Часть 2 посвящена описанию коллоидного состояния вещества. Содержание глав 6-10 составляют методы получения и очистки коллоидных растворов, их основные свойства: оптические, электрические, молекулярно-кинетические, вопросы их кинетической и агрегативной устойчивости. Завершается вторая часть учебника описанием структурно-механических свойств дисперсных систем (глава 11).
В части 3 рассматриваются дисперсные системы, свойства которых принципиально отличаются от свойств лиофобных золей. Это отличие состоит в том, что лиофильные коллоидные растворы образуются самопроизвольно и являются термодинамически устойчивыми и обратимыми. Наиболее типичные представители таких систем - растворы коллоидных поверхностно-активных веществ (глава 12) и высокомолекулярных соединений (главы 13, 14). Лиофильные коллоиды находят широкое применение в различных отраслях промышленности и, вместе с тем, используются в качестве стабилизаторов лиофобных золей и микрогетерогенных систем.
Значительный интерес представляют микрогетерогенные системы, которым посвящена четвертая часть учебника. Суспензии, эмульсии, пены, аэрозоли, порошки повсеместно распространены в природе, встречаются в различных технологических процессах, с ними связаны сложнейшие экологические проблемы, но в большинстве учебников коллоидной химии им уделяется незаслуженно мало внимания. В главах 15-19 последовательно описываются:
а) системы с жидкой дисперсионной средой:
суспензии и пасты (дисперсная фаза твердая);
эмульсии (дисперсная фаза жидкая);
газовые эмульсии и пены (дисперсная фаза газообразная);
б) системы с газовой дисперсионной средой:
аэрозоли (дисперсная фаза твердая или жидкая);
порошки (дисперсная фаза твердая).
Каждая глава в учебнике заканчивается кратким заключением. Ознакомившись с ним, вы сможете сосредоточиться на основных положениях и выводах, следующих из данной главы. После этого ответьте на вопросы для самоконтроля и посмотрите перечень знаний, которые вы должны были получить.
Надеемся, что предлагаемый учебник окажется вам полезным при изучении специальных технологических дисциплин и в будущей профессиональной деятельности.
2.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
2.1.
Глава 1. Дисперсные системы
2.1.1.
ПРЕДМЕТ КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ
Коллоидная химия занимается изучением дисперсных систем.
Дисперсная система (ДС) - это система, в которой хотя бы одно вещество находится в раздробленном состоянии.
ДС имеет два характерных признака: гетерогенность и дисперсность. Гетерогенность означает, что система состоит как минимум из двух фаз. Казалось бы, в этом нет ничего особенного, ведь с такими системами мы уже встречались при изучении фазовых равновесий или электродных процессов.
Особенность ДС состоит в их дисперсности - одна из фаз обязательно должна быть раздробленной, ее называют дисперсной фазой. Сплошная среда, в которой раздроблена дисперсная фаза, называется дисперсионной средой.
Фаза считается дисперсной, если вещество раздроблено хотя бы в одном направлении. Если вещество раздроблено только по высоте, образуются пленки (ткани, пластины и т.д.). Если вещество раздроблено и по высоте и по ширине, образуются волокна, нити, капилляры. Наконец, если вещество раздроблено по всем трем направлениям, дисперсная фаза состоит из дискретных частиц.
Характерным свойством ДС является наличие большой межфазной поверхности. В связи с этим определяющими являются свойства поверхности, а не частиц в целом. Характерными являются процессы, протекающие на поверхности, а не внутри фазы.
Коллоидная химия - это наука о поверхностных явлениях и физико-химических свойствах дисперсных систем (рис. 1.1
2.1.2.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДС
Для характеристики ДС используются три величины:
1. Поперечный размер частиц - d. [d] = см; м. Для сферических частиц это диаметр сферы, для кубических частиц - ребро куба.
2. Дисперсность (раздробленность) - Д - величина, обратная поперечному размеру частиц:
3. Удельная поверхность