Рубрикатор

Коллоидные системы

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ (от греч. kolla — клей и eidos — вид * а. соlloid systems; н. Kolloidsysteme; ф. systemes соlloidaux; и. sistemas соloidales, sistemas соloideas), коллоидно-дисперсные системы, коллоиды, — микрогетерогенные системы, представляющие собой совокупность множества мелких частиц дисперсной фазы, распределённых в объёме непрерывной дисперсионной среды. Величина частиц дисперсной фазы в коллоидной системе от 10^-4-10^-5 до 10^-7 см. В отличие от частиц грубодисперсных систем (суспензий, эмульсий, пен, различных сыпучих материалов), размер которых обычно превышает 10^-4 см, коллоидные частицы в легкоподвижной среде участвуют в интенсивном броуновском движении и противостоят седиментации в поле сил земного притяжения. Коллоидные системы с газовой дисперсионной средой — высокодисперсные аэрозоли (дымы, туманы), с жидкой — золи, латексы, мицеллярные растворы, микроэмульсии, с твёрдой — системы типа рубиновых стёкол.

Образуются коллоидные системы в результате конденсации (при выделении коллоидно-дисперсной фазы из перенасыщенного пара, раствора или расплава) или диспергирования. Наиболее важны и многообразны коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой. Их делят на лиофильные и лиофобные. В первых частицы дисперсной фазы интенсивно взаимодействуют со средой, поверхностное натяжение на границе фаз очень мало (десятые и сотые доли мН/м); они термодинамически устойчивы (равновесны). К лиофильным коллоидным системам относятся мицеллярные растворы поверхностно-активных веществ, растворы некоторых высокомолекулярных соединений, органических пигментов и красителей, критической эмульсии, а также водные дисперсии некоторых глинистых минералов. В лиофобных коллоидных системах частицы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой, межфазное натяжение довольно велико; такие системы обладают значительным избытком свободной энергии и термодинамически неустойчивы (неравновесны). Термодинамическая неустойчивость лиофобных коллоидных систем проявляется в самопроизвольном укрупнении частиц дисперсной фазы вследствие коагуляции, коалесценции (слияния) и процессов "переконденсации" или собирательной рекристаллизации. Присутствие в жидкой дисперсионной среде адсорбционно-активных веществ — стабилизаторов обеспечивает агрегативную устойчивость неструктурированных (свободнодисперсных) лиофобных коллоидных систем, т.е. длительное постоянство их дисперсного состава. Типичные лиофобные коллоидные системы — золи металлов, оксидов и гидроксидов, сульфидов, синтетические латексы и др., а также гели, возникающие при частичной дестабилизации и структурировании золей.

Коллоидные системы разных типов широко распространены и играют важную роль в технологических процессах и природных явлениях. Многие дисперсно-упрочнённые металлические сплавы, строительные материалы, горные породы и биологические системы имеют коллоидную структуру или проходят через коллоидно-дисперсное состояние при своём возникновении и развитии.