7.2. Конденсационные способы образования дисперсных систем

При образовании дисперсных систем под конденсацией понимают возникновение но­вой фазы путем соединения молекул, ионов или атомов в гомогенной среде.

Процессы возникновения и роста зародышей новых фаз лежат в основе конденсацион­ных методов образования дисперсных систем. Образование систем высокой дисперсности по конденсационному механизму возможно, если, с одной стороны, возникает большое число зародышей новой, термодинамически более стабильной фазы, с другой стороны, скорость роста этих зародышей лежит в области определенных умеренных значений.

Факторы, приводящие к появлению новой фазы, можно разделить на две группы: хи­мические, т.е. протекание химических реакций, приводящие к возникновению высоких концентраций слаборастворимого соединения и физические такие как изменения давле­ния, температуры.

Химические методы создания перенасыщения чрезвычайно разнообразны. Любая реак­ция, приводящая к образованию нерастворимого, а в случае конденсированных фаз и летучего продукта (или, наоборот, нелетучего - взаимодействии газов), может использо­ваться для получения коллоидной системы. К образованию золей приводят различные химические реакции: окисления-восстановления, обмена, гидролиза и др. Эти реакции рассматриваются ниже.

Реакция обмена

С помощью реакции обмена можно получить различные золи. Этим способом полу­чают золи галогенидов, сульфидов и гидроксидов металлов. Характерным примером синтеза золей с использованием реакции обмена является получение гидрозолей иодида серебра. Эти золи часто служат моделями при изучении различных коллоидных процес­сов.

Реакции восстановления

Эти реакции лежат в основе многочисленных методов получения золей золота и се­ребра при взаимодействии солей этих металлов с различными восстановителями: Фосфо­ром (Фарадей), таннитом (Оствальд), формальдегидом (Зигмогди), ацетоном (Девис), например:

Реакция окисления

Они широко распространены в природе. Примером таких процессов является образо­вание золя при взаимодействии сероводорода, растворенного в гидротермальных водах, с кислородом.

Гидролиз солей

Процессы гидролиза солей широко распространены в природе и имеют важное значе­ние в технике. Эти процессы применяются для очистки сточных вод. Высокая удельная поверхность образующихся при гидролизе гидроксидов позволяет эффективно адсорбиро­вать примеси. Примером является реакция гидролиза хлорного железа.

В природных условиях часто протекает реакция гидролитического окисления раство­римых солей железа с образованием гидроксида железа. На большой глубине при отсутст­вии кислорода эта реакция не идет и вода, содержащая , прозрачны. На воз­духе быстро протекает гидролитическое окисление по схеме:

Эта реакция приводит к бурой окраске болот и к выпадению бурого осадка при стоянии вначале прозрачной воды из водопроводной сети, если вода содержит хорошо растворимый .

При физической конденсации образование новой фазы обычно связаны с изме­нением температуры или давления в системе.