Большая техническая энциклопедия
0 1 3 5 8
D N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
Л- ЛА ЛЕ ЛИ ЛО ЛУ ЛЮ

Лиофильная коллоидная система

 
Лиофильные коллоидные системы - ультрамикрогетероген-ные системы, образующиеся самопроизвольно из макроскопических фаз, и термодинамически устойчивые как относительно укрупнения часгиц дисперсной фазы, так и относительно их дальнейшего дробления до молекулярных размеров. Для таких систем характерно равновесное ( не изменяющееся во времени) распределение частиц по размерам.
Лиофильные коллоидные системы характерны для дисперсной фазы, образованной молекулами с резко выраженной дифильно-стью. Под дифильностью понимают свойство одной части молекулы быть лиофильной, а другой лиофобной по отношению к дисперсионной среде.
Лиофильные коллоидные системы - ультрамикрогетеро-генные системы, образующиеся самопроизвольно из макроскопических фаз, и термодинамически устойчивые как относительно укрупнения частиц дисперсной фазы, так и относительно их дальнейшего дробления до молекулярных размеров. Для таких систем характерно равновесное ( не изменяющееся во времени) распределение частиц по размерам. Самопроизвольное образование лиофильных коллоидных систем, как было показано в гл. IV, обусловлено тем, что прирост свободной поверхностной энергии при диспергировании макрофазы компенсируется выигрышем свободной энергии вследствие повышения энтропии за счет включения обособившихся частиц в броуновское движение.
Лиофобные и лиофильные коллоидные системы можно различать и чисто феноменологически. Для первых характерна высокая чувствительность ( потеря агрегативной и, в конечном счете, седиментационной устойчивости) к добавкам электролитов, тогда как лиофильные золи не коагулируют даже при относительно высоком содержании в растворе электролитов.
Получающиеся лиофильные коллоидные системы равновесны ( термодинамически устойчивыми); они самопроизвольно образуются с высокой дисперсностью, характеризующейся равновесной кривой распределения частиц по размерам в коллоидной области, не требуя какой-либо дополнительной стабилизации. Именно поэтому многие суспензии и золи переходного типа обладают достаточно высокой устойчивостью и без структурно-механического барьера. Таковы водные суспензии бентонитовых глин и золей гидроокисей в воде, некоторые суспензии в углеводородной среде, стабилизация которых поверхностно-активными веществами была подробно изучена П. А. При этом им было установлено, что при соответствующем подборе полярности смешанного растворителя, например воды с этиленгликолем.
Рассмотрим лиофильные коллоидные системы, образованные поверхностно-активными веществами в воде, так как такие систеьи нашли осо бенно широкое применение в практике.
Образование лиофильных коллоидных систем в широком температурном и концентрационном интервале характерно при резко выраженной дифильности молекул одного из компонентов системы, а именно для ПАВ, обладающих ионогенной или большой по размеру неионной полярной группой и длинной углеводородной цепью. Способность подобных ПАВ к мицеллообразо-ванию - самопроизвольному образованию равновесной коллоидно-дисперсной системы - лежит в основе их широкого применения в различных областях.
Образование лиофильных коллоидных систем в широком температурном и концентрационном интервале характерно при резко выраженной дифильности молекул одного из компонентов системы - для ПАВ, обладающих ионогенной или большой по размеру неионной полярной группой и длинной углеводородной цепью. Способность подобных ПАВ к мицеллообразованию - самопроизвольному образованию равновесной коллоидно-дисперсной системы - лежит в основе их широкого применения в различных областях.
К лиофильным коллоидным системам относят растворы высокомолекулярных соединений, которые одновременно проявляют и некоторые свойства истинных растворов.
Изменение плот ности свободной энергии f у межфазной границы лиофобных коллоидных систем.| Изменение плотности свободной энергии f у межфазной границы лиофильных коллоидных систем. В лиофильных коллоидных системах межфазный слой характеризуется ма - лым увеличением плотности свободной энергии и не имеет четкой границы.
