Оглавление 193 194 195 196 197 — — — 270 

Образование студней. Золи многих лиофильных коллоидов способны при известных условиях коагулировать таким образом, что весь золь целиком превращается в довольно плотную массу, носящую название студня или геля. Такой процесс называется застудневанием или желатинизацией. Общеизвестным примером может служить желатина, 2—3%-ный раствор которой в теплой воде при стоянии превращается через некоторое время в довольно плотный студень. При нагревании студень снова переходит в золь.

Подобные же студни образуют коллоидные  растворы кремневой кислоты с той только разницей, что в этом случае коагуляция является необратимой.

Схема строения студня

Рис. 121. Схема строения студня

Согласно современным взглядам, студни образуются высокомолекулярными соединениями, молекулы которых могут соединяться друг с другом в длинные цепочки или нити. Переплетение этих нитей создает ажурную пространственную решетку или сетку (скелет студня), ячейки которой заполнены жидкостью (рис. 121). Такая структура и сообщает студню свойства твердого вещества. Соединение частиц в сетку может быть настолько непрочным, что иногда достаточно встряхнуть студень, чтобы разрушить его структуру и получить золь.

Понятно, что для застудневания всего золя целиком нужна достаточная концентрация коллоида, так как он должен связать весь имеющийся в наличии растворитель. В этом отношении коллоиды, образующие студни, сильно различаются между собой. Так, желатина дает студень при концентрации 1—1,5%, агар-агар— при концентрации всего 0,25%, другие коллоиды — приболее высоких концентрациях. 

На застудневание очень сильно влияет температура. Например, совершенно твердый при комнатной температуре 10%-ный студень желатины при нагревании до 40—50° быстро разжижается, переходя в золь.

Консистенция студня сильно зависит от содержания в нем растворителя. Например, студень кремневой кислоты, содержащий 94—97% воды, имеет вид желе и дрожит при сотрясении; содержащий 90—92% режется ножом, а содержащий 75% делается ломким.

С течением времени студни могут подвергаться глубоким изменениям, сокращаясь в объеме и выделяя из себя жидкость. Это явление носит название синерезиса и наблюдается при многих процессах обыденной жизни. Хорошо известным примером синерезиса является «отсекание» простокваши сывороткой.

При высыхании одни студни мало изменяются в объеме, их скелет как бы сохраняется, но становится более жестким и весь студень превращается в хрупкую массу, которую легко можно истолочь в порошок. Такие студни обычно содержат много пор и, подобно углю, могут быть использованы как хорошие адсорбенты. К ним относится, например, высушенный студень кремневой кислоты — силикагель . Другие студни, например студни желатины, различных белков, каучуков и т. п., наоборот, сильно сжимаются при высушивании, но после этого могут сгибаться, не разрываясь. Такие студни называются эластичными.

Замечательной особенностью эластичных студней является их способность набухать, т. е. поглощать жидкости, сильно увеличиваясь в объеме и производя при этом огромное давление. Иногда поглощение жидкости студнем идет лишь до известного предела, после чего набухание приостанавливается (например, древесина). В других случаях (например, клей или желатина в горячей воде) студень набухает неограниченно и в конце концов переходит в золь.

Изучение свойств вещества в коллоидном состоянии имеет огромное практическое значение. С коллоидами приходится иметь дело в самых разнообразных отраслях промышленности и техники. Таковы, например, кожевенная, резиновая, текстильная, мыловаренная, стекольная, фотографическая, керамическая отрасли промышленности, производство искусственного волокна, пластических масс и др. Во многих из этих производств коллоидно-химические исследования способствовали существенному улучшению технологических процессов.

194 195 196

Вы читаете, статья на тему Образование студней