Замена растворителя
Метод основан на изменении состава среды таким образом, что химический потенциал компонента в дисперсной среде становится выше равновесного и тенденция к переходу в равновесное состояние приводит к образованию новой фазы. Так может быть получен золь канифоли. Если насыщенный раствор канифоли в этиловом спирте влить в большой объем воды, то полученный раствор в спирто-водной среде оказывается пересыщенным. Пересыщение приводит к агрегированию частиц канифоли, система становится гетерогенной, образуется коллоидная система – золь канифоли.
Таким путем могут быть получены гидрозоли серы, фосфора, мышьяка, многих других веществ.
По теории П. Веймарна размеры образующихся частиц зависят от соотношения между скоростями двух одновременно идущих процессов: образования зародышей (нуклеации) и их роста (кристаллизации) .
Рис. 7.1. Зависимость размера частиц от концентрации.
Размер частиц коллоидных систем зависит от концентрации реагирующих веществ при образовании умеренно растворимых веществ. Такая зависимость имеет максимум при получении сульфата бария (рис. 7.1):
В области 1 скорость нуклеации достаточна, но скорость роста кристаллов невелика, так как концентрация небольшая. Поэтому образуется коллоидная система - золь. В области 2 с увеличением концентрации роста увеличивается, частицы быстро укрупняются и под действием силы тяжести оседают, образуется осадок. В области 3 при высокой концентрации вещества, образующего дисперсную фазу, вязкость возрастает, скорость диффузии вещества из раствора к поверхности зародыша уменьшается. При высокой скорости нуклеации образуется много мелких частиц, которые соединяются друг с другом, образуя структированную коллоидную систему – гель.
Другим примером влияния концентрации реагирующих веществ при получении коллоидных систем является получение золя берлинской лазури.
При использовании очень разбавленных растворов реагентов образуется устойчивый золь берлинской лазури. Если сливать концентрированные растворы реагентов, то образуется густой гель берлинской лазури. А при сливании 10-кратно разбавленных концентрированных растворов реагентов никогда не получится золь - образуется осадок.
Во время образования коллоидной системы можно вводить вещества, препятствующие возникновению зародышей или тормозящие их рост.
Действие этих веществ вызвано их адсорбцией на поверхности зародышей и образованием слоя, препятствующего дальнейшей достройке кристаллической решетки зародыша. Под влиянием специальных добавок может по-разному изменяться скорость роста отдельных граней кристаллика.
Важная особенность конденсационного получения коллоидных дисперсных трудно растворимых веществ заключается в том, что высокое пересыщение может приводить первоначально к возникновению аморфизированных частиц. Дальнейшая кристаллизация может сопровождаться их измельчением, по-видимому, из-за возникающих при кристаллизации больших внутренних напряжений. В зависимости от природы вещества аморфизированное состояние может сохраняться от нескольких минут (золь золота) до часов, дней или даже лет (золи кремниевой кислоты).
Дата добавления: 2020-11-18; просмотров: 438;