Основната тема на тази статия ще бъде колоидна частица. Тук ще разгледаме концепцията за колоиден разтвор и мицели. И също така да се запознаете с основното видово разнообразие от частици, свързани с колоидни. Нека се спрем отделно на различните характеристики на изследвания термин, някои отделни понятия и много други.
Въведение
Концепцията за колоидна частица е тясно свързана с различни разтвори. Заедно те могат да образуват различни микрохетерогенни и диспергирани системи. Частиците, образуващи такива системи, обикновено са с размер от един до сто микрона. В допълнение към наличието на повърхност с ясно разделени граници между дисперсната среда и фазата, колоидните частици се характеризират със свойството на ниска стабилност, а самите разтвори не могат да се образуват спонтанно. Наличието на голямо разнообразие в структурата на вътрешната структура и размери предизвиква създаването на голям брой методи за получаване на частици.
Концепцията за колоидна система
В колоидни разтвори, частици във всички техниагрегатите образуват системи от дисперсен тип, които са междинни между разтворите, които се определят като истински и груби. В тези разтвори капки, частици и дори мехурчета, които образуват дисперсната фаза, имат размери от един до хиляда nm. Те са разпределени в дебелината на дисперсната среда, като правило, непрекъснати и се различават от оригиналната система по състав и/или агрегатно състояние. За да разберете по-добре значението на такава терминологична единица, по-добре е да я разгледате на фона на системите, които формира.
Определяне на свойства
Сред свойствата на колоидни разтвори могат да се определят основните:
- Образуващите се частици не пречат на преминаването на светлината.
- Прозрачните колоиди имат способността да разпръскват светлинни лъчи. Това явление се нарича ефект на Тиндал.
- Зарядът на колоидна частица е еднакъв за дисперсните системи, в резултат на което те не могат да се появят в разтвор. При Брауново движение диспергираните частици не могат да се утаяват, което се дължи на поддържането им в състояние на полет.
Основни типове
Основни класификационни единици на колоидни разтвори:
- Суспензия от твърди частици в газове се нарича дим.
- Суспензия от течни частици в газове се нарича мъгла.
- От малки частици от твърд или течен тип, суспендирани в газова среда, се образува аерозол.
- Газовата суспензия в течности или твърди вещества се нарича пяна.
- Емулсията е течна суспензия в течност.
- Sol е дисперсна системаултрамикрохетероген тип.
- Гелът е суспензия от 2 компонента. Първият създава триизмерна рамка, чиито празнини ще бъдат запълнени с различни разтворители с ниско молекулно тегло.
- Суспензия от твърди частици в течности се нарича суспензия.
Във всички тези колоидни системи размерите на частиците могат да варират значително в зависимост от естеството им на произход и състоянието на агрегация. Но дори въпреки толкова много разнообразен брой системи с различни структури, всички те са колоидни.
Видово разнообразие от частици
Първичните частици с колоидни размери се разделят на следните типове според вида на вътрешната структура:
- Суспенсоиди. Те също се наричат необратими колоиди, които не могат да съществуват сами за дълги периоди от време.
- Колоиди от мицеларен тип или, както още ги наричат, полуколоиди.
- Обратим тип колоиди (молекулярни).
Процесите на образуване на тези структури са много различни, което усложнява процеса на разбирането им на детайлно ниво, на ниво химия и физика. Колоидните частици, от които се образуват тези видове разтвори, имат изключително различни форми и условия за процеса на образуване на интегрална система.
Определяне на суспензоиди
Суспензоидите са разтвори с метални елементи и техните вариации под формата на оксид, хидроксид, сулфид и други соли.
Всичкисъставните частици на гореспоменатите вещества имат молекулна или йонна кристална решетка. Те образуват фаза на диспергиран вид вещество - суспензоид.
Отличителна черта, която прави възможно разграничаването им от суспензиите, е наличието на по-висок индекс на дисперсия. Но те са свързани помежду си от липсата на стабилизиращ механизъм за дисперсия.
Необратимостта на суспензоидите се обяснява с факта, че утайката от процеса на тяхното запарване не позволява на човек да получи отново золи чрез създаване на контакт между самата утайка и диспергираната среда. Всички суспензоиди са лиофобни. В такива разтвори се наричат колоидни частици, свързани с метали и производни на солта, които са били смачкани или кондензирани.
Производственият метод не се различава от двата начина, по които винаги се създават дисперсни системи:
- Получаване чрез диспергиране (смилане на големи тела).
- Метод на кондензация на йонни и молекулярно разтворени вещества.
Определяне на мицеларни колоиди
Мицеларните колоиди се наричат още полуколоиди. Частиците, от които са създадени, могат да възникнат, ако има достатъчно ниво на концентрация на молекули от амфифилен тип. Такива молекули могат да образуват само вещества с ниско молекулно тегло, като ги свързват в агрегат от молекула - мицел.
Молекулите с амфифилна природа са структури, състоящи се от въглеводороден радикал с параметри и свойства, подобни на неполярен разтворител и хидрофилна група, коятонаричан още полярно.
Мицелите са специфични агломерации от равномерно разположени молекули, които се държат заедно предимно чрез използването на дисперсионни сили. Мицелите се образуват например във водни разтвори на детергенти.
Определяне на молекулярни колоиди
Молекулните колоиди са високомолекулни съединения както от естествен, така и от синтетичен произход. Молекулното тегло може да варира от 10 000 до няколко милиона. Молекулните фрагменти от такива вещества имат размерите на колоидна частица. Самите молекули се наричат макромолекули.
Съединения от макромолекулен тип, подлежащи на разреждане, се наричат истински, хомогенни. Те, в случай на екстремно разреждане, започват да се подчиняват на общата серия от закони за разредените формулировки.
Получаването на колоидни разтвори от молекулярния тип е доста проста задача. Достатъчно е сухото вещество и съответния разтворител да влязат в контакт.
Неполярната форма на макромолекулите може да се разтваря във въглеводороди, докато полярната форма може да се разтваря в полярни разтворители. Пример за последното е разтварянето на различни протеини в разтвор на вода и сол.
Обратими тези вещества се наричат поради факта, че подлагането им на изпаряване с добавяне на нови порции сухи остатъци кара молекулярните колоидни частици да приемат формата на разтвор. Процесът на тяхното разтваряне трябва да премине през етап, в който набъбва. Това е характерна особеност, която отличава молекулярните колоиди, нана фона на други системи, разгледани по-горе.
В процеса на набъбване, молекулите, които образуват разтворителя, проникват в твърдата дебелина на полимера и по този начин разтласкват макромолекулите. Последните, поради големия си размер, започват бавно да дифундират в разтвори. Външно това може да се наблюдава с увеличаване на обемната стойност на полимерите.
Micelle устройство
Мицелите на колоидна система и тяхната структура ще бъдат по-лесни за изследване, ако вземем предвид процеса на образуване. Нека вземем за пример AgI частица. В този случай частици от колоиден тип ще се образуват по време на следната реакция:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Молекулите на сребърния йодид (AgI) образуват практически неразтворими частици, вътре в които кристалната решетка ще се образува от сребърни катиони и йодни аниони.
Получените частици първоначално имат аморфна структура, но след това, когато постепенно кристализират, придобиват постоянна структура на външния вид.
Ако приемате AgNO3 и KI в съответните им еквиваленти, тогава кристалните частици ще растат и ще достигнат значителни размери, надвишаващи дори размера на самата колоидна частица и след това бързо утайка.
Ако приемете някое от веществата в излишък, можете изкуствено да направите стабилизатор от него, който ще докладва за стабилността на колоидни частици сребърен йодид. В случай на прекомерно AgNO3разтворът ще съдържа повече положителни сребърни йони и NO3-. Важно е да се знае, че процесът на образуване на AgI кристални решетки се подчинява на правилото на Панет-Фаянс. Следователно, той може да продължи само в присъствието на йони, които съставляват това вещество, които в този разтвор са представени от сребърни катиони (Ag+).
Положителните йони на Argentum ще продължат да бъдат завършени на нивото на образуване на кристалната решетка на ядрото, която е здраво включена в структурата на мицела и комуникира електрическия потенциал. Именно поради тази причина йоните, които се използват за завършване на изграждането на ядрената решетка, се наричат потенциал-определящи йони. По време на образуването на колоидна частица - мицели - има и други особености, които определят един или друг ход на процеса. Тук обаче всичко беше разгледано с помощта на пример със споменаването на най-важните елементи.
Някои концепции
Терминът колоидна частица е тясно свързан с адсорбционния слой, който се образува едновременно с йони от потенциал-определящ тип, по време на адсорбцията на общото количество противойони..
Гранулата е структура, образувана от ядро и адсорбционен слой. Той има електрически потенциал от същия знак като Е-потенциала, но стойността му ще бъде по-малка и зависи от първоначалната стойност на противойони в адсорбционния слой.
Коагулацията на колоидни частици е процес, наречен коагулация. В дисперсните системи това води до образуване на малки частиципо-големи. Процесът се характеризира с кохезия между малки структурни компоненти за образуване на коагулативни структури.
