Chimie și Tehnologie Chimică
Așa cum arată numeroase studii, in proprietatile sale moleculare cinetice ale sistemelor coloidale nu diferă de cele obișnuite soluțiile (reale), numai acele proprietăți în coloizi și soluții de compuși cu masa moleculară înaltă sunt exprimate în mod semnificativ (în sute sau mii de ori) mai slabi. [C.299]
Teoria moleculară este confirmată într-o serie de fapte și observații. În primul rând, determinarea greutății moleculare în soluțiile polimerice prin metode. indicând direct greutatea moleculară a particulelor (de exemplu, prin împrăștierea luminii), a arătat fără echivoc lipsa în astfel de soluții de miceli, adică particule constând din agregate de molecule. În al doilea rând, dizolvarea unei substanțe moleculare înalte. precum și dizolvarea compușilor cu conținut scăzut de molecule. merge spontan, adesea cu eliberarea căldurii. De exemplu, este suficient să se adauge gelatină în apă și cauciuc în benzen, astfel încât după o perioadă de timp, fără nici o interferență din exterior, să se formeze o soluție de polimer în solvent. Când aceeași substanță este dispersată într-o stare coloidală. după cum știm, este nevoie de energie pentru a depăși forțele intermoleculare. În al treilea rând, soluțiile de polimeri sunt stabile din punct de vedere termodinamic și pot fi stocate atât timp cât este necesar, cu precauții adecvate. Soluții coloidale. dimpotrivă, termodinamic instabil și capabil să îmbătrânească. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când se dizolvă polimerii, se formează întotdeauna un sistem omogen, iar energia liberă scade, la fel ca în prepararea soluțiilor de substanțe moleculare mici. fie datorită eliberării căldurii ca urmare a interacțiunii polimerului cu solventul, fie prin creșterea entropiei. Atunci când se obține același sistem coloidal heterogen, energia sa liberă crește întotdeauna ca rezultat al creșterii suprafeței fazei dispersate. În al patrulea rând, dizolvarea compușilor cu înaltă moleculă nu necesită prezența unui stabilizator special în sistem. Stratul cenușiu nu poate fi obținut fără un stabilizator special, care dă sistemului o stabilitate agregată. În cele din urmă, soluțiile de polimeri sunt în echilibru termodinamic și sunt sistemele reversibile la care se aplică regula fazelor Gibbs. [C.434]
polimer de înaltă și compuși cu greutate moleculară mare (BMC), și soluțiile lor ocupă un loc special în clasificarea coloidală-chimice. Soluții IUD, fiind, de fapt, soluții moleculare reale. au în același timp semne de stare coloidală. Când IUD dizolvarea spontană dispersate macromolecule separate, care formează omogen, cu o singură fază, sistem stabil și reversibil (de exemplu, soluții de proteină în apă, în cauciuc benzen), nu fundamental diferit de soluțiile moleculare convenționale. Cu toate acestea, dimensiunile acestor macromolecule sunt uriașe în comparație cu dimensiunile moleculelor convenționale și sunt proporționale cu mărimea particulelor coloidale. P mai sus. 13, datele arată că dimensiunile macromoleculare (glicogen) pot fi mai mici, iar uneori mai mare decât dimensiunile particulelor coloidale convenționale (sol Au) subțiri și lungi. Deoarece dispersia, așa cum am văzut, are un efect semnificativ asupra proprietăților sistemului. este evident că soluțiile DIU ar trebui să aibă o serie de caracteristici comune sistemelor heterogene dispersate înalt. Intr-adevar, pentru o varietate de proprietăți (întârziere difuzie Ultrafilters, structura, proprietăți optice și electrice) soluțiile marinei sunt mai aproape de sistemele coloidale. mai degrabă decât la soluțiile moleculare. Deoarece soluțiile DIU combină dialectic proprietățile soluțiilor moleculare și ale sistemelor coloidale. este recomandabil să le numiți, conform sugestiei lui Zhukov, coloizi moleculari. spre deosebire de altă clasă. - sisteme tipice de înaltă dispersie - suspozoide [1]. [C.14]
Produsele solide hidrofobe și soluțiile de compuși cu conținut molecular ridicat în timpul formării lor sunt aproape întotdeauna contaminate cu diverse impurități. Cel mai adesea în sistem, electrolitul inițial este contaminat cu soluții introduse în exces de stabilizator. Pentru a obține soluții coloidale stabile, este necesar să se elimine impuritățile din acestea. Luați în considerare metode de purificare a solurilor și a soluțiilor de substanțe moleculare înalte. [C.291]
