Колоїдні системи

При виділенні осадів з малою величиною константи розчинності важко забопігти великих пересичень і внесення навіть незначої кількості осаджувача викликає утворення великої кількості зародків твердої фази. У цьому випадку агрегати іонів предсталяють собою випадкове скупчення, яке в подальшому не перетворюється у кристалічні структури; осад виділяється аморфним. Це ососбливо характерно для сполук з малополярним зв’язком (деякі гідроксиди і сульфіди). Принципово будь-яку речовину у спеціальних умовах можна отримати у кристаліяній формі, тому не можна ділити речовини на крсталічні і аморфні, можна тільки говорити про аморфний та кристалічний стан речовини. Це тим більш справедливо, що, як показав рентгеноструктурний аналіз, дрібні частинки твердої фази. що становлять хаотичні агрегати, мають кристалічну структуру.

При виділенні аморфних осадів велика ймовірність утворення колоїдних систем, оскільки виникнення великої кількості центрів кристалізації не дозволяє у подальшому частинкам твердої фази значно збільшуватись у розмірах; вони досягають лишень розмірів колоїдних частинок. Власне виділення аморфного осаду і відбувається в результаті коагуляції попередньо утвореної колоїдної системи, тому аморфні осади можна назвати скоагульованими колоїдами.

Розміри частинок у колоїдних системах дуже малі (від 1 до 100 нм), тому відділити осад від маточного розчину, якщо відбулось утворення колоїду, не можна ні центрифугуванням, ні фільтруванням. Утворення колоїдних систем ускладнює аналітичні операції і тому є небажаним.

Колоїдні системи – окремий випадок дисперсних систем, коли дисперсна фаза (сукупність частинок з розмірами менше 100 нм) представлена малорозчинною речовиною, а дисперсне середовище, в якому вона розподілена, - розчинником.

Будь-яка дисперсна система складається з дрібних частинок речовини, роззосереджених у будь-якому розчиннику. При цьому речовина називається дисперсною фазою, а розчинник – дисперсним середовищем. І дисперсна фаза, і дисперсне середовище можуть бути твердими, рідкими і газоподібними. Тому розрізняють 9 типів дисперсних систем. Найбільше значення мають системи з рідким дисперсним середовищем. Серед них залежно від ступеня подрібнення дисперсної фази розрізняють грубодисперсні системи, власне колоїдні розчини і справжні розчини.

Грубодисперсними називаються системи, у яких діаметр частинок більший 100 нм. До них відносяться суспензії та емульсії. Якщо частинки дисперсної фази тверді, то така дисперсна система називається суспензією. Якщо частинки дисперсної фази рідкі – це емільсії. Грубі дисперсні фази можна відділити фільтруванням. У істинних (справжніх) розчинів дисперсна фаза має розмір частинок менший від 1 нм. При таких розмірах зникає різниця між дисперсною фазою і дисперсним середовищем. Ці розчини повністю однорідні і оптично прозорі.

Фізичні властивості колоїдних систем

1. Колоїдні частинки несуть однойменний заряд. Він може бути позитивним або негативним. Внаслідок однойменних зарядів частинки не притягуються, а знаходяться на певній відстані і тому вони не з’єднуються у більші молекули і не осаджуються. Наявність заряду легко виявити, пропускаючи через колоїдний розчин електричний струм. Позитивно заряджені частинки направляються до катоду, а негативно заряджені – до аноду. Це явище називається електрофорезом.

2. Кінетична енергія частинок , які рухаються, більша, ніж сили тяжіння. Тому, не дивлячись на низьку розчинність осаду у воді, частинки не опускаються на дно, а знаходяться у завислому стані.

3. Колоїдним системам властивий ефект Тиндаля. Якщо пропускати через колоїдний розчин світловий потік, то можна спостерігати розсіювання світла частинками розчину.

4. Колоїдні частинки знаходяться у броунівському русі – невпорядкованому хаотичному русі.