Изменение плотности свободной энергии f у межфазной границы лиофильных коллоидных систем. В лиофильных коллоидных системах межфазный слой характеризуется ма - лым увеличением плотности свободной энергии и не имеет четкой границы.
В лиофильных коллоидных системах данное дисперсное состояние является энергетически более выгодным, чем любое другое состояние при том же соотношении компонентов. Менее же энергетически выгодными ( с большей общей энергией Гиббса) будут состояния двух сопряженных сплошных фаз или состояние истинного раствора.
В лиофильных коллоидных системах дисперсное состояние является энергетически более выгодным, чем любое другое состояние при том же соотношении компонентов. Менее энергетически выгодными ( с большей общей энергией Гиббса) будут предельные состояния: две сопряженные сплошные фазы или истинный раствор.

В лиофильных коллоидных системах межфазный слой характеризуется малым увеличением плотности свободной энергии и не имеет четкой границы.
Для характеристики лиофильных коллоидных систем ( эмульсоидных золей и гелей) очень важное значение имеет их степень лиофильности ( гид-рофильности), критерием которой может служить объем жидкости, адсорб-ционно связываемой весовой единицей коллоида.
Возможность существования лиофильных коллоидных систем в равновесии с макроскопическими фазами и их строение определяются природой дисперсной фазы и ее взаимодействием с дисперсионной средой. Для систем, образованных простыми по строению молекулами, не обладающими резко выраженной дифильностью, возникновение равновесных коллоидных систем наблюдается обычно лишь в узком температурном интервале непосредственно вблизи критической температуры абсолютного смешения фаз; такова природа так называемых критических эмульсий.
Сильно лиофобные и сильно лиофильные коллоидные системы резко различаются по многим важнейшим свойствам, в связи с чем классификация коллоидных систем основана на этом признаке. Однако в настоящее время эта классификация не является общепринятой, тем более, что резкой границы между лиофобными и лиофильными коллоидными системами нет и известно много систем промежуточного характера.
Наиболее типичными представителями лиофильных коллоидных систем являются растворы коллоидных ПАВ и высокомолекулярных соединений. В растворах коллоидных ПАВ мицеллы образуются вследствие ассоциации дифильных молекул, которая предполагает одоеделенное ориентирование молекул, обеспечивающее лучшую адгезию со средой. В результате средняя энтальпия, приходящаяся на одну молекулу ( или моль) в мицел-лярном растворе ( ассоциативной коллоидной системе), будет меньше, чем в молекулярном растворе. Таким образом, образование ассоциативной лиофилыюй системы из молекулярного раствора происходит вследствие уменьшения энтальпии, а при образовании дисперсной системы из сплошных фаз путем самопроизвольного диспергирования вносит основной вклад рост энтропийной составляющей, особенно при положительных изменениях энтальпии.
В последнее время термину лиофильные коллоидные системы некоторые ученые нашей страны стали придавать существенно иной смысл-по сравнению с тем, который придавали ему ранее.
В последнее время термину лиофильные коллоидные системы некоторые ученые нашей страны стали придавать существенно иной смысл по сравнению с тем, который придавали ему ранее.
В последнее время термину лиофильные коллоидные системы некоторые ученые нашей страны стали придавать существенно иной смысл-по сравнению с тем, который придавали ему ранее.
Схематическое числе олеофильных групп на поверх. В предыдущем параграфе рассмотрены двухкомпонентные лиофильные коллоидные системы - дисперсии мицеллообразу-ющих ПАВ. Введение в систему третьего компонента может в зависимости от его природы либо затруднять мицеллообразование, либо ( что наблюдается чаще) способствовать этому процессу.