Suprafața micelilor unei substanțe coloidale. precum și anumiți radicali de molecule uriașe, care există independent în solurile compușilor cu înaltă moleculară (proteine, pectine etc.), leagă o parte din mediul de dispersie. de exemplu, apa care se află în imediata apropiere a acestora, modificând în mod semnificativ proprietățile (capacitatea de căldură, capacitatea de a dizolva densitatea, presiunea de vapori redusă etc.). Această apă numită apă legată, în majoritatea cazurilor va fi un mediu legat de sorbție. [C.396]
Datorită muncii oamenilor de știință sovietici și străini sa constatat că sistemele coloidale. cunoscut mai înainte ca soluri liofilice. de fapt, ele nu sunt soluri, ci soluții adevărate ale compușilor moleculari înalți (IUD), adică sisteme omogene care sunt dispersate molecular sau ionic. În soluțiile acestor compuși, particulele în suspensie nu sunt miceli (ca în cazul coloizilor lyofobi), ci de mărimi uriașe de macromolecule. a căror greutate moleculară depășește 10.000 și în unele cazuri depășește chiar câteva milioane (experimentul nr. 86). [C.175]
Soluțiile proaspăt preparate ale acestor oxizi și hidroxizi sunt, în multe privințe, similare cu soluțiile de compuși cu înaltă moleculare. Aceste substanțe precipită din soluții când se introduce electrolitul, dar precipitatul revine cu ușurință la o soluție coloidală. dacă coagulatorul este îndepărtat. O astfel de precipitare și dispersie, de exemplu dioxidul de staniu, pot fi produse în mod arbitrar de mai multe ori. Efectul electroliților asupra soluțiilor de astfel de substanțe și asupra efectului valenței ionice. determinând o scădere a potențialului de particule. mult mai puțin semnificativă decât pentru sistemele coloidale tipice. de exemplu soluții metalice și soluri de sulfuri metalice. Viscozitatea relativă a soluțiilor de astfel de substanțe este mult mai mare decât cea a solurilor convenționale. În cele din urmă, soluțiile lor au capacitatea de a produce jeleuri, foarte asemănătoare proprietăților cu jeleurile substanțelor moleculare înalte. [C.422]
Dializa. Dializa a fost istoric prima metodă de purificare. A fost propus de T. Graham (1861). Diagrama celui mai simplu dializator este prezentată în Fig. 1. Sol solubil sau soluție de compus cu un conținut ridicat de molecule înalte. turnat într-un vas a cărui fund este o membrană care reține particule coloidale sau macromolecule și transmite molecule ale solventului și impurități moleculare mici. Mediul extern. contactarea membranei este un solvent. Concentrația scăzută de impurități cu greutate moleculară în soluția coloidală sau macromolecular trece deasupra prin membrana în mediul extern (dializat). În figură, direcția de curgere a impurităților moleculare scăzute este indicată prin săgeți. Purificarea se efectuează până când concentrațiile de impurități din cenușă și din dializă devin mai apropiate [c.17]
Mulți cercetători au putut, de asemenea, să observe fenomenul birefringenței în fluxul de soluții de compuși cu înaltă moleculare și coloizi cu particule anisodiametrice (soluri de hidroxid de fier, pentoxid de vanadiu, etc.). Efectul birefringenței a fost deosebit de pronunțat în sistemele coloidale. Aceasta este așa-numita birefringență intrinsecă. Studiul cantitativ al birefringenței intrinseci permite evaluarea formei și dimensiunilor particulelor coloidale. [C.43]
polimer de înaltă și compuși cu greutate moleculară mare (BMC), și soluțiile lor ocupă un loc special în clasificarea coloidală-chimice. Soluții IUD, fiind, de fapt, soluții moleculare reale. au în același timp multe semne de stare coloidală. Când IUD dizolvarea spontană dispersate macromolecule separate, care formează omogen, cu o singură fază, sistem stabil și reversibil (de exemplu, soluții de proteină în apă, în cauciuc benzen), nu fundamental diferit de soluțiile moleculare convenționale. Cu toate acestea, dimensiunile acestor macromolecule sunt uriașe în comparație cu dimensiunile moleculelor convenționale și sunt proporționale cu mărimea particulelor coloidale. Datele de mai sus arată că dimensiunile macromoleculare (glicogen) pot fi mai mici, iar uneori mai mare decât dimensiunile particulelor coloidale convenționale (sol Au) subțiri și lungi. [C.15]
Mecanismul efectului protector este suficientă horoiga Zsigmondy explicată prin teoria, care se bazează pe o idee a interacțiunii adsorbție dintre particulele de ecranare și coloizi. Particulele mai mari de un sol hidrofob adsorbs macromolecule mai mici IUD pe suprafața lor cu solvat lor (hidrat) cochilii, și ca rezultat devine proprietăți lipofile (hidrofile). În acest caz, hidrofobe micele sol coloidal ireversibil protejat de contactul direct unele cu altele, și, prin urmare, agregarea acțiunii în cazul unei astfel de coagulant sol electrolit și în cazul concentrării soluției. În Fig. 121 și este prezentată o schemă a unei astfel de acțiuni protectoare. În acest fel. compuși macromoleculari acționează ca stabilizator lyophobic (hidrofob) coloizilor Faptul că în adsorbția se bazează efect protector. Aceasta a confirmat nu numai natura selectivă a interacțiunilor dintre macromolecule DIU și micele, dar gradul de acțiune crește de protecție cu concentrația soluției protejează numai DIU până la saturație deplină a suprafeței de adsorbție a miceliilor sol protejat. [C.387]
