Презентация по химии коллоидные растворы. Презентация на тему: коллоидные растворы

Фармацевтическая технология Лекция №16 Черешнева Наталья Дмитриевна кандидат фармацевтических наук

Слайд 2

РАСТВОРЫ ЗАЩИЩЕННЫХ КОЛЛОИДОВ В коллоидной химии понятие дисперсности включает широкую область частиц: от больших, чем молекулы, до видимых невооруженным глазом, т. е. от 10 -7 до 10 -2 см. Системы с размерами частиц менее 10-7 см не относятся к коллоидным и образуют истинные растворы.

Слайд 3

Слайд 4

Высокодисперсные или собственно коллоидные системы включают частицы размером от 10 -7 до 10 -4 см (от 1 мкм до 1 нм). В общем случае высокодисперсные системы называют золями (от лат. Solutio - коллоидный раствор, гидрозоли, органозоли, аэрозоли) в зависимости от характера дисперсионной среды. Грубодисперсные системы носят название суспензий или эмульсий - размер их частиц более 1 мкм (от 10 -4 до 10 -2 см).

Слайд 5

Слайд 6

Коллоидный раствор как лекарственная форма представляет собой ультрамикрогетерогенную систему, структурной единицей которой является комплекс молекул, атомов, называемых мицеллами.

Слайд 7

Кинетическая (седиментационная) и агрегативная (конденсационная) устойчивость растворов защищенных коллоидов, суспензий и эмульсий Гетерогенные системы характеризуются кинетической (седиментационной) и агрегативной (конденсационной) неустойчивостью. Суспензия - жидкая лекарственная форма, представляющая дисперсную систему, в которой твердое вещество взвешено в жидкости. Суспензия предназначена для внутреннего, наружного и инъекционного применения.

Слайд 8

Эмульсия - однородная по внешнему виду лекарственная форма, состоящая из взаимно нерастворимых тонко диспергированных жидкостей, предназначенных для внутреннего, наружного и парентерального применения.

Слайд 9

Растворы защищенных коллоидов, суспензии и эмульсии - мутные системы не только при боковом освещении, но и в проходящем свете. Для них характерен конус Тиндаля. Для технологии это свойство важно с точки зрения внешнего вида и оценки качества лекарственных форм, которые представляют собой мутные, непрозрачные системы. Осмотическое давление в них отсутствует, вследствие чего колларгол и протаргол применяют в качестве местных антисептических средств. Броуновское движение выражено слабо, диффузия не обнаруживается. От наличия броуновского движения зависит устойчивость системы. Гетерогенные системы неустойчивы.

Слайд 10

Гетерогенные системы характеризуются существованием реальных физических поверхностей раздела между фазой и средой. Размеры частиц фазы в гетерогенных системах настолько велики по сравнению с молекулами дисперсионной среды, что между ними образуется поверхность раздела s - частицы дисперсной фазы; f - дисперсионная среда; d - адсорбционный слой

Слайд 11: Свойства гетерогенных систем:

1. Гетерогенность - наличие фазы и среды. 2. Отсутствие броуновского движения частиц и диффузии из-за большой величины частиц. 3. Суспензии и эмульсии проявляют свойства мутных сред в отраженном и проходящем свете. 4. В них не наблюдается осмотического давления, так как частицы несоизмеримы с молекулами среды. 5. Все гетерогенные системы из-за наличия поверхности раздела являются неустойчивыми системами, то есть изменяют свои свойства в течение времени

Слайд 12: Виды устойчивости гетерогенных систем

Под устойчивостью гетерогенных систем понимают способность сохранять свои свойства и состояние в неизменном виде. Устойчивость суспензий и эмульсий условна, она означает лишь некоторую степень постоянства их свойств агрегативная; конденсационная; кинетическая (седиментационная) Виды устойчивости гетерогенных систем

Слайд 13: Агрегативная устойчивость -

способность частиц фазы противостоять образованию агрегатов. При агрегативной неустойчивости частицы фазы образуют агрегаты, состоящие из первичных исходных частиц. При образовании агрегатов сохраняются сольватные оболочки первичных частиц

Слайд 14

Агрегативно неустойчивая система склонна к разделению фазы и среды. В суспензиях образуется осадок, агрегаты легко оседают, в эмульсиях происходит коалесценция Агрегация - это неглубокое изменение свойств суспензии, она обратима при взбалтывании

Слайд 15: Конденсационная устойчивость -

способность частиц фазы противостоять образованию конденсатов. В отличие от агрегации при конденсационной неустойчивости образуются более крупные частицы, некоторые индивидуальные свойства исходных частиц при этом теряются: образуется общая сольватная оболочка Конденсация - более глубокое изменение свойств суспензии. При взбалтывании исходное состояние не восстанавливается.

