Отримання колоїдних систем: диспергаційні та конденсаційні методи. Очистка колоїдних систем: діаліз та ультрафільтрація.

1. LOGO
Лекція № 6
ОТРИМАННЯ ТА ОЧИСТКА
КОЛОЇДНИХ СИСТЕМ
к.т.н., доц. Сабадаш Наталія Іванівна

2. План:
ОТРИМАННЯ КОЛОЇДНИХ СИСТЕМ
ОЧИСТКА КОЛОЇДНИХ СИСТЕМ2
1
Диспергаційні методи;
Конденсаційні методи;
1.1
1.2
Діаліз;
Ультрафільтрація;
2.1
2.2

3. LOGO
1. ОТРИМАННЯ
КОЛОЇДНИХ СИСТЕМ

4. Основні умови одержання колоїдних розчинів
 речовина дисперсної фази практично не
повинна розчинятися в дисперсійному
середовищі;
 концентрація золю повинна бути невеликою;
 в системі має бути присутнім третій компонент
– стабілізатор.

5. Класифікація ДС за дисперсністю

6.  подрібненням твердих і рідких речовин у відповідному
середовищі;
 утворенням частинок дисперсної фази з окремих
молекул, атомів або іонів.
У відповідності з цим існують
методи одержання дисперсних систем:
 диспергаційні і
 конденсаційні.
Колоїдні системи можна отримати 2 способами:

7. 1.1. Диспергаційні методи
 До диспергаційних належать методи механічного
подрібнення, в яких подолання міжмолекулярних
сил і накопичення вільної поверхневої енергії
відбувається за рахунок зовнішньої механічної
роботи.

8.  Для одержання стійких дисперсних систем
диспергаційними методами в систему
необхідно додавати третій компонент —
стабілізатор.
 Стабілізаторами є іони електролітів або ПАР,
введення яких в систему приводить до
утворення на межі поділу частинка-середовище
адсорбційних шарів іонного або молекулярного
типу, які перешкоджають злипанню
роздрібнених частинок і випадінню їх в осад.

9.  До диспергаційних методів також відносять
пептизацію.
 Пептизацію лише умовно можна віднести до
диспергаційних методів, бо насправді
відбувається процес дезагрегації, а не
диспергування.

10. 1.2. Конденсаційні методи
 Група конденсаційних методів об'єднує процеси,
в основі яких лежить виникнення нової фази
шляхом з'єднання молекул, атомів або іонів в
гомогенному середовищі.
 При виникненні місцевих пересичень у розчині
виникають агрегати із декількох молекул, які і
стають зародками нової фази. Роль зародків
можуть виконувати пилинки або невелика
кількість готового золю, що вносяться у систему
ззовні.

11. Конденсація буває:
 1.2.1. фізична
 а) конденсація з пари;
 б) заміна розчинника.
 1.2.2. хімічна.

12. 1.2.1. Фізична конденсація
а) Конденсація з пари
 При пропусканні пари речовини у рідину в
результаті конденсації утворюються ліозолі.
 В газовому середовищі конденсацією пари
різних речовин одержують аерозолі.
 Сумісною конденсацією пари речовин, що
утворюють дисперсну фазу і дисперсійне
середовище, на охолодженій поверхні
одержують гідро- і органозолі.

13.  Розчин речовини додають маленькими
порціями до рідини, яка змішується з
розчинником, але в якій речовина так мало
розчиняється, що практично виділяється у
вигляді високодисперсної фази, тобто
утворюється ліозоль.
б) Метод заміни розчинника

14.  Хімічна конденсація грунтується на
конденсаційному виділенні нової фази, яка
утворюється в результаті хімічної реакції, з
пересиченого розчину.
 Отже, концентрація речовини в
розчині повинна перевищувати
розчинність. Однак така умова є
загальною як для утворення золю, так і
звичайного осаду твердої фази.
1.2.2. Хімічна конденсація

15.  За теорією Веймарна, для одержання
високодисперсної системи необхідно, щоб
швидкість утворення зародків дисперсної фази
набагато перевищувала швидкість зростання
кристалів.
 Практично це досягається шляхом
додавання концентрованого розчину
одного компонента до дуже розбавленого
розчину другого при інтенсивному
перемішуванні.

16.  Накопичення вільної поверхневої енергії при
утворенні дисперсної системи підвищує
ймовірність процесу агрегації частинок. Тому
необхідно не тільки досягти потрібної
дисперсності, але й закріпити цей стан за
допомогою стабілізатора.

17. Реакції подвійного обміну
Ва(NО3)2+К2SO4 = ВаSO4+ 2КNО3
AgNO3 + KI = AgI + KNO3
 Слід відзначити, що для одержання золів за
реакціями обміну один з реагентів треба
брати в надлишку, тому що він буде
стабілізатором.

18. Реакції гідролізу
FеСl3 + ЗН2O = Fе(ОН)3 + ЗНСl
 Гідролізом можна одержати також золі
кремнієвої, вольфрамової та інших
нерозчинних у воді кислот.
 Застосовують для одержання золів
гідроксидів металів

19. Колоїдні розчини наночастинок золота та наносрібла

20. LOGO
2. ОЧИСТКА
КОЛОЇДНИХ СИСТЕМ

21. 2.1. Діаліз
 Діаліз полягає у вимиванні
низькомолекулярних речовин водою або
іншим розчинником за допомогою
напівпроникних мембран, які не
пропускають частинок дисперсної фази.
 Недоліком даного методу є тривалість
процесу.

22. А – колоїдний розчин,
Б – розчинник (вода),
М – мембрана

23. Електродіаліз
 Діаліз може бути значно прискорений при
накладанні електричного поля.
Цей процес називається електродіалізом.

24. А – колоїдний розчин,
Б – розчинник (вода),
Е – електроди,
М – мембрана

25. 2.2. Ультрафільтрація
 Ультрафільтрація – це фільтрування
колоїдних розчинів через ультрафільтр,
виготовлений із напівпроникної мембрани,
яка пропускає дисперсійне середовище з
розчиненими в ньому електролітами і
затримує колоїдні частинки.

26. LOGO
Дякую за увагу!