Дисперсные системы. Коллоидные растворы

Ранее были рассмотрены истинные растворы, представляющие собой гомогенную смесь компонентов. Истинные растворы содержат молекулы или атомы, размеры которых не превышают 5×10^{-9 м (5 нм). При увеличении размеров частиц система становится гетерогенной, состоящей из двух или более фаз с сильно развитой поверхностью раздела. Такие системы получили название дисперсных систем.}

Все дисперсные системы состоят из сплошной фазы, называемой дисперсионной средой, и прерывистой фазы (частиц), называемой дисперсной фазой.

В зависимости от размера частиц дисперсные системы подразделяются на следующие:

взвеси (суспензии, эмульсии), у которых частицы имеют размер 10^{-6 м и более;}

коллоидные системы, размер частиц которых лежит в пределах 10^-9…10^{-5 м.}

Характерной особенностью коллоидных частиц является наличие на их поверхности заряда, обусловленного избирательной адсорбцией ионов. Коллоидная частица имеет сложное строение. Она включает в себя ядро, адсорбированные ионы, противоионы и растворитель. Существуют гидрофильные коллоиды, в которых растворитель взаимодействует с ядрами частиц, и гидрофобные коллоиды, в которых растворитель не взаимодействует с ядром частиц.

Для коллоидных растворов характерно движение частиц дисперсной фазы – броуновское движение.

Кинетические свойства коллоидных растворов близки кинетическим свойствам истинных растворов, однако скорости перемещения частиц в коллоидных растворах меньше, чем в истинных, что связано с размерами частиц.

Движение частиц дисперсной фазы к одному из электродов при пропускании через золь постоянного электрического тока получило название электрофореза, а движение частиц дисперсионной среды – электроосмоса.

Кинетические свойства коллоидных растворов определяют их кинетическую устойчивость, которая состоит в том, что концентрация коллоидных растворов одинакова по всему объему системы и при правильном хранении не изменяется во времени.

Электрические свойства коллоидных растворов объясняют их агрегативную устойчивость, которая проявляется в том, что частицы дисперсной фазы не укрупняются и не слипаются. Наличие одноименного электрического заряда частиц дисперсной фазы, вызывающего их взаимное отталкивание, обусловливает сохранение коллоидной степени дисперсности. Наличие электрического заряда у частиц дисперсной фазы приводит к их значительной гидратации (полярные молекулы воды определенным образом ориентируются относительно заряженных и вступают с ними во взаимодействие). Гидратная оболочка снижает поверхностную энергию дисперсной фазы и тем самым уменьшает стремление частиц к укрупнению.

При длительном хранении гидрофильные золи переходят в особое «студнеобразное» состояние. В таком виде они называются гелями.