И, наконец, дисперсные системы классифицируют по интенсивности межмолекулярных взаимодействий на границе раздела фаз.
Различают лиофильные коллоидные системы, которые характеризуются высокой степенью родственности дисперсной фазы и дисперсионной среды и их сильным взаимодействием, чему соответствуют очень низкие значения межфазного натяжения.
При высоких значениях межфазного натяжения образуются термодинамически неравновесные (неустойчивые) лиофобные дисперсные системы. Это обусловлено существенным различием граничащих фаз по составу, свойствам и их слабым взаимодействием.
По характеру взаимодействия между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды системы делят на лиофобные коллоиды и лиофильные коллоиды.
К лиофобным коллоидам относятся системы:
- со слабым взаимодействием (или его отсутствием) частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой;
- с низкой смачиваемостью частиц вещества дисперсионной средой;
- несамопроизвольностью диспергирования;
- устойчивостью лишь в присутствии стабилизатора;
- с особой структурой частиц, составляющих дисперсную фазу - мицеллами.
К лиофильным коллоидам относятся системы:
-образующиеся самопроизвольно;
-термодинамически устойчивые;
- характеризующиеся сильным межфазным взаимодействием частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой.
5. Получение лиофобных коллоидных растворов Образование и строение мицелл.
Так как по размерам частиц коллоидные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными и молекулярными системами, поэтому их получают либо дроблением крупных частиц (диспергированием), либо ассоциацией (объединением) молекул или ионов в агрегаты (конденсацией). При получении коллоидных систем необходимо соблюдать условия:
- вещество дисперсной фазы должно быть нерастворимо в дисперсионной
среде;
- малая концентрация частиц дисперсной фазы;
- наличие стабилизатора.
К диспергационным методам относят:
- механическое диспергирование (растирание, дробление) при котором используются:
-шаровые мельницы(для измельчения тонкодисперсных порошков) икол-
лоидные мельницыпозволяющие получать наибольшую степень дисперс-
ности твердого вещества (коллоидную степень дисперсности);
- ультразвуковое диспергирование, основанное на прохождении ультразву-
ковой волны (частота 105 – 106 Гц) через грубосперсную систему и приводящие к кавитации.
Кавитация (cavitas – лат. - пустота) – образование в жидкости пузырьков с последующим их захлопыванием, приводящее к разрушению (измельчению) грубодисперсной системы.
Ультрозвуковым диспергированием получают коллоидные растворы смол, красителей, серы, крахмала, лекарственных веществ и др. Преимущество метода в возможности получения стерильных лекарственных форм.
-самопроизвольное диспергирование происходит при достаточно сильном взаимодействии между веществом дисперсной фазы и средой, что приво-дит к образованию лиофильных коллоидных систем (золи парафина в угле-
водородах, водные растворы углеводородов с большим содержанием ПАВ (до 40%).
К конденсационным методам относят:
- физическую конденсацию:
а) конденсация из пара (образование облаков, тумана)
б) метод замены растворителя, в котором образование новой фазы происходит в результате замены «хорошего» растворителя на «плохой», в котором вещество не растворимо. Необходимым условием этого метода является полная смешиваемость «плохого» и «хорошего» растворителя.
- химическую конденсацию, основанную на проведении в растворе химических реакций, сопровождающихся образованием нерастворимых или труднорастворимых веществ. При этом стабилизатором обычно служит электролит, взятый в избытке, или образующийся в результате побочной химической реакции.
К комбинированным методам, сочетающим в себе и диспергирование и конденсацию относят:
- электрические методы, применяемые для получения золей металлов (золота, серебра, платины и др.):
а) дуговой метод (метод Бредига), основан на испарении металла электрода в электрической дуге (постоянный ток силой 5-10А) в водной среде в присутствии стабилизатора с последующей конденсацией паров в коллоидные частицы;
б) искровой метод (метод Сведберга) основан на использовании переменного тока высокой частоты путем погружения электродов в металлический порошок, лежащий в органической дисперсионной среде. Применяется для получения органозолей металлов.
- пептизация – распад агрегатов частиц в дисперсных системах с образованием коллоидных растворов. Используется в случае перевода свежеприготовленных рыхлых (аморфных) осадков в золь.
Различают несколько видов пептизации:
а) адсорбционная пептизация, (непосредственная) происходящая при физической адсорбции электролита, один из ионов которого способен достраивать кристаллическую решетку дисперсной фазы;
б) пептизация под действием ПАВ, способных адсорбироваться на частицах, придавать им заряд или образовывать сольватную оболочку, ослабляющую связь между частицами;
в) пептизация при отмывании осадка происходит при удалении из него электролита, вызывающего коагуляцию (объединение частиц осадка);
г) химическая (диссолюционная, посредственная) пептизация происходит с образованием золя при взаимодействии реагента с осадком и с образованием электролита (стабилизатора, пептизатора) придающего устойчивость золю;
д) пептизация при воздействии ультразвуковой волны, происходящая с высокой скоростью диспергирования.