Оптические свойства коллоидных систем - Оптические свойства дисперсных систем определяются размером частиц фазы. Истинные растворы прозрачны и “оптически пусты”, ионы и молекулы визуально и в микроскоп не наблюдаются. Коллоидные системы и ВМС, размер частиц которых значительно превосходит размер иона или молекулы, в состоянии золя проявляют способность к cветорассеянию, дают явление опалесценции (изменение цвета) и способны создавать конус Тиндаля. В последствии было установлено, что оно присуще всем дисперсным системам с размером частиц больше 1 нм. Эффект Тиндаля был использован Р. Зигмонди в 1903 году для создания ультрамикроскопа. Прибор позволяет наблюдать частицы в виде светящихся точек на темном фоне. Используют для подсчета частиц и наблюдения за траекторией движения.
Метод определения концентрации частиц, основанный на измерении интенсивности рассеянного света называется нефелометрией. Сам прибор сходен с устройством колориметра.
Агрегативная устойчивость дисперсных систем. Коагуляция - Агрегативная устойчивость – это способность частиц дисперсной фазы оказывать сопротивление слипанию и образованию крупных агрегатов, что удерживает определённую степень дисперсности этой фазы. Эта устойчивость характеризует способность дисперсной системы сохранять свою дисперсность.
Процесс объединения коллоидных частиц в более крупные агрегаты называется коагуляцией. - Причиной коагуляции является потеря заряда и гидратной оболочки, которые препятствуют этому явлению. Обратным процессом коагуляции является пептизация. Она представляет собой выход коагулята в среду с образованием дисперсной системы. Пептизация протекает с выделением энергии ∆Н< 0 и связана с рядом явлений: образование диэлектрического слоя, адсорбция ионов, сольватация частиц. Кинетическая или седиментационная устойчивость – это способность частиц дисперсной фазы удерживаться во взвешенном состоянии на определенной высоте в среде.
- Седиментация (лат. sedimentum - осадок) - это процесс оседания частиц в дисперсионной среде под действием силы тяжести. Явление характерно для гетерогенных систем. Скорость седиментации определяется размером частиц, разностью плотностей частиц и среды, вязкостью среды, температурой. Процесс седиментации постепенно приводит дисперсную систему к упорядоченному состоянию, когда оседающие частицы в объеме растворителя располагаются в соответствии со своими размерами - в нижних слоях - тяжелые и крупные частицы, а мелкие частицы под действием диффузии располагаются в верхних слоях. Устанавливается седиментационное равновесие. Оседанию препятствует броуновское движение и диффузия, стремящиеся произвести равномерное распределение частиц по всему объему дисперсионной среды. Чем выше скорости броуновского движения и диффузии, тем меньше выражена способность частиц к седиментации. Для проведения седиментационного анализа используют ультрацентрифуги (10 тыс. об/мин и выше). Метод ультрацентрифугирования является незаменимыми средством изучения коллоидных систем и ВМС: определение размера и формы частиц, молекулярной массы; используется для препаративного разделения фракций в сложных дисперсных системах.
Фазовый переход золь – гель. Желатинирование - Коллоидным системам характерны фазовые переходы золь ↔ гель). Золь (свободное дисперсное состояние частиц, т.е. неструктурированное) может переходить в состояние геля (связанное дисперсное состояние частиц, т.е.структурированное). Гель означает (лат. gelatus) замерзший. Процесс перехода золя в гель называется желатинированием или застудневанием. Время, необходимое для перехода золя в гель (студень) называется периодом созревания. Для перехода золя в гель при прочих равных условиях, огромное значение имеет природа вещества. В зависимости от природы различает хрупкие и эластичные гели, качества этих гелей различается.
Старение коллоидных систем С течением времени коллоидные системы стареют. Старение золей выражается в постепенном изменении агрегатного состояния, для лиофильных золей характерна склонность к желатинированию во времени с постепенным переходом в гель.
|
Скачать 477.98 Kb.