Лекции по коллоидной химии

  • 25 февр. 2013 г.
  • 15771 Слова
Лекция 1
Коллоидная химия


1.Коллоидные системы и предмет коллоидной химии
1.1. Коллоидные системы


Историческая справка
Первоначально коллоидная химия была лишь главой физической химии. Теперь это самостоятельная дисциплина со своим кругом идей. Были разработаны специальные специфические коллоидно-химические методы исследования: ультрамикроскопия, электроннаямикроскопия, ультрацентрифугирование, электрофорез и т.д. Практика показала огромное значение коллоидной химии для современной техники. Невозможно указать отрасль народного хозяйства, в которой не использовались бы коллоидные системы и коллоидные процессы. С коллоидными системами человек имел дело с незапамятных времен. Однако изучение их началось сравнительно недавно.
Обычно считают, что основателемколлоидной химии является английский ученый Томас Грэм (*)(1805-1869), который в 50-60-е годы позапрошлого столетия ввел в обращение основные коллоидно-химические понятия. Однако не следует забывать, что у него имелись предшественники, и прежде всего – Яков Берцелиус(*) и итальянский химик Франческо Сельми(*). В 30-е годы XIX века Берцелиус описал ряд осадков, проходящих при промывании через фильтр(кремниевая и ванадиевая кислоты, хлористое серебро, берлинская лазурь и др.). Эти проходящие через фильтр осадки Берцелиус назвал «растворами», но в то же время он указал на их близкое сродство с эмульсиями и суспензиями, со свойствами которых он был хорошо знаком. Франческо Сельми в 50-е годы XIX века продолжил работы в этом направлении, ища физико-химические различия между системами,образованными осадками, проходящими через фильтр (он назвал их «псевдорастворами») и обычными истинными растворами.
Английский ученый Майкл Фарадей(*) в 1857 г. синтезировал коллоидные растворы золота – взвесь Au в воде размерами частиц от 1 до 10 нм. и разработал методы их стабилизации.
Эти «псевдорастворы» рассеивают свет, растворенные в них вещества выпадают в осадок при добавлении небольших количествсолей, переход вещества в раствор и осаждение из него не сопровождаются изменением температуры и объема системы, что обычно наблюдается при растворении кристаллических веществ.
Томас Грэм развил эти представления о различии между «псевдорастворами» и истинными растворами и ввел понятие «коллоид». Грэм обнаружил, что вещества, способные к образованию студнеобразных аморфных осадков, такие какгидроокись алюминия, альбумин, желатина, диффундируют в воде с малой скоростью по сравнению с кристаллическими веществами (NaCl, сахароза). В то же время кристаллические вещества легко проходят в растворе через пергаментные оболочки («диализируют»), а студнеобразные вещества не проходят через эти оболочки. Принимая клей за типичный представитель студнеобразных не диффундирующих и не диализирующихвеществ, Грэм дал им общее название «коллоид», т.е. клееобразный (от греческого слова колла – клей). Кристаллические вещества и вещества, хороши диффундирующие и диализирующие он назвал «кристаллоидами».


Перечислим аномальные свойства некоторых растворов, которые мы называем теперь коллоидными системами.
Свойства коллоидных систем:
1. рассеивание света (опалесценция) (указывает нанеоднородность, многофазность системы).
Опалесценция становится особенно заметной, если, как это делал Тиндаль (*) через коллоидный раствор пропускать пучок сходящихся лучей, поставив между источником света и кюветой с раствором линзу. При этом растворы, прозрачные в проходящем свете, в боковом освещении проявляют все свойства мутных сред. В коллоидной жидкости, наблюдаемой сбоку, образуется яркий светящийся конус (конусТиндаля).

2. медленная диффузия
3. малое осмотическое давление
(пп. 2 и 3 говорят о наличии в системе крупных частиц)
4. коллоидные растворы способны к диализу, т.е. с помощью мембраны могут быть отделены от примесей
5. способны к коагуляции (разрушению) системы при: добавлении примесей, изменении Т, перемешивании и т.д.
6....
tracking img