Хімія і хімічна технологія
Як показали численні дослідження, колоїдні системи за своїми молекулярно-кінетичними властивостями принципово нічим не відрізняються від звичайних (істинних) розчинів, тільки ці властивості у золів і розчинів високомолекулярних сполук виражені значно (в сотні і тисячі разів) слабкіше. [C.299]
Молекулярна теорія знаходить підтвердження в ряді фактів і спостережень. По-перше, визначення молекулярних ваг в раа-додану розчинах полімерів методами. прямо вказують молекулярний вагу частинок (наприклад, методом світлорозсіювання), однозначно показало відсутність в таких розчинах міцел, т. е. частинок, що складаються з агрегатів молекул. По-друге, розчинення високомолекулярної речовини. як і розчинення низькомолекулярних сполук. йде мимоволі, часто з виділенням тепла. Наприклад, досить желатин внести в воду, а каучук в бензол, щоб через деякий час без будь-якого втручання ззовні утворився розчин полімеру в розчиннику. При диспергування ж речовини до колоїдного стану. як відомо, потрібно витрата енергії на подолання міжмолекулярних сил. По-третє, розчини полімерів термодинамічно стійкі і при відповідних застереження можуть зберігатися як завгодно довго. Колоїдні розчини. навпаки, термодинамічно нестійкі і здатні старіти. Це пояснюється тим, що при розчиненні полімерів завжди утворюється гомогенна система і вільна енергія зменшується, як, і при отриманні розчинів низькомолекулярних речовин. або за рахунок виділення тепла в результаті взаємодії полімеру з розчинником, або за рахунок збільшення ентропії. При отриманні ж гетерогенної колоїдної системи її вільна енергія завжди зростає в результаті збільшення поверхні дисперсної фази. По-четверте, розчинення високомолекулярних сполук не вимагає присутності в системі спеціального стабілізатора. Ліофобні ж золи не можуть бути отримані без спеціального стабілізатора, що додає системі агрегатівную стійкість. Нарешті, розчини полімерів знаходяться в термодинамічній рівновазі і є оборотними системами до них застосовні відоме правило фаз Гіббса. [C.434]
Високополімерні і високомолекулярні сполуки (ВМС) і їх розчини займають особливе місце в колоїдно-хімічної класифікації. Розчини ВМС, будучи, по суті, істинними молекулярними розчинами. мають в той же час ознаками колоїдного стану. У разі самовільного розчиненні ВМС диспергують до окремих макромолекул, утворюючи гомогенні, однофазні, стійкі і оборотні системи (наприклад, розчини білка у воді, каучуку в бензолі), принципово не відрізняються від звичайних молекулярних розчинів. Однак розміри цих макромолекул є гігантськими в порівнянні з розмірами звичайних молекул і сумірні з розмірами колоїдних частинок. Наведені на стор. 13 дані показують, що розміри макромолекул (глікоген) можуть бути не меншими, а іноді великими, ніж розміри звичайних колоїдних частинок (золь Аі) і тонких пір. Оскільки дисперсність, як ми вже бачили, суттєво впливає на властивості системи. очевидно, що розчини ВМС повинні володіти рядом ознак, загальних з високодисперсними гетерогенними системами. Дійсно, за цілою низкою властивостей (дифузія, затримка на ультрафільтри, структуроутворення, оптичні та електричні властивості) розчини ВМС стоять ближче до колоїдних систем. ніж до молекулярних розчинів. Оскільки розчини ВМС діалектично поєднують властивості молекулярних розчинів і колоїдних систем. доцільно називати їх, за пропозицією Жукова, молекулярними колоїдами. на відміну від іншого класу. - типових високодисперсних систем - суспензоідов [1]. [C.14]
Гідрофобні Золна і розчини високомолекулярних сполук при їх утворенні майже завжди забруднюються різними домішками найчастіше в системі присутній вихідний електроліт забруднюються золі введеним в надлишку стабілізатором. Для отримання стійких колоїдних розчинів необхідно видаляти з них домішки. Розглянемо методи очищення золів і розчинів високомолекулярних речовин. [C.291]
Поверхня мицелл колоїдного речовини. а також певні радикали величезних молекул, самостійно існуючих в золях високомолекулярних сполук (білки, пектини та ін.), пов'язують частина дисперсійного середовища. наприклад, води, що знаходиться в безпосередній з ними близькості, значно змінюючи її властивості (теплоємність, здатність розчиняти. щільність, зменшена пружність пара і ін.). Цю воду ми назвемо пов'язаної водою вона в більшості випадків буде сорбційно-пов'язаної середовищем. [C.396]