Reziduurile uscate ale unor soluții coloidale (obținute cu evaporare atentă) pot forma din nou un sol prin adăugarea unui solvent adecvat (mediu de dispersie), adică aceste sisteme coloidale sunt reversibile. Reziduuri uscate de soluții coloidale. care nu formează sol atunci când se adaugă mediul de dispersie. se numesc sisteme coloid ireversibile. Întrucât în sisteme reversibile faza dispersată interacționează cu mediul de dispersie lichid și se poate dizolva în ea, adică are o afinitate pentru ea, Freundlich și le-a propus să le numesc sisteme liofilizate. Acestea includ soluții de proteine cu compuși moleculari înalte, acizi nucleici etc. În sistemele ireversibile, faza dispersată nu interacționează cu mediul de dispersie și, prin urmare, nu se dizolvă în ea. S-au numit sisteme lyofobe. Acestea includ soluții tipice coloidale de sol de hidroxid de fier, sulfat de bariu etc. Dacă mediul de dispersie este apă, sistemele sunt denumite respectiv hidrofile sau hidrofobe. Hidrofilicitatea se datorează prezenței în molecule a unui număr suficient de mare de grupări hidrofile. care poate fi fie disociat (ionogen) R-COOH, R-NH3OH, R-OONa, R-NH3I, sau nedisociat (polar) [c.173]
Acțiunea protectoare se bazează pe interacțiunea de adsorbție dintre particulele fazei dispersate a solului și moleculele compusului macromolecular prezent în soluție. Având în vedere faptul că macromoleculele polimer de mare dimensiuni ajunge la o lungime de 400-800 mjx, iar dimensiunea maximă a particulelor coloidale este de 100 um, ar trebui să fie considerată o interacțiune puțin probabilă posibilitate de adsorbție între macromoleculele și particule coloidale audio multiple. Este mult mai probabil situația în care o macromolecule interacționează cu mai multe particule coloidale. atingând fiecare dintre ele cu legături separate. Această concluzie conduce la cercetarea mecanismului acțiunii de protecție. produs de EM Nathanson (1950) cu ajutorul unui microscop electronic. Examinarea imaginilor obținute elektronpomikroskopicheskih Nathanson, i-au permis să concluzioneze că particulele coloidale sunt legate în agregate cu lanț asemănător de macromolecule. [C.226]
prag pozitiv soluții de coagulare sol Date fiind a fost determinat YaS1 0,01% și M 504 în absența și în introducerea de PVA care conține 11% grupări acetat. Stabilitatea dispersiilor în prezența PVA, care, împreună cu stabilitatea ionso-electrostatică și a solvatului, stabilizează sistemul, este de 4 ori mai mare. Este cunoscut faptul că soluțiile de compuși cu masa moleculară înaltă și stabilizate soluțiile coloidale nu sunt foarte sensibile la adăugarea de electroliți, cu toate acestea, cea mai adecvată metodă de purificare a apelor reziduale ar trebui să fie metoda heterocoagulation. [C.98]
Substanța protectoare, așa cum este ea, conferă solului proprietățile soluției acestei substanțe. În prezența substanțelor protectoare cu greutate moleculară mare, solurile care, în general, nu pot fi concentrate la un conținut ridicat de fază dispersată. este posibil să se evapore până la uscare și apoi reziduul uscat rezultat poate fi din nou dizolvat în coloid. Mobilitatea electrophoretică a particulelor de sol care au adsorbit o cantitate suficientă de substanță protectoare. este de obicei egală cu mobilitatea electrophoretică a moleculelor de polimer. În final, coloizilor protejate adăugarea electroliților nu respectă regula Hardy, și se comportă ca soluții de ecranare pH te-sokomolekulya OSC „oschestva, în care pentru izolarea fazei dispersate în nămolul necesită aceeași cantitate de electrolit ca și pentru depunerea de substanțe cu greutate moleculară mare. De asemenea, este important ca un reactiv capabil să safener precipitat. precipitatele sol și chiar dacă sursa este indiferentă față de acest reactiv sol. gelatină sigure, Astfel, coloizi protejate, își pierd stabilitatea lor prin adaugarea taninuri formarea cu gelatină un compus insolubil, în timp ce solii neprotejați sunt insensibili la acțiunea taninelor [c.304]
A se vedea paginile în care se menționează termenul "soluții coloide (soluri) de compuși cu molecule înalte". [c.197] [c.283] A se vedea capitolele din: