) золи получают при смешивании очень разбавленных растворов реагирующих веществ (например, AgI), т. к. при более высокой концентрации в эквивалентных количествах образуются осадки;
2) для получения золя необходим стабилизатор. При химических методах получения коллоидных систем в качестве стабилизатора выступают продукты реакции.
По сравнению с дисперсионными методы конденсации более многочисленны, разнообразны и находят широкое применение. Это объясняется тем, что при конденсации происходит уменьшение удельной поверхности и свободной энергии системы.
Обычно считается, что образование коллоидных систем в результате конденсации является процессом кристаллизации и образовавшиеся частицы – это мельчайшие кристаллики. Образование кристаллов проходит в две стадии:
1 – возникновение зародышей (центров кристаллизации) в пересыщенном растворе, причем пересыщение может быть вызвано химической реакцией с получением малорастворимых веществ, уменьшением растворимости соединения при замене лучшего растворителя худшим, охлаждением раствора и др.;
2 – рост зародышей, что приводит к образованию довольно крупных кристаллов.
При получении коллоидной системы скорость образования зародышей должна быть велика, а скорость кристаллизации мала, так как лишь в этом случае образуется множество кристалликов, каждый из которых соответствует коллоидным размерам. Если же скорость образования зародышей мала, а скорость роста кристаллов велика, то все выделившееся вещество отложится на небольшом числе зародышей и в результате образуется сравнительно небольшое количество крупных кристаллов. В первом случае образуются сравнительно монодисперсные золи, а во втором – полидисперсные.
Химические методы конденсации. Коллоидные системы можно получить в результате реакций почти всех типов: окисления, восстановления, обмена, гидролиза, разложения и др. О процессе коллоидообразования можно судить по окраске, электропроводности и другим физико-химическим свойствам растворов. Следует, однако, знать, что коллоидные системы при проведении реакций образуются не всегда, а лишь при определенных концентрациях исходных веществ, порядке их смешения, температуре и соблюдении некоторых других условий.
Разработанный Зигмонди синтез гидролиза золота путем восстановления аурата калия формальдегидом иллюстрирует пример получения коллоидной системы реакцией восстановления. Исходным веществом служит кислота H[AuCl4] 4H2O, из которой при взаимодействии с карбонатом калия в водном растворе образуется аурат калия:
2H[AuCl4] + 5K2CO3 ® 2KAuO2 + 5CO2 + 8КСl + H2O
Полученный раствор нагревают и по каплям добавляют слабый раствор формальдегида. Протекает реакция восстановления:
2KAuO2 + 3HCHO + K2CO3 ® 2Au + 3HCOOK + KHCO3 + H2O
Получается красный золь золота. Стабилизатором золя служит аурат калия.
Строение мицеллы:
{m[Au] nAuO2- (n-x)K+} xK+
Примером получения золя путем окислительной реакции является окисление сероводорода и селеноводорода в водной среде:
2H2S + O2 ® 2S + 2H2O
2H2Se + O2 ® 2Se + 2H2O
Примером применения реакций разложения может служить получение золя серы разложением тиосульфатов и полисульфидов:
H2S2O3 ® H2O + SO2 + S
(NH4)2S + H2SO4 ® (NH4)2SO4 + H2S + S
Золи можно получить и в результате химической реакции двойного обмена, например получение золя хлорида серебра:
AgNO3 + NaCl ® AgCl + NaNO3
При избытке нитрата серебра мицелла имеет строение:
{m[AgCl] nAg+ (n - x)NO3-} xNO3-
При избытке хлорида натрия мицелла имеет строение:
{m[AgCl] nCl- (n - x)Na+} xNa+
Все перечисленные случаи получения коллоидных систем методом конденсации можно объединить в три следующих способа:
1) конденсация молекул испаряющегося вещества в более крупные частицы;
2) изменение среды таким образом, чтобы вещество из растворимого стало нерастворимым или малорастворимым;
3) проведение в растворе химических реакций, сопровождающихся образованием труднорастворимых веществ.