В предыдущем параграфе рассмотрены двухкомпонентные лиофильные коллоидные системы - дисперсии мицеллообразующих ПАВ. Введение в систему третьего компонента, в зависимости от его природы, может либо затруднять мицеллообразование, либо ( что наблюдается чаще) способствовать этому процессу. Подавление ассоциации молекул ПАВ в мицеллы происходит при введении в водный раствор ПАВ значительных количеств полярных органических веществ, например низших спиртов. ПАВ и вследствие этого затрудняют мицеллообразование. При этом существенно изменяется строение мицелл: введенный в качестве добавки третий компонент входит в состав мицеллы. В результате практически нерастворимые в чистой воде углеводороды растворяются в ми-целлярных дисперсиях ПАВ. Это явление - включение в состав мицелл третьего компонента, нерастворимого или слабо растворимого в дисперсионной среде, называется солюбилизацией.
Асфальтены в нефти образуют так называемые лиофильные коллоидные системы. В ядрах мицелл находятся частицы асфальтенов. Нейтральные смолы, адсорбируясь на поверхности ядра, стабилизируют мицеллу.
При растворении в воле они образуют лиофильные коллоидные системы. В глинистом растворе эти реагенты действуют как защитные коллоиды. Они стабилизируют глинистую суспензию, повышая агрегативную устойчивость. Поэтому крахмал, карбоксиметилцеллюлозу, сульфатцеллюлозу и гид-ролизованиый полиакрилонитрил часто называют реагентами-стабилизаторами.
В отличие от устойчивых самопроизвольно образующихся лиофильных коллоидных систем латексы являются термодинамически неустойчивыми.

Наконец, при величинах а ниже ас образуются истинно лиофильные коллоидные системы.
Способностью к агрегированию в растворах и образованию термодинамически равновесных лиофильных коллоидных систем обладают не только асимметричные по строению молекулы низкомолекулярных ПАВ, но и высокомолекулярные соединения ( ВМС), особенно те, в молекулах которых имеются резко различающиеся по полярности участки. Свойсгва возникающих при этом систем близки к свойствам мицеллярных систем, образованных низкомолекулярными ПАВ, несмотря на то, что отдельные частицы могут здесь формироваться при агрегировании всего нескольких крупных молекул. Во многих случаях, например в растворах глобулярных белков, и одиночные макромолекулы ведут себя как частицы, близкие по свойствам мицеллам ПАВ. Полное рассмотрение свойств растворов ВМС, в том числе и лиофильных коллоидных систем, образуемых ими, составляет самостоятельные разделы физической химии растворов и физикохи-мии ВМС и обычно не включается в современные курсы коллоидной химии. Тем не менее в рамках данного курса целесообразно привести краткое описание условий образования, строения и свойств подобных систем в их сопоставлении с коллоидными системами, образуемыми низкомолекулярными веществами.
Способностью к агрегированию в растворах и образованию термодинамически равновесных лиофильных коллоидных систем обладают не только асимметричные по строению молекулы низкомолекулярных ПАВ, но и высокомолекулярные соединения ( ВМС), особенно те, в молекулах которых имеются резко различающиеся по полярности участки. Свойства возникающих при этом систем близки к свойствам мицеллярных систем, образованных низкомолекулярными ПАВ, несмотря на то что отдельные частицы могут здесь формироваться при агрегировании всего нескольких крупных молекул; во многих случаях, например в растворах глобулярных белков, и одиночные макромолекулы ведут себя как частицы, очень близкие по свойствам мицеллам ПАВ. Полное рассмотрение свойств растворов ВМС, в том числе и лиофильных коллоидных систем, образуемых ими, составляет самостоятельные разделы физической химии растворов и физикохимии ВМС и обычно не включается в современные курсы коллоидной химии. Тем не менее, в рамках данного курса целесообразно привести краткое описание условий образования, строения и свойств подобных систем в их сопоставлении с коллоидными системами, образуемыми низкомолекулярными веществами.
Эти названия указывают на то, что в лиофильных коллоидных системах взаимодействие частиц с молекулами дисперсионной среды сильнее, чем в лио-фобных.
Все эти переходы обратимы, что и дало название лиофильным коллоидным системам как обратимым коллоидам.
Фольмером, а затем П. А. Ребиндером были выдвинуты новые представления о природе лиофильных коллоидных систем ( см. гл.
Принцип независимости поверхностного действия имеет очень большое значение, особенно при изучении лиофильных коллоидных систем, основные проблемы которых могут быть правильно решены только на его основе.
