Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Способы получения дисперсных систем




Основными способами получения дисперсных систем являются диспергирование и конденсация.

Дисперсионный метод (диспергирование) заключается в раздроблении и измельчении вещества, выступающего в роли дисперсной фазы, до размеров коллоидных частиц. В частности, для получения золей металлов широко используется электрическое распыление металлов: под действием электрической дуги металл испаряется, пары металла в дисперсионной среде конденсируются и формируются в микрокристаллы, которые и образуют коллоидные частицы.

Конденсационный метод (конденсация) основан на том, что частицы дисперсной фазы образуются за счет объединения молекул вещества в ассоциаты. Важным условием для использования данного метода является пересыщенность системы по отношению к диспергируемому веществу и наличие условий для возникновения кристаллов. К этому методу относятся способ смены растворителя и использование химических реакций. Способ смены растворителя заключается в подборе растворителя, с которым диспергируемое вещество образует истинный раствор, при этом сам растворитель должен растворяться в дисперсионной среде. Если такой раствор добавить в дисперсионную среду, то в результате выпадения диспергируемого вещества в осадок и объединения его молекул получается коллоидный раствор. Химические реакции, в результате которых образуются труднорастворимые вещества, позволяют получить наиболее однородные коллоидные системы. Например, при взаимодействии раствора сульфата калия K2SO4 и избытка раствора хлорида бария BaCl2 получается осадок сульфата бария BaSO4:

BaCl2 (изб.) + К2SO4 = BaSO4↓ + 2КCl,

Ba2+ + 2Cl + 2К+ + SO42‾ = BaSO4↓ + 2К+ + 2Cl.

В результате образуется коллоидный раствор, в котором мицелла имеет положительно заряженную коллоидную частицу и отрицательно заряженный диффузный слой противоионов:

{[(mBaSO4) ∙ nВа2+ ∙ 2(n-x)Cl ∙ yH2O]2х+ · 2xСl ∙ zH2O}0.

При взаимодействии силиката калия К2SiO3 с избытком серной кислоты Н2SO4:

Н2SO4 (изб.) + К2SiO3 = H2SiO3↓ + К2SO4,

2H+ + SO42‾ + 2К+ + SiO32‾ = H2SiO3↓ + 2К+ + SO42‾.

мицелла будет иметь следующую формулу:

{[(mH2SiO3) ∙ 2nH+ ∙ (n-x)SO42- ∙ yH2O]2х+ ∙ xSO42- ∙ zH2O}.

Таким образом, коллоидные частицы золя кремниевой кислоты заряжены положительно за счет ионов H+, а противоионы заряжены отрицательно (SO42-).

Золи гидроксидов металлов можно получить путем гидролиза солей соответствующих металлов. Например, при полном гидролизе хлорида железа FeCl3 протекает реакция:

FeCl3 + 3H2O (изб.) = Fe(OH)3↓ + 3HCl,

Fe3+ + 3Cl + 3H2O = Fe(OH)3↓ + 3H+ + 3Cl.

В результате данной реакции образуется мицелла, в состав которой входят: агрегат молекул (mFe(OH)3) – ядро; адсорбированный слой, состоящий из зарядообразующих ионов железа Fe3+ и гидратированных противоионов хлора Cl; и диффузный слой гидратированных противоионов хлора:

{[(mFe(OH)3) ∙ nFe3+ ∙ 3(n-x)Cl ∙ yH2O]3x+ · 3xСl ∙ zH2O}0.

Для получения устойчивых дисперсных систем необходимо не только достигнуть определенной дисперсности веществ, но и создать условия для ее стабилизации, поэтому, как правило, в системы вводят вещества, называемые стабилизаторами дисперсной системы. Стабилизатор может иметь как ионную, так и молекулярную (чаще высокомолекулярную) природу. Ионная стабилизация связана с присутствием малых концентраций электролитов, которые создают ионные пограничные слои между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Высокомолекулярные стабилизаторы адсорбируются на границе раздела фаз и образуют в поверхностном слое сетчатые и гелеобразные структуры, создающие структурно-механический барьер, препятствующий слипанию частиц дисперсной фазы.







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 498. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.001 сек.) русская версия | украинская версия