Слайд 16: Кинетическая устойчивость системы -

способность противостоять разделению фазы и среды. В суспензиях кинетическая неустойчивость выражается седиментацией (оседанием) твердой фазы, а в эмульсиях - коалесценцией (расслаиванием).

Слайд 17

Скорость седиментации является величиной, обратной устойчивости системы, и определяется законом Стокса V- скорость седиментации r - радиус частиц фазы (ρ 1 – ρ 2) - разность плотностей фазы и среды g - ускорение свободного падения η - вязкость среды

Слайд 18

Стабилизация гетерогенных систем технологические приемы стабилизаторы 1. тщательное измельчение частиц дисперсной фазы 2. использование загустителей дисперсионной среды

Слайд 19

ТЕХНОЛОГИЯ РАСТВОРОВ ЗАЩИЩЕННЫХ КОЛЛОИДОВ В фармацевтической практике применяют главным образом два вещества - колларгол и протаргол - в качестве вяжущих, антисептических, противовоспалительных средств для смазывания слизистой оболочки верхних дыхательных путей, промывания мочевого пузыря, гнойных ран, в глазной практике.

Слайд 20

Протаргол содержит около 7-8% серебра оксида, остальное количество - продукты гидролиза белка. Раствор протаргола готовят, используя его способность (благодаря большому содержанию белка) набухать и затем самопроизвольно переходить в раствор. Растворы протаргола

Слайд 21

R р.: Sol. Protargoli 1 % 200 ml D. S. Для промывания полости носа Насыпают 2,0 г протаргола тонким слоем на поверхность воды. Происходит набухание протаргола и растворение. При обычном взбалтывании растворов протаргола образуется пена, которая обволакивает комочки протаргола за счет слипания его частиц.

Слайд 22

Слайд 23

Колларгол представляет собой препарат коллоидного серебра, защищенного продуктами щелочного гидролиза белка. Около 70% состава препарата приходится на серебро, остальное - защитный коллоид: натриевые соли лизальбиновой и протальбиновой кислот. Растворы колларгола

Слайд 24

Rp.: Sol. Collargoli 2% 100 т l D.S: Для спринцеваний. Выписанная пропись представляет собой жидкую лекарственную форму - водный коллоидный раствор защищенного белком препарата серебра – колларгола для наружного применения. Объем выписанного раствора 100 мл, готовят в массо-объемной концентрации. При изготовлении раствора КУО не учитывают, т.к. С max = 3/0,61 = 4,9%, а С% в рецепте 2%.

Слайд 25

Колларгол представляет собой зеленовато-синевато-черные пластинки с металлическим блеском.

Слайд 26

В связи с медленным набуханием колларгола растворы готовят путем растирания в ступке с небольшим количеством воды до полного растворения с последующим разбавлением остатком растворителя.

Слайд 27

Отвешивают 2,0 г колларгола, помещают в ступку, растирают сначала с небольшим количеством воды до полного растворения, затем разбавляют оставшимся количеством растворителя, ополаскивая ступку. Полученный раствор (по тем же причинам, что и протаргол) фильтруют через беззольный фильтр или стеклянные фильтры №1 и №2, или процеживают через рыхлый тампон ваты. Отпускают во флаконе оранжевого стекла.

Слайд 28

Зольную бумагу использовать не рекомендуется, так как ионы железа, кальция, магния, содержащиеся в ней, могут образовать с белком нерастворимые соединения, вызвать коагуляцию протаргола и колларгола и за счет этого - потери лекарственных веществ на фильтре. Наиболее целесообразно применение для фильтрования стеклянных фильтров № 1 и 2.

Слайд 31

Объем раствора составляет 200 мл, готовят в массообъемной концентрации. Ихтиол - это почти черная, в тонком слое бурая сиропообразная жидкость, со своеобразным резким запахом и вкусом, растворимая в воде и этаноле. Вследствие высокой вязкости ихтиол растворяется медленно, поэтому рекомендуется его растворять в фарфоровой выпарительной чашке при растирании пестиком.

Слайд 32

В тарированную фарфоровую чашку отвешивают 5,0 г ихтиола и при растирании пестиком растворяют сначала в небольшом количестве воды, затем прибавляют остальное количество, раствор фильтруют в отпускной флакон через беззольный фильтр, фарфоровую чашку ополаскивают оставшейся водой очищенной. Оценка качества растворов защищенных коллоидов производится так же, как и всех жидких лекарственных форм.

Коллоидное серебро – это отличная альтернатива антибиотикам. Ни одна известная болезнетворная бактерия не выживает в присутствии даже минимального количества серебра, тем более в коллоидном состоянии. Лечебные свойства коллоидного серебра известны уже давно.

Коллоидное Серебро помогает организму бороться с инфекцией не хуже, чем с помощью антибиотиков, но абсолютно без побочных эффектов. Молекулы серебра блокируют размножение вредных бактерий, вирусов и грибков, снижают их жизнедеятельность. При этом спектр действия коллоидного серебра распространяется на 650 видов бактерий (для сравнения – спектр действия любого антибиотика – лишь 5-10 видов бактерий). Коллоидное серебро представляет собой коллоидный раствор сверхмалых частиц серебра, находящихся во взвешенном состоянии. Хотя механизм бактерицидного действия серебра пока детально неизвестен, полагают, что ионы серебра угнетают специфический фермент, который участвует в процессах метаболизма многих видов бактерий, вирусов и грибков. Получить коллоидное серебро в домашних условиях можно с помощью генератора коллоидных ионов серебра Невотон (НЕВОТОН ИС-112).

«МОУ Есеновичская СОШ»

Работу выполнила ученица 11-го класса Петрова Галина.

Коллоидные растворы.

Коллоидные растворы были открыты в середине XIX в. Английским химиком Т. Гремом. Оп дал название (от греч. kollat + eidos «клей», имеющий вид клея) коллоиды. Это - дисперсные системы типа т/ж: твёрдое в жидком.
Первоначально под коллоидами понимали особую группу веществ, но в начале XX в. Было доказано, что в виде коллоида можно получить любое вещество.

Коллоидные растворы можно распознать, если осветить их фонарем сбоку: они кажутся мутными. Мелкие частицы, входящие в состав коллоидного раствора, становятся видимыми, так как рассеивают свет ("эффект Тиндаля"). Размеры и форму каждой частички определить нельзя, но все они в целом дадут возможность проследить путь света.

Для наших опытов понадобятся прозрачные емкости - стеклянные цилиндры, стаканы, колбы или просто прозрачные стеклянные банки, и лампа, дающая направленный пучок света (софит, настольная лампа или фотографический фонарь). В емкость наливаем коллоидный раствор, приготовленный смешиванием а) яичного белка с водой, б) силикатного клея (растворимого стекла), в) крахмального клейстера с водой.

Для наших опытов понадобятся прозрачные емкости - стеклянные цилиндры, стаканы, колбы или просто прозрачные стеклянные банки, и лампа, дающая направленный пучок света (софит, настольная лампа или фотографический фонарь). В емкость наливаем коллоидный раствор, приготовленный смешиванием а) яичного белка с водой, б) силикатного клея (растворимого стекла), в) крахмального клейстера с водой.

Опыты

Осветим емкости с коллоидными растворами лампой-софитом сбоку или снизу (фото справа) и будем наблюдать рассеяние света.

Осветим емкости с коллоидными растворами лампой-софитом сбоку или снизу (фото справа) и будем наблюдать рассеяние света.

Коллоидные системы

Коллоидные растворы - это высокодисперсные двухфазные системы, состоящие из дисперсионной среды и дисперсной фазы, причем линейные размеры частиц последней лежат в пределах от 1 до 100 нм. Как видно, коллоидные растворы по размерам частиц являются промежуточными между истинными растворами и суспензиями и эмульсиями. Коллоидные частицы обычно состоят из большого числа молекул или ионов.