Завдяки роботам радянських і зарубіжних вчених було встановлено, що колоїдні системи. відомі раніше під назвою ліофільних золів. насправді не є золями, а істинними розчинами високомолекулярних сполук (ВМС), т. е. гомогенними системами молекулярно або іонно-дисперсними. У розчинах цих сполук зваженими частинками не є міцели (як у випадку ліофобних колоїдів), а гігантських розмірів макромолекули. молекулярна вага яких перевищує 10 ТОВ, а в окремих випадках перевершує навіть кілька мільйонів (досвід 86). [C.175]
Свіжоприготовані розчини цих окислів і гидроокисей багато в чому схожі з розчинами високомолекулярних сполук. Ці речовини осідають з розчинів при введенні електроліту, але осад легко знову переходить в колоїдний розчин. якщо коагулятор видалити. Таке осадження і диспергування, наприклад двоокису олова, може бути вироблено як завгодно велике число разів. Дія електролітів на розчини таких речовин і вплив валентності іона. що викликає зниження -потенціалу частинок. далеко не такі значні, як для типових колоїдних систем. наприклад металевих золів і золів сульфідів металів. Відносна в'язкість розчинів подібних речовин значно вище, ніж звичайних золів. Нарешті, розчини їх мають здатність давати холодці, дуже подібні за властивостями з холодцем високомолекулярних речовин. [C.422]
Діаліз. Діаліз був історично першим методом очищення. Його запропонував Т. Грем (1861). Схема найпростішого діалізаторів показана на рис. 1. очищуваний золь, або розчин високомолекулярного з'єднання. заливають у посудину, дном якого служить мембрана, що затримує колоїдні частинки або макромолекули і пропускає молекули розчинника і низькомолекулярні домішки. Зовнішнім середовищем. контактує з мембраною, є розчинник. Низькомолекулярні домішки, концентрація яких в золі або макромолекулярному розчині вище, переходять крізь мембрану в зовнішнє середовище (діалізат). На малюнку напрямок потоку нізкомолекулярпих домішок показано стрілками. Очищення йде до тих пір, поки концентрації домішок в золі і діалізаті не стануть бліз- [c.17]
Багатьом дослідникам вдалося також спостерігати явище двупреломления при перебігу розчинів високомолекулярних сполук і колоїдів з анізодіаметрічнимі частками (золів гідроксиду заліза, пятиокиси ванадію та ін.). При цьому ефект двупреломления був особливо яскраво виражений в колоїдних системах. Це так зване власне двупреломление. Кількісне вивчення власного двупреломления дозволяє судити про форму і розміри колоїдних частинок. [C.43]
Високополімерні і високомолекулярні сполуки (ВМС) і їх розчини займають особливе місце в колоїдно-хімічної класифікації. Розчини ВМС, будучи, по суті, істинними молекулярними розчинами. мають в той же час багатьма ознаками колоїдного стану. У разі самовільного розчиненні ВМС диспергують до окремих макромолекул, утворюючи гомогенні, однофазні, стійкі і оборотні системи (наприклад, розчини білка у воді, каучуку в бензолі), принципово не відрізняються від звичайних молекулярних розчинів. Однак розміри цих макромолекул є гігантськими в порівнянні з розмірами звичайних молекул і сумірні з розмірами колоїдних частинок. Наведені вище дані показують, що розміри макромолекул (глікоген) можуть бути не меншими, а іноді великими, ніж розміри звичайних колоїдних частинок (золь Аі) і тонких пір. [C.15]
Механізм захисної дії досить хороіга пояснюється теорією Зігмонді, в основі якої лежить уявлення про адсорбционном взаємодії між частинками, що захищається і захищає золів. Більша частка гідрофобного золю адсорбує на своїй поверхні більш дрібні макромолекули ВМС з їх сольватного (гідратної) оболонками, і в результаті цього вона набуває ліофільні (гідрофільні) властивості. В даному випадку колоїдні міцели незворотного гидрофобного золю вживають запобіжних засобів від безпосереднього зіткнення один з одним, а отже, і від агрегації як в разі дії на такий золь електроліту-коагулятора, так і в разі концентрування золю. На рис. 121, а показана схема подібного захисного дії. Таким чином. високомолекулярні сполуки виступають в ролі стабілізатора ліофобних (гідрофобних) золів, Те, що саме на адсорбції засновано захисну дію. підтверджується не тільки виборчим характером взаємодії між макромолекулами ВМС і мицеллами, а й тим, що ступінь захисної дії збільшується з концентрацією захищає розчину ВМС тільки до повного адсорбційного насичення поверхні міцел захищається золю. [C.387]