Лиофобные золи с концентрацией дисперсной фалы выпи 1 % получить не удается; лиофильные коллоидные системы м - / гут быть очень концентрированными.
Образующиеся самопроизвольно системы с находящимися в равновесии молекулярно и коллоидно растворенными частями получили название лиофильных коллоидных систем.
Схема палочкообразной мицеллы. Образующиеся самопроизвольно системы, с находящимися в равновесии молекулярно-и коллоидно-растворенными частями, получили название лиофильных коллоидных систем.
При этом связывание жидкости идет не только путем лиосорбции, но и другими путями, обусловливаемыми особенностями внутренней структуры лиофильных коллоидных систем.
Это дифференциальное уравнение при выполнении условий ( 47) и ( 48) является общим уравнением, описывающим кинетику образования лиофильных коллоидных систем, возникающих при действии на окисляющиеся топлива тепловых и иных факторов.
Приведенное выше деление коллоидной химии на две части, конечно, условно, поскольку имеются и системы с промежуточными свойствами, например лиофильные коллоидные системы, обладающие значительной устойчивостью при определенной полимолекулярности образующих их частиц. Переходная область между гетерогенными и гомогенными дисперсными системами остается наиболее неясной и здесь сосредоточены важнейшие проблемы современного учения о коллоидах.
Величина критического значения межфаэного поверхностного на - тяжения была определена Ребиндером, Щукиным, Русановым, которые дали термодинамическое обоснование условиям образования лиофильной коллоидной системы.

Энтропия цепной молекулы и развитость процессов ассоциации могут, по-видимому, служить основными факторами, которые обусловливают признаки, разделяющие идеальные растворы ВМС и лиофильные коллоидные системы.
Энтропия цепной молекулы и развитость процессов ассоциации могут, по-видимому, служить теми основными факторами, которые обусловливают признаки, разделяющие идеальные растворы ВМС и лиофильные коллоидные системы как крайние случаи во всем многообразии систем, включающем всевозможные переходные случаи.
Сближение составов контактирующих фаз в критической области вызывает, как уже отмечалось, уменьшение поверхностного натяжения межфазной границы раздела до очень малых величин, при которых возможно самопроизвольное возникновение термодинамически стабильных лиофильных коллоидных систем ( см. гл.
Подобные системы, строго говоря, лиофобные, в которых при малой растворимости вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде мала и энергия взаимодействия частиц в контакте ик, очень близки по свойствам к истинно лиофильным коллоидным системам и могут быть названы псевдолиофильными. Анализ влияния различных факторов, в частности адсорбции ПАВ, на взаимодействие коллоидных частиц свободнодисперсных систем в контакте служит теоретической основой управления устойчивостью лиофобных дисперсных систем.
Таким образом, полученные в данной работе экспериментальные данные о условиях образования и свойствах бинарной системы трикозан-8 - оксихинолин показывают, что критические системы, возникающие вблизи температуры смешения жидкостей с ограниченной растворимостью, можно рассматривать как лиофильные коллоидные системы.
Подводя итоги, можно сказать, что в зависимости от характера взаимодействия между составляющими твердое тело и среду компонентами, а также структурных особенностей твердого тела и совокупности внешних условий могут наблюдаться весьма разнообразные по форме и интенсивности проявления эффекты: облегчение пластического течения твердого тела либо, наоборот, хрупкое разрушение под действием пониженных напряжений, механохимические процессы в зоне контакта, механическая активация коррозионных взаимодействий, процессы, приближающиеся по характеру к самопроизвольному диспергированию ( квазисамопроизвольное диспергирование), истинное самопроизвольное диспергирование, приводящее к возникновению термодинамически равновесной лиофильной коллоидной системы. Сложный и разнообразный характер процессов взаимодействия между механически напряженным твердым телом и контактирующей с ним средой требует тщательного всестороннего анализа закономерностей и условий протекания этих процессов и их взаимосвязи для сознательного использования ( или предотвращения) эффекта Ребиндера.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11