Коллоидные системы относятся к дисперсным системам – системам, где одно вещество в виде частиц различной величины распределено в другом (см. разд. 4.1). Дисперсные системы чрезвычайно многообразны; практически всякая реальная система является дисперсной. Дисперсные системы классифицируют прежде всего по размеру частиц дисперсной фазы (или степени дисперсности); кроме того, их разделяют на группы, различающиеся по природе и агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Коллоидные системы относятся к дисперсным системам – системам, где одно вещество в виде частиц различной величины распределено в другом (см. разд. 4.1). Дисперсные системы чрезвычайно многообразны; практически всякая реальная система является дисперсной. Дисперсные системы классифицируют прежде всего по размеру частиц дисперсной фазы (или степени дисперсности); кроме того, их разделяют на группы, различающиеся по природе и агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды.
Если дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой – твердые частицы, система называется взвесью или суспензией ; если дисперсная фаза представляет собой капельки жидкости, то систему называют эмульсией . Эмульсии, в свою очередь, подразделяют на два типа: прямые , или "масло в воде" (когда дисперсная фаза – неполярная жидкость, а дисперсионная среда – полярная жидкость) и обратные , или "вода в масле" (когда полярная жидкость диспергирована в неполярной). Среди дисперсных систем выделяют также пены (газ диспергирован в жидкости) и пористые тела (твердая фаза, в которой диспергированы газ либо жидкость). Основные типы дисперсных систем приведены в табл.1.

Таблица 1. Основные типы дисперсных систем

Дисперсная фаза	Дисперсионная среда	Условное обозначение	Примеры дисперсных систем
Жидкость			Туман, облака, жидкие аэрозоли
Твердое тело			Дым, пыль, твердые аэрозоли
	Жидкость		Пены, газовые эмульсии
Жидкость	Жидкость		Эмульсии (молоко, латекс)
Твердое тело	Жидкость		Суспензии, коллоидные растворы, гели, пасты
	Твердое тело		Твердые пены, пористые тела (пенопласты, силикагель, пемза)
Жидкость	Твердое тело		Жемчуг, опал
Твердое тело	Твердое тело		Цветные стекла, сплавы

По степени дисперсности выделяют обычно следующие классы дисперсных систем:

По степени дисперсности выделяют обычно следующие классы дисперсных систем:
Грубодисперсные системы – системы, размер частиц дисперсной фазы в которых превышает 10-7 м.
Коллоидные системы – системы, размер частиц дисперсной фазы в которых составляет 10-7 – 10-9 м. Коллоидные системы характеризуются гетерогенностью, т.е. наличием поверхностей раздела фаз и очень большим значением удельной поверхности дисперсной фазы. Это обусловливает значительный вклад поверхностной фазы в состояние системы и приводит к появлению у коллоидных систем особых, присущих только им, свойств.
Иногда выделяют молекулярно(ионно)-дисперсные системы, которые, строго говоря, являются истинными растворами, т.е. гомогенными системами, поскольку в них нет поверхностей раздела фаз.

Коллоидные системы, в свою очередь, подразделяются на две группы, резко отличные по характеру взаимодействий между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды – лиофильными коллоидами . К лиофобным коллоидам относятся системы, в которых частицы дисперсной фазы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой; эти системы могут быть получены только с затратой энергии и устойчивы лишь в присутствии стабилизаторов.

Коллоидные системы, в свою очередь, подразделяются на две группы, резко отличные по характеру взаимодействий между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды – лиофобные коллоидные растворы (золи) и растворы высокомолекулярных соединений (ВМС), которые ранее называли лиофильными коллоидами . К лиофобным коллоидам относятся системы, в которых частицы дисперсной фазы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой; эти системы могут быть получены только с затратой энергии и устойчивы лишь в присутствии стабилизаторов.

Коллоидное серебро - это коллоидный раствор частиц серебра в воде
Коллоидное серебро – это отличная альтернатива антибиотикам. Ни одна известная болезнетворная бактерия не выживает в присутствии даже минимального количества серебра, тем более в коллоидном состоянии. Лечебные свойства коллоидного серебра известны уже давно.

Коллоидное Серебро помогает организму бороться с инфекцией не хуже, чем с помощью антибиотиков, но абсолютно без побочных эффектов. Молекулы серебра блокируют размножение вредных бактерий, вирусов и грибков, снижают их жизнедеятельность. При этом спектр действия коллоидного серебра распространяется на 650 видов бактерий (для сравнения – спектр действия любого антибиотика – лишь 5-10 видов бактерий).
Коллоидное серебро представляет собой коллоидный раствор сверхмалых частиц серебра, находящихся во взвешенном состоянии. Хотя механизм бактерицидного действия серебра пока детально неизвестен, полагают, что ионы серебра угнетают специфический фермент, который участвует в процессах метаболизма многих видов бактерий, вирусов и грибков. Получить коллоидное серебро в домашних условиях можно с помощью генератора коллоидных ионов серебра Невотон (НЕВОТОН ИС-112).

