Предмет и значение коллоидной химии
3. По фазовой различимости дисперсные системы бывают:
•Молекулярные коллоиды
–растворы ВМС. Это
истинные (молеку- лярные) растворы, гомогенные системы. Однако они обладают многими признаками коллоидного состояния благодаря большому размеру макромо- лекул (малая скорость диффузии, не проходят через ультрафильтры, обла- дают светорассеянием, слабо выражены коллигативные свойства).
• Суспензоиды –
системы, у которых к частицам приложимо термоди- намическое понятие фазы (микрокристаллики, капли жидкости, аморфные образования).
• Ассоциированные коллоиды – частицы представляют собой ассоциа- ты молекул (или ионов), которые находятся в термодинамическом равновесии с молекулярно растворенной частью вещества (мыла, многие красите- ли). Степень ассоциации обычно невелика (десятки или несколько сотен молекул), к таким частицам не может быть в полной мере приложимо тер- модинамическое определение понятия фазы.
11
Предмет и значение коллоидной химии
4.По структуре дисперсные системы делят на два класса.
•Свободнодисперсные системы.
Частицы не связаны между собой, со- вершают броуновское движение независимо друг от друга. Ведут себя как вязкие жидкости (лиозоли), газы (аэрозоли).
• Связнодисперсные системы.
Частицы связаны друг с другом, образуя пространст- венную сетку (каркас), в ячейках которой удерживается дисперсионная среда. Это твердообразные системы – гели и студни. Гели образуются в результате структурообразования суспензоидов и являются двухфазными системами. Студни – гомогенные системы, возникающие из растворов полимеров в результате образования поперечных связей между макромолекулами. К связнодисперсным системам относятся также пористые тела (ксерогели).
12
Предмет и значение коллоидной химии
Значение коллоидной химии определяется универсальностью дисперсного состояния. Дисперсные системы – основа современной цивилизации.
Коллоидная химия служит научной основой важнейших технологических процессов: технологии строительных материалов и силикатов, технологии переработки полимеров,
производство пластмасс и резин с активными высокодисперсными наполнителями, производства лакокрасочных материалов с использованием высокодисперсных пигментов, технологии различных процессов разрушения твердых, их тон- кого измельчения, бурения, процессов шлифовки и полировки, технологии обработки волокон и тканей, крашения и дубления кожи, полиграфических процессов печатания, производства бумаги и картона.
Несомненна роль коллоидной |
Роль коллоидно-химических объектов и |
|
методов распространяется и на системы с |
||
химии в решении экологических |
||
молекулярно-(ионно-)дисперсным состоянием |
||
проблем. Значительная часть твердых |
||
образующих их веществ. Почти все способы |
||
и жидких загрязняющих веществ, |
||
удаления молекул и ионов из гомогенных сред |
||
попадающих в окружающую среду, |
||
основаны на использовании дисперсных |
||
находится в диспергированном |
||
систем – тонкопористых, пленочных, |
||
состоянии и образует дисперсные |
||
волокнистых. Это различные мембраны, |
||
системы. Борьба с ними предполагает |
||
адсорбенты, поглотители, фильтры и т.д. – |
||
познание фундаментальных |
||
типичные дисперсные системы, |
||
закономерностей образования и |
||
высокоразвитая поверхность которых и |
||
механизмов стабилизации и |
||
поверхностные явления в которых |
||
разрушения таких систем. |
||
используются для водоочистки, очистки 13 |
||
|
||
|
газовых выбросов. |
Предмет и значение коллоидной химии
Решение экологических проблем неразрывно связано с коллоидной химией и можно говорить о коллоидно-химических основах охраны окружающей среды
Микроэмульсии и мицеллы, тонкие жидкие пленки, пены могут выполнять функции «микрореакторов», проведение процессов в которых имеет существенные преимущества по сравнению с протеканием тех же процессов в макрофазах. Тенденция последнего времени – смещение центра тяжести исследований в сторону ультрадисперсных систем, т.е. наносистем. Так, микроэмульсии с водной и углеводородной дисперсионной средой используют для проведения биохимических, электрохимических и ката- литических реакций, синтеза наночастиц металлов, солей, оксидов, полупроводниковых материалов.
В последнее время пристальное внимание исследователей привлекает ярко выраженная в коллоидных системах тенденция к образованию самоор- ганизованных структур, каковыми являются, например, мицеллы поверх- ностноактивных веществ, везикулы, планарные молекулярные структуры типа монослоев Ленгмюра–Блоджетт и др. Эта принципиальная особен- ность коллоидной химии сближает ее с биологией, особенно с биофизикой. Можно ожидать крупных успехов коллоидной химии на стыке с биологиче- скими дисциплинами.
14