2.2. Конденсаційні методи

Більшість конденсаційних методів для утворення колоїдних розчинів засновано на різних хімічних реакціях: окислення, відновлення, змінне розкладання, гідролізу та ін. В результаті цих реакцій молекулярні або іонні розчини переходять в колоїдні шліхом переводу розчинених речовин у нерозчинений стан. В основі методів конденсації, крім хімічних процесів, можуть лежати і фізичні, головним чином явище конденсації пари. Розрізняють методи фізичної та хімічної конденсації. До фізичних методів конденсації відносяться методи отримання колоїдних розчинів, які засновані на зміні фізичних умов існування систем (температура, дисперсійне середовище, рН та ін.). до фізичних методів відносяться: метод охолодження істинного розчина; метод заміни розчинника; метод конденсації пари. До методів хімічної конденсації відносяться: метод окислення; метод відновлення; метод гідролізу та метод подвійного обміну.

2.2.1. Метод заміни розчинника

Цей метод відноситься до фізичної конденсації. При заміні розчинника речовина, яка раніше знаходилася в розчиненому стані, виділяється з розчину у вигляді високодисперсної фази, яка є нерозчинною у даному розчиннику. Якщо до справжнього розчина додати великий об’єм рідини, яка є слабким розчинником розчиненої речовини, але може необмежено змішуватися з вихідним розчинником. Утворюється перенасичений розчин розчиненої речовини з величиною колоїдної дисперсності.

2.2.2. Метод гідролізу

Цим методом користуються при утворенні золей різних металів із їх солей, якщо у результаті гідролізу утворюється погано розчинний гідроксид. При цьому утворення золя відбувається у декілька стадій. Цим методом отримують солі гідроксидів заліза, хрому, алюмінію, міді, свинцю та ін.

2.2.3. Методи хімічної конденсації

Основані на переході від справжніх розчинів до колоїдних систем шляхом перетворення часточок дисперсної фази у нерозчинний або мало розчинний стан при допомозі хімічних реакцій (окислення, відновлення, гідролізу, подвійного обміну і т.д.) з наступною агрегацією і рекристалізацією нерозчинених часточок. Стабілізатором є речовини, які знаходяться у дисперсійному середовищі.

2.2.4. Коагуляція колоїдних розчинів

Коагуляція – злипання часточок колоїдної системи при їх зіткненнях у результаті броунівського руху, перемішування або направленого переміщення у зовнішньому силовому полі. Виникають скупчення часточок дисперсної фази різної форми і будови (агрегати), які у вигляді пластівців випадають у осад або спливають на поверхні розчину. при цьому зменшується кількість часточок дисперсної фази у системі. Мінеральні колоїди коагулюють, якщо їх позбавити захисного заряду подвійного електричного шару (знизити дзета-потенціал). Так, якщо до мінерального колоїду додати електроліт, то іони останнього будуть адсорбовуваться на колоїдних частинках, тому їхній електричний заряд зникає. Часточки сильніше притягуються, агрегуються між собою, що в результаті і призводить до коагуляції колоїду.

На колоїдну часточку у розчині діють дві взаємопротилежні сили – дифузії і тяжіння. Сили дифузії виникають у результаті електростатичного відштовхування однаково заряджених міцел одна від одної. Відштовхування виникає при перекритті іонних атмосфер часточок. Часточки зближуються більше у тому випадку, якщо у них зменшується товщина подвійного електричного шару і вони наближаються на таку відстань, на якій сили між часточкового тяжіння будуть переважати над броунівським рухом. Цей момент і відповідає коагуляції часточок у більш великі агрегати.

Коагулююча дія електролітів направлено на стискування дифузної частини подвійного електричного шару міцели, зменшення дзета – потенціалу та зменшення ліофільності колоїдних часточок. Коагуляція завжди викликається іоном, який має протилежний знак з зарядом адсорбційного шару колоїдної часточки. Розряджуюча дія цих іонів заклечається в тому, що під їх впливом проти іони переміщуються в адсорбційний шар, зникає подвійний електричний шар, дзета – потенціал наближається до нуля, під дією сил міжмолекулярного при тяжіння часточки поєднуються в агрегати, утворюючи коагулят. Наприклад, до позитивно зарядженого золю Fe(OH)₃ додають розчин Na₂SO₄. відбувається коагуляція. В коагулянті присутні іони SO₄^2-, які викликали коагуляцію.