Cтраница 3
Частицы коллоидных растворов видимы в ультрамикроскоп или хорошо наблюдаются с помощью электронного микроскопа, поэтому коллоидные растворы относят к ультрамикрогетерогенным системам. Примерами коллоидных растворов служат растворы серы, металлов, их гидроксидов, сульфидов и других солей, а также кровь. [31]
Рентгеновские методы исследования используются не только для качественного и количественного анализа материалов, определения строения кристаллических решеток, но и выполнения дисперсионного анализа твердых фаз. Методы рентгенографического анализа дисперсности веществ и материалов основаны на использовании явления дифракционного расширения интерференционных максимумов, получающихся при рассеянии рентгеновских лучей частицами ультрамикрогетерогенных систем. В зависимости от структуры просвечиваемых частиц ( от степени упорядоченности) различают два типа рассеяния рентгеновских лучей: интерференционное рассеяние и дифракционное рассеяние. [32]
Рентгеновские методы исследования позволяют проводить не только качественный и количественный анализ материалов, определять строение кристаллических решеток, но и выполнять дисперсионный анализ твердых фаз. Методы рентгенографического анализа дисперсности различных веществ и материалов основаны на использовании явления дифракционного расширения интерференционных максимумов, получающихся при рассеянии рентгеновских лучей частицами ультрамикрогетерогенных систем. В зависимости от структуры просвечиваемых частиц ( ее степени упорядоченности) различают два типа рассеяния рентгеновских лучей: интерференционное рассеяние и дифракционное рассеяние. [33]
![]() |
Изменение дисперсности при измельчения 1 см3. [34] |
Ультрамикрогетерогенные системы иногда называют коллоидными растворами, но чаще коллоидными системами ( системы с коллоидной степенью измельчения), а также золями, или высокодисперсными ( тонкодисперсными) системами. Частицы дисперсной фазы этих систем часто называют коллоидными частицами. Между ультрамикрогетерогенными системами и истинными растворами ( особенно некоторых высокомолекулярных веществ) наблюдается и различие, и известное сходство. Отметим, что к дисперсным системам относят не только системы, содержащие измельченную дисперсную фазу, но и пористые тела. [35]
Дисперсные системы с размером частиц дисперсной фазы от 1 до 100 нм ( 10 - 9 - 10 - 7 м) называются коллоидными. По размеру частиц они занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами. Коллоидные системы являются ультрамикрогетерогенными системами. Для них характерно наличие высокоразвитой межфаз-иой поверхности, что в свою очередь обусловливает большой запас свободной поверхностной энергии. Это способствует тому, что коллоидные системы являются термодинамически неустойчивыми. В них сильно выражено стремление к уменьшению запаса свободной энергии. Реализация его возможна при уменьшении дисперсности частиц в результате их укрупнения или при адсорбции на их поверхности ионов или молекул, находящихся в дисперсионной среде. Особые свойства коллоидных систем обусловлены размером частиц. Коллоидные частицы настолько малы, что не задерживаются обычными фильтровальными материалами, не видны в обычный микроскоп, не оседают под действием силы тяжести. [36]
Боковое освещение является особенностью ультрамикроскопических методов, основанных на рассеянии света. Рассеяние света - явление, специфичное для ультрамикрогетерогенных систем; оно рассматривается в последующих разделах. [37]
Общим условием для любого процесса выделения кристаллов из раствора является наличие пересыщения. При увеличении степени пересыщения сверх некоторого предела происходит спонтанная кристаллизация, которая приводит к осаждению всех веществ, находящихся в растворе в пересыщенном состоянии, и в этом случае селективной кристаллизации достичь не удается. Как было показано в работах [7, 8], пересыщенные растворы представляют собой ультрамикрогетерогенные системы, которые являются промежуточными между истинными и коллоидными растворами. Квазикристаллы такой системы существуют кратковременно, распадаясь в одной точке раствора и возникая в другой. Такие квазикристаллы, достигая при определенном пересыщении критического размера, могут являться центрами кристаллизации. Величина критического размера кристаллов, находящихся в равновесии с раствором, зависит от пересыщения, температуры и физико-химических свойств раствора. [38]
Многие физические характеристики высокомолекулярных систем подтверждают такую трактовку. Например, рассеяние света гомогенными растворами полимеров сравнительно невелико, оно исчерпывается рассеянием на флуктуациях концентрации и описывается уравнениями Дебая-Эйнштейна. Свертывание макромолекул в компактные глобулы приводит к увеличению рассеяния; в этом случае выполняются уравнения Рэлея и Ми, выведенные для коллоидных, ультрамикрогетерогенных систем. [39]
Ультрамикрогетерогенные системы часто называют истинно коллоидными или просто коллоидными, так как раньше только такие системы считались объектом коллоидной химии. Такие частицы по сравнению с отдельной молекулой обладают определенным агрегатным состоянием, которого не имеет молекула. С ростом числа молекул в частице последняя постепенно приобретает все свойства фазы. В современной литературе ультрамикрогетерогенные системы чаше называют золями ( нем. [40]
Проведенными исследованиями была окончательно доказана природа броуновского движения. Молекулы среды ( жидкости или газа) сталкиваются с частицей дисперсной фазы, в результате чего она получает огромное число ударов со всех сторон. Гели частица имеет сравнительно большой размер, то число этих ударов велико, и по соответствующему закону статистики результирующий импульс оказывается равным нулю, такая частица не будет двигаться под действием теплового движения молекул. Кроме того, частицы с большой массой облалают инерционностью и мало чувствительны к ударам молекул. Очень малые частицы ( в ультрамикрогетерогенных системах) имеют значительно меньшие массу и поверхность. На такую частицу будет приходиться существенно меньшее число ударов, поэтому вероятность неравномерного распределения импульсов, получаемых с разных сторон, увеличивается. Это происходит как вследствие неодинакового числа ударов с разных сторон частицы, так и вследствие различной энергии молекул, сталкивающихся с частицей. В зависимости от размеров частица приобретает колебательное, вращательное и поступательное движение. [41]