К.р. – это гетерогенная, многофазная (в простейшем случае двухфазная) система в отличие от истинного раствора, который является гомогенной однофазной системой. Условием образования к.р. является очень низкая растворимость вещества одной фазы в другой фазе, тогда между такими веществами могут существовать поверхности раздела.

Одна из фаз, раздробленная до частиц коллоидных размеров, образует дисперсную фазу. Частицы дисперсной фазы являются не молекулами, а агрегатами из множества молекул. Им могут быть приписаны все термодинамические свойства фазы.

Среда, в которой раздроблено вещество дисперсной фазы, называется дисперсионной средой.

Коллоидная химия – это наука о свойствах гетерогенных высокодисперсных систем и о протекающих в них процессах.

Мерой раздробленности (а) всякой дисперсной системы служит поперечник частиц, диаметр или ребро куба. Чтобы охарактеризовать частицы сложной формы введем несколько условных параметров, имеющих размерность длины.

Проективный радиус

— радиус круга, имеющего ту же площадь, что и площадь проекции частицы на плоскость.

Эквивалентный радиус

(эквивалентный массовый радиус) частицы — радиус сферы из того же вещества, имеющей ту же массу. Эквивалентным поверхностным радиусом частицы называют радиус сферы из того же вещества, имеющей ту же площадь поверхности.

Стоксовский радиус —

радиус сферы из того же вещества, имеющей ту же скорость осаждения под действием силы тяжести.

Эквивалентный оптический радиус —

радиус сферы, имеющей то же сечение рассеяния света, что и характеризуемая частица.

Дисперсность – Д =1/a .

Удельная поверхность – это поверхность единицы объема или единицы массы дисперсной фазы. Для монодисперсных к.систем cо сферическими частицами

Sуд(v) = n4pr2/[(4/3)pr3n]=3/r=6/d; Sуд(m)= 6/(dr);

где n – число частиц, d и r-диаметр и радиус. Предполагается, что в монодисперсных коллоидных системах частицы дисперсной фазы имеют одинаковые размеры, а в полидисперсных - разные.

Моно- и полидисперсность — чисто статистические понятия. Ни одна коагулирующая система не может быть монодисперсной, даже если первоначально она была таковой. В зависимости от своего происхождения система может состоять из частиц с узким или широким интервалом размеров.

Кол. Системы можно рассматривать как микрогетерогенные системы с предельной дисперсностью и огромной поверхностью раздела между дисперсной фазой дисперсионной средой.

Рассмотрим изменение площади поверхности измельчаемого материала. Пусть имеется куб с длиной ребра 1см, площадь поверхности равна 6см2. При дроблении этого куба на маленькие кубики с длиной ребра 10-4см, число кубиков равно (104)3, а суммарная площадь поверхности кубиков – 60000см2 (6м2). При дроблении этого куба на кубики с длиной ребра 10-8см поверхность раздела исчезает, образуется истинный раствор.

Лекция 2

Дробление материала не только увеличивает количество частиц и удельную поверхность, но и изменяет свойства системы.

При измельчении в ступке куска мела образуется грубодисперсная система (а>10-4см). Эти частицы не остаются во взвешенном состоянии в воде, а оседают под действием силы тяжести на дно сосуда, т.е. система кинетически не устойчива. Эти частицы не способны участвовать в броуновском движении, не диффундируют, не создают осмотического давления.

Если измельчение мела проводить в шаровой мельнице в присутствии ПАВ, облегчающих дроблении и препятствующих слипанию частиц, можно получить частицы размером ~10-5см. Такие частицы участвуют в хаотическом броуновском движении, могут диффундировать и создавать осмотическое давление. Подобные кол. системы кинетически устойчивы. При этом и те и другие не устойчивы термодинамически.