коллоидная система иначе дисперсная система (англ. colloidal dispersion; colloid) — система, в которой дискретные частицы, капли или пузырьки дисперсной фазы, имеющие размер хотя бы в одном из измерений от 1 до 1000 нм, распределены в другой фазе, обычно непрерывной, отличающейся от первой по составу или агрегатному состоянию и именуемой дисперсионной средой.

Описание

Коллоидные системы являются разновидностью дисперсных систем, в которых размер частиц дисперсной фазы не превышает 1 мкм. В свободнодисперсных коллоидных системах частицы дисперсной фазы в газе или жидкости свободно и независимо одна от другой участвуют в интенсивном броуновском движении, равномерно заполняя весь объем дисперсионной среды; к таким системам относятся, например, золи и аэрозоли. В процессе броуновского движения и при перемешивании коллоидные частицы сталкиваются. Если при этом не происходит укрупнения частиц вследствие их слипания (коагуляции) или слияния (коалесценции), то коллоидные системы называются агрегативно устойчивыми. Существуют также структурированные (связнодисперсные) системы, для которых характерно наличие неупорядоченной пространственной сетки, образованной частицами дисперсной фазы. Механические свойства таких систем, к которым относятся прежде всего гели, определяются не только свойствами дисперсионной среды, но и свойствами и числом контактов между частицами дисперсной фазы.

Коллоидные системы образуются при конденсации вещества в гомогенной среде (пересыщенном растворе, паре, переохлажденной жидкости), если возникающие в ней зародыши новой дисперсной фазы, т. е. мельчайшие капли или кристаллики, не получают возможности расти до размеров, превышающих 10–5–10–4 см.Конденсация часто сопровождает химические реакции, в результате которых образуются труднорастворимые соединения. Другой путь получения коллоидных систем — диспергирование, самопроизвольное (в случае лиофильных систем) и принудительное (в случае лиофобных систем). Существование жидких агрегативно устойчивых лиофобных коллоидных систем всегда обусловлено наличием в дисперсионной среде поверхностно-активных веществ — стабилизаторов. Эти вещества создают на поверхности частиц адсорбционно-сольватный защитный слой, препятствующий их сближению и коагуляции под влиянием близкодействующих сил молекулярного притяжения. Препятствием к сближению частиц могут быть расклинивающее давление жидкой дисперсионной среды, сольватно связанной в адсорбционном слое молекулами или ионами стабилизатора; электростатическое отталкивание одноименно заряженных ионов, адсорбированных на поверхности частиц; повышенная структурная вязкость поверхностного защитного слоя — так называемый структурно-механический барьер. Различные типы коллоидных систем представлены в табл.

Дисперсная фаза

Дисперсионная среда

Тип коллоидной системы

Примеры

Жидкая

Газ

Аэрозоль жидких частиц

Туман, дымка

Твердая

Газ

Аэрозоль твердых частиц

Дым, пыль

Газообразная

Жидкость

Пена

Мыльные пузыри

Жидкая

Жидкость

Эмульсия

Молоко, майонез

Твердая

Жидкость

Золь, суспензия

Чернила

Газообразная

Твердое тело

Твердая пена

Пенополиуретан

Жидкая

Твердое тело

Гель

Желе

Твердая

Твердое тело

Твердая дисперсия

Рубиновое стекло, жемчуг

Авторы

  • Гольдт Илья Валерьевич
  • Шляхтин Олег Александрович

Источники

  1. Дисперсные системы // Химическая энциклопедия. Т. 2. — М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 80–82.
  2. Дисперсные системы // Большая Советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1969– 1978.
  3. Schramm L. Dictionary of Nanotechnology, Colloid and Interface Science. — Wiley, 2008. — 298 p.

Напишите нам