Сухі залишки деяких колоїдних розчинів (отримані при обережному випаровуванні) здатні знову утворювати золь при додаванні відповідного розчинника (дисперсійного середовища), т. Е. Ці колоїдні системи оборотні. Сухі залишки колоїдних розчинів. що не утворюють золь при додаванні дисперсійного середовища. називаються незворотними колоїдними системами. Оскільки у оборотних систем дисперсна фаза взаємодіє з рідким дисперсійним середовищем і може в ній розчинятися, т. Е. Має спорідненості з нею, Фрейндліх і запропонував називати їх ліофільними системами. До них відносяться розчини високомолекулярних сполук білки, нуклеїнові кислоти і т. П. У незворотних систем дисперсна фаза не взаємодіє з дисперсійним середовищем і, отже, не розчиняється в ній. Їх назвали ліофобность системами. До них відносяться типові колоїдні розчини золі гідроксиду заліза, сірчанокислого барію і т. П. Якщо дисперсійним середовищем служить вода, то системи називаються відповідно гідрофільними або гідрофобними. Гідрофільність обумовлена присутністю в молекулах досить великого числа гідрофільних груп. якими можуть бути або дисоційованому (іоногенні) R-СООН, R-NH3OH, R- OONa, R-NH3 I, або недіссоціірованних (полярні) [c.173]
В основі захисної дії лежить адсорбційна взаємодія між частинками дисперсної фази золю і знаходяться в розчині молекулами високомолекулярної сполуки. З огляду на той факт, що розміри макромолекул високополімеров досягають в довжину 400-800 mjx, а максимальні розміри колоїдних частинок складають 100 тц, слід вважати малоймовірною можливість адсорбційної взаємодії між декількома макромолекулами і однієї колоїдної часткою. Набагато більш вірогідним є такий стан, коли одна макромолекула взаємодіє з декількома колоїдними частинками. стикаючись з кожної з них окремими своїми ланками. До такого висновку приводять дослідження механізму захисної дії. вироблені Е. М. Натансон (1950) за допомогою електронного мікроскопа. Розгляд електронпомікроскопіческіх знімків, отриманих Натансоном, дозволило йому зробити висновок про те, що колоїдні частинки зв'язуються в ланцюгоподібні агрегати за допомогою макромолекул. [C.226]
Поріг коагуляції даного позитивного золю визначали 0,01% розчинами ИаС1 і М 504 за відсутності і при введенні ПВС, що містить 11% ацетатних груп. Стійкість дисперсій в присутності ПВС, який поряд з іонно-електростатичним і сольватного факторами стійкості стабілізує систему, в 4 рази вище. Відомо, що розчини високомолекулярних сполук і стабілізовані колоїдні розчини мало чутливі до додавання електролітів, тому найбільш прийнятним методом очищення стоків повинен бути метод гетерокоагуляціі. [C.98]
Захисна речовина як би додає золю властивості розчину цієї речовини. У присутності високомолекулярних захисних речовин золи, взагалі не піддаються концентрування до високого вмісту дисперсної фази. можна випарувати насухо і потім отриманий сухий залишок можна знову коллоидно розчинити. Електрофоретична рухливість частинок золів, адсорбована достатню кількість захисного речовини. зазвичай дорівнює електрофоретичної рухливості молекул полімеру. Нарешті, захищені золі при додаванні електролітів не підкоряються правилу Гарді, а поводяться як розчини захисного ви-сокомолекуля рн ого "yoщества, причому для виділення дисперсної фази в осад потрібно ту ж кількість електроліту, що і для осадження високомолекулярної речовини. Істотно також, що реагент, здатний осаджувати захисна речовина. осаджує і захищений золь навіть в тому випадку, якщо вихідний золь індиферентний до цього реагенту. Так, золи, захищені желатином, втрачають стійкість при додаванні таннидов, що утворюють з желатином нерозчинний з'єднання. в той час як незахищені золі нечутливі до дії таннидов. [c.304]
Дивитися сторінки де згадується термін Колоїдні розчини (золи) високомолекулярних сполук. [C.197] [c.283] Дивитися глави в: