Властивості колоїдних систем - студопедія

Оптичні. Проходження світла через дисперсну систему супроводжується заломленням, поглинанням, відбиттям і розсіюванням. Переважання якого - то з цих явищ залежить від співвідношення між довжиною хвилі падаючого світла і розміром зважених часток. Наприклад, відображення частинок можливо, якщо розміри частинок перевищують довжину хвилі. У колоїдно-дисперсних системах з частинками порівнянними або значно меншими, ніж довжина хвилі видимого світла переважає светорассеяніє.

Розсіювання світла властиво будь-якому середовищі, але найбільш інтенсивне світлорозсіювання відбувається, якщо світло проходить через дисперсну систему, що складається з частинок з розмірами менше довжини хвилі падаючого світла і віддаленими одна від одної на відстані, значно перевершують довжину хвилі. В цьому випадку відбувається дифракція, тобто світловий промінь, зустрічаючи на своєму шляху частку, як би огинає її і трохи змінює свій напрямок.

В колоїдних розчинах светорассеяніє проявляється у вигляді опалесценції - матового світіння, найчастіше голубуватих відтінків, яке можна спостерігати при бічному освітленні безбарвного золю на темному тлі. Светорассеяніє - характерна властивість колоїдних розчинів, що дозволяє відрізняти їх від молекулярних та іонних розчинів. З опалесценцией пов'язано явище - конус Тиндаля. На посудину колоїдним з розчином направляють яскраве світло і при спостереженні збоку спостерігається рівномірне світіння освітленої ділянки, іноді з невеликим розширенням на виході (конус Тиндаля). Конус Тиндаля можна спостерігати в природних умовах - розсіювання світла у вигляді конуса від фар, прожектора, вуличних ліхтарів в туманну погоду.

Електричні властивості. Виникнення подвійного електричного шару на поверхні твердої фази обумовлює електричні властивості колоїдних розчинів.

Електрокінетичні явища. При накладенні постійного електричного поля в колоїдних системах можна спостерігати 2 процесу:

1) явище переміщення частинок дисперсної фази щодо дисперсійного середовища - електрофорез;

2) явище переміщення дисперсійного середовища відносно нерухомої дисперсної фази - електроосмос.

Електрофорез і електроосмос широко застосовуються на практиці. Наприклад, за допомогою електрофорезу покривають полімерами труби для захисту від корозії, наносять з латексів шар каучуку на тканини, очищають промислові викиди від забруднюючих речовин. Електроосмотіческій можна видаляти воду з різних подрібнених і пористих матеріалів - торфу, деревини, осушувати ґрунти.

Молекулярно-кінетичні властивості. Сюди відносять броунівський рух, дифузію і осмос.

Процес укрупнення (злипання) колоїдних частинок, що приводить до утворення осаду, називають коагуляцією. Коагуляція починається при падінні # 958; -потенціалу до 0,03В.

Коагулююча здатність електролітів характеризується величиною, званої порогом коагуляції. Поріг коагуляції - це мінімальна концентрація електроліту, при якій починається коагуляція (ммоль / л). Поріг коагуляції залежить від природи дисперсної системи, концентрації дисперсної фази, а також від швидкості додавання електроліту, інтенсивності перемішування, присутності в системі інших електролітів і неелектролітів. Процес, зворотний коагуляції, тобто перехід свіжоутвореними осаду або гелю в колоїдний розчин, називається пептизацією. Викликати пептизацію можна вимиванням коагулянту розчинником, а також впливом пептизаторів електролітів, неелектролітів, поверхнево-активних речовин, високомолекулярних сполук.

Фактори коагуляції. Агрегативна стійкість колоїдних розчинів значно нижче, ніж справжніх, тому коагуляція може протікати і мимовільно з більшою або меншою швидкістю. Коагуляція може бути викликана механічним впливом (перемішування, струшування і ін.), Сильним охолодженням або нагріванням, пропусканням електричного струму, тривалим діалізом, додаванням розчинів неелектролітів та електролітів, останнім використовується особливо часто.

Коагулююча дію надає іон електроліту зі знаком заряду, протилежним знаку заряду гранули колоїдної частинки. Для явною коагуляції необхідна деяка мінімальна концентрація додається електроліту. При цьому дзета-потенціал (електрокінетіческій потенціал, що характеризує величину дифузного шару міцели) знижується від 60 - 70 мілівольт до 30-35 мілівольт. Міцела, таким чином, втрачає агрегатівную стійкість.

Поріг коагуляції - це найменша концентрація електроліту в мілімоль на один літр, при якій після додавання цього електроліту починається явна коагуляція колоїдного розчину. Якщо для коагуляції взято 10 мл золю, то поріг коагуляції можна обчислити за формулою: П = 100 # 8729; З # 8729; V, де П - поріг коагуляції, З - молярна концентрація електроліту, V - найменше число мілілітрів розчину електроліту, необхідне для початку явної коагуляції, 100 - множник для переходу до одного літра.

Величина, зворотна порогу коагуляції, називається коагулирующей здатністю (К): К = 1 / П

Співвідношення між валентністю коагулюючого іона і коагулирующей здатністю його в тому випадку, коли коагулююча дія викликається катіоном, приблизно таке:

Ме +. Ме 2+. Ме 3+ = 1: 25. 550.

Коагуляція золів зазвичай закінчується седиментацією - осадженням речовини золю під дією сили тяжіння.

Коагуляція гідрофільних золів. Стійкість гідрофільних золів зумовлена ​​не тільки величиною дзета-потенціалу, а й наявністю потужної гідратної оболонки у колоїдних міцел. Для коагуляції гідрофільних золів (наприклад, зола желатину) треба знизити дзета - потенціал міцел і зруйнувати їх гідрадну оболонку. Перше досягається збільшенням невеликих кількостей електроліту; друге - додаванням великої кількості електролітів (висолювання) або додатком дегидратирующих речовин (спирт, ацетон і ін.). Сильний вплив на висаліваются дію надає аніон електроліту. Аніони при цьому розташовуються в ліотропний ряд; на одному з перших місць, якого за силою висаліваются дії, знаходиться S04 2 - іон.

Невеликі кількості солей на деякі білки можуть діяти і пептізірующім чином, підвищуючи їх розчинність (наприклад, на гемоглобін).

Найменшою агрегативной стійкістю білки володіють в ізоелектричному стані. У цьому стані вони мають найменшу в'язкість, мінімальне осмотичнийтиск, найменшу здатність до набухання.