Свойства коллоидных растворов

Свойства коллоидных растворов определяются наличием ДЭС:

1) Агрегативная устойчивость характеризуется постоянством степени дисперсности, связана с отталкиванием заряженных частиц.

2) Кинетическая устойчивость – способность системы сохранять равномерное распределение частиц по всему объему.

3) Коагуляция – слипание мицелл и образование еще более крупных агрегатов при долгом стоянии или внешнем воздействии (перемешивание, нагревание, ультразвук, введение электролита…).

4) Полидисперсность определяется содержанием частиц разных размеров (две мицеллы, три…).

5) Седиментация – оседание частиц под действием гравитационного поля. Так как при коагуляции образуются более крупные агрегаты, агрегативная устойчивость нарушается, это приводит к снижению и кинетической устойчивости системы, частицы оседают на дно.

6) Пептизация – переход в коллоидный раствор осадков, образовавшихся при коагуляции. Если в раствор ввести какие-либо ионы или воздействовать другими факторами, то мицеллы разлипаются и снова переходят в раствор. Пептизацией (дезагрегацией) называется процесс расщепления коагулировавшего золя (коагулята) на первичные частицы – процесс, противоположный коагуляции.

7) Диализ – отделение коллоидных растворов от растворенных в них примесей низкомолекулярных веществ с помощью полупроницаемой перегородки (мембраны). При диализе молекулы примесей проходят через мембрану, а коллоидные частицы нет.

Электрические свойства

8) Электродиализ. Диализ существенно ускоряется благодаря наложению внешнего электрического тока.

9) Электрофорез – процесс переноса коллоидных частиц в электрическом поле к тому или иному электроду.

10) Электроосмос – перемещение к электроду жидкости относительно твердой противоположно заряженной поверхности под влиянием приложенной разности потенциалов.

Оптические свойства – эффект Тиндаля

11) Все коллоидные растворы способны рассеивать свет – опалесцировать. Пропуская свет через истинный раствор, пучок света невидим, так как длина волны света λ соизмерима с размером частиц раствора. В коллоидном растворе образуется светящийся конус или конус Тиндаля, так как размеры частиц крупнее и происходит рассеивание света на этих частицах.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

7.1. Приведите классификацию дисперсных систем по степени дисперсности. Какое место занимают коллоидные системы среди других дисперсных систем?

7.2. Что представляет собой мицелла?

7.3. Чем обусловливается заряд гранулы коллоидных частиц? Как определяют знак заряда?

7.4. Изобразите схему строения коллоидных частиц золя иодида серебра, полученных в первом случае с избытком AgNO₃, а во втором случае – с избытком KI, учитывая, что заряд гранулы коллоидных частиц определяется тем ионом, который имелся в избытке в начале образования коллоида.

7.5. Напишите уравнение реакции образования кремниевой кислоты. Составьте схему строения коллоидных частиц, учитывая, что в ядро мицеллы входят молекулы SiO₂ и H₂O, а в адсорбционный слой – ионы SiO₃^2-.

7.6. Какие системы называют суспензиями? Что является в суспензии мела в воде дисперсионной средой и дисперсной фазой?

7.7. Что представляют собой аэрозоли? Приведите примеры.

7.8. Какие факторы могут вызывать коагуляцию золей? Что такое гель?

7.9. Что такое пептизация и как её можно объяснить?

7.10. От каких факторов зависит устойчивость коллоидных растворов?

7.11. Что такое электрофорез? Чем он отличается от электролиза?

8. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИИ

Электрохимические процессы – область физико-химических явлений, из которых наиболее важны[1,3-5,8,10,14]:

1) получение электроэнергии за счет химической реакции: химические источники тока (ХИТ) – источники энергии для двигателей и машин, радиотехнических устройств, приборов управления;

2) возникновение химической реакции за счет электроэнергии – электролиз; с помощью электролиза получают различные металлы (алюминий, медь, никель…), обрабатывают поверхности металлических изделий, создают изделия нужной конфигурации;

3) бестоковые ОВР – процессы коррозии, горения, дыхания, фотосинтеза и т.д.

Окислительно-восстановительные реакции.

Восстановитель. Окислитель

ОВР –реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов, участвующих в процессе, иначе передача электронов от восстановителя к окислителю.

Восстановитель – элемент, отдающий электроны и повышающий свою степень окисления. Процесс отдачи электронов – окисление.

Типичные восстановители: атомы металлов; водород (H₂), углерод (C), элементы в низшей степени окисления (H₂S^-2; N^-3H₃; HF ; HCl ; HI ...).

Окислитель – элемент, принимающий электроны и понижающий свою степень окисления. Процесс приема электронов – восстановление.

Типичные окислители: кислород (O₂), озон (O₃); галогены (F₂, Cl₂, Br₂, I₂), сера (S) и другие неметаллы с высоким значением электроотрицательности, ионы в наивысшей степени окисления: H₂S⁺⁶O₄; HN⁺⁵O₃; HCl⁺⁵O₃; K₂Cr⁺⁶₂O₇; KMn⁺⁷O₄ и другие, причем растворы кислот более сильные окислители, чем растворы их солей.

Иногда элементы ведут себя двояко, могут и принимать, и отдавать электроны. Это элементы в промежуточных степенях окисления. Восстановители-окислители: Fe²⁺, Sn²⁺, Cu⁺; S⁰; H₂S⁺⁴O₃ и сульфиты; HN⁺³O₂ и нитриты; H₂O₂^-1 и пероксиды, и другие.