Коллоидное серебро.

КОЛЛОИДНАЯ ФИТОФОРМУЛА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ САХАРНОГО БАЛАНСА

Коллоидные растворы. Гели.
При освещении коллоидного раствора он опалес-цирует, так как частицы, содержащиеся в нем, пре-пятствуют прямолинейному прохождению света в жидкости.
В живом организме все физиологические процессы происходят в растворах, коллоидных растворах и ге-лях (гелями называют плотные коллоидные растворы).
Из коллоидных растворов можно назвать такие, как яичный белок, мыльный раствор, желатиновое желе, клеи. В косметике широко применяются раз-личные гели. Их основные элементы - это вода и ка-кое-нибудь коллоидное вещество, как, например, же-латин, гуммиарабик, карбоксиметилцеллюлоза и дру-гие.

Коллоидный раствор минералов

Описание: Полный набор минеральных веществ в легко усваиваемой форме. Участвует в формировании костной ткани и создании клеток крови. Необходим для нормального функционирования сердечно-сосудистой и нервной систем. Регулирует мышечный тонус и состав внутриклеточной жидкости.

Машина для производства высокостабильных коллоидных растворов

В пробирке слева - коллоидный раствор наночастиц золота в воде.

10.0 (голосов 4. Наночастицы платины, полученные осаждением из коллоидного раствора

Коллоидные объемозамещающие растворы

Коллоидные растворы традиционно подразделяются на синтетические и естественные (белковые). К последним относятся СЗП и растворы альбумина. Следует отметить, что, по современным представлениям, закрепленным в рекомендациях ВОЗ, гиповолемия не входит в перечень показаний для трансфузий альбумина и СЗП, однако в ряде случаев им оставлена и функция объемозамещения. Речь идет о тех ситуациях, когда введенная доза синтетических коллоидов достигла максимальной безопасной, а потребность в коллоидах сохраняется или использование синтетических коллоидов невозможно (например, у пациентов с декомпенсированными нарушениями гемостаза).

Так, по данным Гематологического центра, у больных с патологией гемостаза, поступивших в отделение реанимации с синдромом гиповолемии, доля СЗП составляет более 35% от всего объема используемых коллоидных объемозамещающих растворов . Естественно, следует учитывать волемический эффект естественных коллоидов, перелитых по основным показаниям.

коллоидный раствор золота в деминерализованной воде

коллоидный раствор золота в деминерализованной воде

Коллоидный раствор минералов.

Коллоидный раствор минералов.

Магнитная жидкость - это коллоидный раствор.

Магнитная жидкость - это коллоидный раствор.

Свойства коллоидных дисперсий зависят также от природы границы раздела между дисперсионной фазой и дисперсной средой. Несмотря на большую величину отношения поверхности к объему, количество вещества, необходимого для модификации границы раздела в типичных дисперсных системах, очень мало; добавление малых количеств подходящих веществ (особенно поверхностно-активных (ПАВ), полимеров и поливалентных противоионов,) может существенно изменить объемные свойства коллоидных дисперсных систем. Например, резко выраженное изменение консистенции (плотности, вязкости) суспензий глины может быть вызвано добавлением малых количеств ионов кальция (загущение, уплотнение) или фосфат-ионов (разжижение). Исходя из этого, химию поверхностных явлений можно рассматривать как составную часть коллоидной химии, хотя обратное соотношение вовсе не обязательно

«Основные способы разделения смесей» - Разделить смесь веществ. Фильтрование. Железная стружка. Выделение железных опилок. Способы разделения смесей. Смеси. Разделить смесь. Смесь уксусной кислоты и воды. Укажите тип смеси. Представление о чистом веществе. Максимальный балл. С помощью делительной воронки. Агрегатное состояние смесей. Добавляем воду.

«Дисперсные системы» - Природная вода всегда содержит растворённые вещества. И растворы. По агрегатному состоянию дисперсионной среды и дисперсной фазы. Суспензии. (Взвеси в газе мелких частиц жидкостей или твёрдых веществ). Растворы. (И среда, и фаза - не растворимые в друг друге жидкости). Ионные. Коагуляция -. Дисперсные.

«Конденсированная система» - Бинарная конденсированная система (полная нерастворимость). L. B. TB. AS+L. AS + BS. A. TA. Бинарная система А - В с эвтектикой (полная растворимость в расплаве и нерастворимость в твердом состоянии). BS+L. E. S ? L + A. Инконгруэнтное плавление. N. M. Na – Al Li - K. мольная доля В.

«Чистые вещества и смеси» - Гидроксид бария. Перегонка (дистилляция). Соляная кислота. Цели урока: Выяснить, какое вещество считают чистым. Фосфат кальция. 1. Смесью являются: Водопроводная вода Углекислый газ медь. 2. Чистое вещество: Что такое смесь? 4. Смесью является: 3. Смесью не является: Какие бывают смеси? Морская вода Молоко Кислород.

«Дисперсные частицы» - Разрушение. Начать тест. Золь. Ещё. Результат теста. Для каких дисперсных систем характерно явление синерезиса? Дробление. Гель. Рассеяние света частицами золя. Тип связи между частицами. Ионный. Какой раствор образует спирт с водой? Масло и вода. Клейстер. Грубодисперсных систем. Диспергирование значит:

«Чистые вещества и смеси веществ» - Морская вода. Схема классификации смесей. Инструкция для учащихся. Определение понятия «смесь». Физические свойства. Вещества бывают простыми и сложными. Постоянные физические свойства. Способы разделения смесей. Василиса Прекрасная. Частицы твердого вещества. Что такое вещество. Реакция взаимодействия серы и железа.

Всего в теме 14 презентаций

План

1. Признаки объектов коллоидной химии
и количественные характеристики
дисперсных систем
2. Классификация дисперсных систем
3.Методы получения дисперсных систем
4.Строение коллоидных частиц (мицелл)
5.Свойства коллоидных растворов
6.Устойчивость коллоидных растворов
7.Коагуляция неорганических гидрозолей

Коллоидная химия – это наука о поверхностных явлениях и физико-химических свойствах дисперсных систем.

Фаза – совокупность частей системы тождественных по составу и термодинамическим свойствам.

Вещество, распределенное в
виде отдельных частиц (твердых
частиц, капель жидкости,
пузырьков газа и т. д.),
называется дисперсной фазой.

Вещество, в котором распределена дисперсная фаза – дисперсионной средой.

Дисперсная фаза нерастворима в
дисперсионной среде и отделена
от нее поверхностью раздела.

Система, в которой одно
вещество раздроблено и
распределено в массе другого
вещества, называется
дисперсной системой.

Количественные характеристики дисперсных систем

1.Поперечный размер частиц
(ø, ребро куба) – d; [d]=см, м
2.Дисперсность (Д) – величина, обратная
поперечному размеру частиц: Д=1/d;
[Д]=см-1, м-1
Степень измельчения (дробления) вещества
называется степенью дисперсности.

Зависимость удельной поверхности от поперечного размера частиц (d) и от дисперсности (Д)

Классификация дисперсных систем

I. По степени дисперсности
дисперсной фазы
1. Грубодисперсные системы
>10-7 м или >100 нм
2. Коллоидно-дисперсные системы
≈ 10-7 - 10-9 м, 1 - 100 нм
3.Молекулярно-ионные (истинные)
растворы:
< 10-9 м, < 1 нм

2.По степени взаимодействия между частицами дисперсной фазы

Свободнодисперсные – частицы не связаны, это
системы, обладающие текучестью, как обычные
жидкости и растворы (коллоидные растворы,
взвеси, суспензии)
Связнодисперсные – это структурированные
системы, имеющие пространственную сетку, каркас
и приобретающие свойства полутвердых тел (гели,
пористые тела, аморфные осадки)
при dпор < 2нм – микропористые
2 – 200нм – переходные
> 200нм – макропористые

3. По взаимодействию между дисперсной фазой и дисперсионной средой (для жидкой среды)

Системы с интенсивным взаимодействием
фазы и среды с образованием, например в
жидкостях, на поверхности дисперсной фазы
сольватных слоев называются лиофильными
(гидрофильными). При слабом
взаимодействии дисперсной фазы и
дисперсионной среды системы называются
лиофобными (гидрофобными).

4. По агрегатному состоянию

Дисперсио Дисперсная
нная среда
фаза
Условн.
обознач.
Примеры
1.газ
г1/г2
2.жидкость
ж/г
смеси некоторых газов при высоких
давлениях
туманы, облака, аэрозоли
3.твердое
1.газ
2.жидкость
т/г
г/ж
ж1/ж2
3.твердое
т/ж
1.газ
г/т
2.жидкость
ж/т
3.твердое
т1/т2
газ
жидкость
твердое
дымы, пыль, аэрозоли
пены (пивная, противопожарная, пастила)
эмульсии (молоко, нефть, кремы, латекс,
майонез)
суспензии, взвеси, пасты, илы, шоколад,
какао
гели, пемза, древесный уголь, пенопласт,
пенобетон, силикагель
почвы, грунты, жемчуг
металлические сплавы, бетоны, минералы,
рубиновые стекла, аметисты, эмали,
композиционные материалы

Методы получения дисперсных систем

Диспергационные (вещества тонко
измельчаются – диспергируют в
состав дисперсионной среды)
Конденсационные (коллоидное
состояние возникает в результате
объединения молекул или ионов
вещества)

Диспергационные методы

1.Механическое дробление (все
природные коллоидные системы).
2.Ультрозвуковое дробление
3.Электрическое дробление
4.Химическое дробление – пептизация
Fe(OH)3 + NaCl → Fe(OH)2Cl + NaOH

Конденсационные методы

А.Физические
1.Конденсация пара в газовой среде (туман).
2.Конденсация пара в жидкости (ртуть в
холодной воде), золи металлов в электрической
дуге
3.Конденсация частиц при замене растворителя
(канифоль – замена спирта на воду)
4.Совместная конденсация веществ не
растворимых друг в друге (золи металлов Al, Na,
K в органических растворителях) – испарение и
совместная конденсация в вакууме.

Конденсационные методы

Б.Химические
(называются по типу химической реакции)
1.Восстановление
2HAuCl4 + 3H2O2 → 2Au + 8HCl + 3O2
2.Гидролиз
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 +3HCl(золь гидроксида железа)
3.Окисление-восстановление
3O2 + 2H2S → 3S + 2H2O (золь серы)
4.Реакция обмена
Na2SO4 +BaCl2 = BaSO4 +2NaCl

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ КОЛЛОИДНЫХ
РАСТВОРОВ:
Диализ

Ультрафильтрация

Компенсационный диализ
(вивидиализ) - АИП

Мицеллярная теория строения
коллоидных частиц
МИЦЕЛЛА (Лат. Mica -крошка) это отдельная частица дисперсной фазы
коллоидного раствора с жидкой
дисперсионной средой.

Мицелла состоит из:
1. ядра;
2. адсорбционного слоя;
3. диффузного слоя.
Ядро состоит из агрегата
(микрокристаллы малорастворимого
вещества) и потенциалопределяющих
ионов (ПОИ).

Схема строения коллоидной мицеллы золя

Правило ПАНЕТТА-ФАЯНСА:
кристаллическую решетку ядра достраивает
тот ион, который находится в растворе в
избытке и содержится в агрегате или
родственен ему.

Условия получения золя:
1. плохая растворимость Д.Ф. в Д.С.,
т.е. наличие границы раздела фаз;
2. размер частиц 10-7 -10-9 м (1-100 нм) ;
3. наличие иона стабилизатора, который
сорбируясь на ядре препятствует
слипанию частиц (ион-стабилизатор
определяется правилом Панетта-Фаянса)

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+2NaCl
агрегат
m моль
Na2SO4 взят в избытке n моль:
n Na2SO4 → 2n Na+ + n SO42противоионы ПОИ
Х – не вошли в адсорбционный слой
мицелла
гранула
{ nSO42- 2(n-x) Na+ }2х- 2x Na+
агрегат ПОИ
часть
диффузный
ядро
противоионов
слой
адсорбционный слой

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+ 2NaCl
BaCl2 взят в избытке n моль;
n BaCl2 → n Ba2+ + n 2Clпротивоионы
ПОИ
мицелла
гранула
{ m(BaSO4) n
Ba2+
2x+
2(n-x) Cl- } 2x Cl-
часть
ПОИ
агрегат
противоионовдиффузный
ядро
слой
адсорбционный слой

В мицелле существует 2 скачка потенциала:
1) φ - электротермодинамический –
φ ~ 1 В.
2) ζ (дзетта) - электрокинетический –
ζ = 0,1 В
{ n Ba2+ (2n-x) Cl-}2x+ 2x Clφ
ζ
Состояние гранулы, когда все ионы
диффузного слоя переходят в
адсорбционный и ζ = 0 - называется
изоэлектрическим.

