Способи одержання колоїдних систем

1. Метод конденсації. Колоїдні частинки одержують в результаті зчеплення молекул чи йонів речовини. При цьому утворюються агрегати молекул, що мають однойменні заряди і під впливом сили тяжіння осідають на дно. Наприклад, при гідролізі деяких солей (заліза хлориду). Якщо через холодний розчин арсенітної кислоти пропускати сірководень, то утворюються колоїди сульфіду арсену. Якщо опустити у воду срібну паличку і пропустити електричний струм, то під його дією метал випаровується у вигляді атомів. таким способом отримують колоїдний розчин срібла.

2. Метод диспергування (пептизації). Метод базується на отриманні дрібних агрегатів молекул з крупних агрегатів. Таке подрібнення отримують за допомогою “колоїдних млинів”.

Умови одержання колоїдних систем

Колоїдні системи утворюються у тому випадку, коли швидкість процесу агрегації у багато разів перевищує швидкість процесу орієнтації. При цих умовах утворюються ультрамікрокристали (первинні кристали), які отримують агрегатну стійкість і заряд. Їх багато і весь “будівельний” матеріал витрачається на утворення цих центрів кристалізації.

Будова колоїдної частинки (міцели)

Кожна колоїдна частинка адсорбує на своїй поверхні йони, які знаходяться у розчині. Через селективність адсорбції в конкретних умовах буде адсорбуватись переважно певний вид йонів і надавати частинкам позитивний або негативний заряд. Якщо колоїдна система виникає в результаті проведення хімічної реакції осадження, то переважно частинки адсорбують в першу чергу йони, які входять до складу твердої фази.

Адсорбція йонів, безпосередньо пов’язаних з мікроповерхнею частинки дисперсної фази (ядром частинки) називається первинною адсорбцією, а шар цих йонів на поверхні ядра – первинним адсорбційним шаром. Заряд, створюваний таким шаром, достатньо високий і обумовлює електростатичну взаємодію з йонами протилежного знаку, в результаті чого утворюється шар протийонів, який зрівноважує заряд первинного адсорбційного шару.

Шар протийонів має дифузний характер: тільки частина йонів у ньому міцно зв’язана з первинним адсорбційним шаром і пересувається у розчині як єдина структурна одиниця – це і є власне колоїдна частинка. Решта протийонів розташовані навколо дифузно і знаходяться у динамічній рівновазі з йонами в дисперсному середовищі. Заряд колоїдної частинки, який виникає внаслідок часткової нейтралізації заряду первинного адсорбційного шару компактним шаром протийонів, визначається різницею зарядів цих двох шарів. Колоїдна частина разом з дифузним шаром протийонів складає нейтральну міцелу.

Будову колоїдних частин інколи виражають за допомогою формул, де круглими дужками виділяють ядро, квадратними – колоїдну частинку, а фігурними – міцелу.

Класифікація колоїдних систем

Колоїдні системи ділять на :

• ліофільні та ліофобні;

• оборотні та необоротні.

Колоїдні системи, в яких виражена здатність адсорбувати молекули розчинника (висока спорідненість до розчинника) називають ліофільними. Якщо така розчинність слабо виражена, то їх називають ліофобними. Якщо дисперсним середовищем служить вода, то такі колоїди називаються гідрофільними і гідрофобними відповідно. Гідрофобними переважно є колоїдні системи, утворені переважно неорганічними сполуками (наприклад, сульфіди арсену, стануму, стибію, кадмію). Вони візуально здаються сухими. Гідрофільні колоїди можуть виникати внаслідок самонабухання при зіткненні речовини дисперсної фази з розчинником. Це явище є характерним головним чином для органічних речовин – білків, крохмалю, желатину, агар-агару та ін. , але і серед неорганічних колоїдів є гідрофільні, наприклад, свіжоосаджена кремнієва кислота, у якій на одну молекулу оксиду кремнію припадає триста молекул води.

Якщо у гідрофобних колоїдів агрегатна стійкість колоїдної частинки обумовлена її зарядом, то у гідрофільних колоїдів вона у значній мірі обумовлена силами гідратації.