Электрокинетический или дзета- потенциал (ξ-потенциал)

возникает между гранулой и
диффузным слоем, т. е. между
неподвижной и подвижной
частями коллоидной частицы.

Электрокинетические явления:

Электрофорез
–
это движение частиц дисперсной фазы в
электрическом поле
к противоположно заряженному электроду.
Электроосмос –
это направленное движение дисперсионной
среды через полупроницаемую мембрану
в электрическом поле.

Устойчивость коллоидных растворов

Кинетическая устойчивость

связана со способностью частиц
дисперсной фазы к
самопроизвольному тепловому
движению в растворе, которое
известно под названием броуновского
движения.

Агрегатная устойчивость

обусловлена тем, что на
поверхности коллоидных частиц
имеет место адсорбции ионов из
окружающей среды.

I.Седиментационная (кинетическая)
устойчивость Критерии:
1.броуновское движение;
2.степень дисперсности;
3. вязкость дисперсионной среды (чем , тем
уст-сть);
4. температура (чем , тем уст-сть).

II. Агрегативная устойчивость –
способность системы противостоять
слипанию частиц дисперсной фазы.
Критерии:
1. ионная оболочка, т.е. наличие
двойного электрического слоя; ДЭС =
адсорбционный + диффузный слой
2. сольватная (гидратная) оболочка
растворителя (чем , тем уст-сть);
3. величина ζ– потенциала гранулы (чем > ζ , тем <
вероятность слипания и тем > уст-сть)
4. температура.

Основные факторы устойчивости
коллоидных растворов
1. Величина ζ-потенциала
2. Величина электродинамического
потенциала (φ)
3. Толщина диффузного слоя
4. Величина заряда гранулы

КОАГУЛЯЦИЯ –
процесс укрупнения частиц
дисперсной фазы золя с
последующим выпадением в осадок.
Факторы, вызывающие коагуляцию:
1.
2.
3.
4.
5.
увеличение концентрации золя;
действие света;
изменение температуры;
облучение;
добавление электролитов.

Зависимость скорости коагуляции
от концентрации электролита
скрытая
явная
медленная
быстрая

Порог коагуляции
-
наименьшее количество электролита,
которое вызывает явную коагуляцию 1л
золя
γ = C· V / Vо
γ - порог коагуляции, моль/л;
С - концентрация электролита, моль/л;
V - объем раствора электролита, л;
Vo - объем золя, л.
Р = 1/ γ - коагулирующая способность электролита

Правило Шульце-Гарди:
Для разновалентных ионов их коагулирующее
действие прямо пропорционально зарядам
ионов в шестой степени

Гранула (-)
Р(Al+3) : Р(Ca+2) : Р(K+1) ≈
36: 26: 16 ≈ 729: 64: 1
γ(Al+3):γ(Ca+2):γ(K+1) ≈ 1/36:1/26:1/16
Гранула (+)
Р(PO4 3-) : Р(SO42-) : Р(Cl-) ≈ 36: 26: 16
γ(PO4 3-): γ(SO42-): γ(Cl-) ≈ 1/36:1/26:1/16

При коагуляции смесями электролитов
возможны 3 случая:
1) аддитивность –
2) антагонизм –
3) синергизм –

C2
γ2
2
1
3
γ1
C1
Коагуляция смесями электролитов:
1 – аддитивность; 2 – антагонизм; 3 - синергизм

Механизм коагуляции золей электролитами
1. Сжатие диффузного слоя
2. Избирательная адсорбция ионов с
зарядом, противоположным заряду гранулы
3. Ионообменная адсорбция

Защита коллоидов от коагуляции
Устойчивость коллоидов к действию электролитов
повышается при добавлении к ним ВМС (белков,
полисахаридов: желатин, крахмал, казеин натрия.
Механизм защитного действия ВМС:
1. Макромолекулы ВМС адсорбируются на коллоидных
частицах золя. Т.к. молекулы ВМС гидрофильны, то
гидрофобные части золя, окруженные молекулами ВМС,
становятся более гидрофильными и устойчивость их в
водном растворе увеличивается.
2. Увеличиваются сольватные оболочки вокруг
гидрофобных частиц, что препятствует сближению и
слипанию частиц золя.