Лиофильные и лиофобные коллоиды
Выпадающие при коагуляции коллоидов осадки могут иметь весьма различное строение. Одни коллоиды образуют студенистые осадки, удерживающие огромное количество растворителя, другие осаждаются в виде порошков или хлопьев, почти не увлекая с собой растворителя. На этом основании первые называют лиофильными коллоидами, вторые — лиофобными . В частности, когда растворителем является вода, то говорят о гидрофильных и гидрофобных коллоидах. К гидрофильным коллоидам относятся белковые вещества, клей, крахмал, кремневая кислота и вообще высокомолекулярные соединения, к гидрофобным — коллоидные металлы, сульфиды металлов и др. Гидроокиси металлов занимают некоторое промежуточное положение между этими двумя классами.
Различие между лиофильными и лиофобными коллоидами проявляется во многих отношениях:
1) Золи лиофильных коллоидов обладают значительно большей вязкостью, чем чистый растворитель, тогда как вязкость золей лиофобных коллоидов почти не отличается от вязкости чистого растворителя.
2) Коагуляция лиофильных коллоидов, как правило (но не всегда), представляет собой обратимый процесс. Осадок лио-фильного коллоида снова переходит в золь после устранения
причины, вызывавшей коагуляцию. Наоборот, осадок лиофобного коллоида обычно не растворяется при обработке его новым количеством растворителя. 3) Золи лиофильных коллоидов значительно более устойчивы, чем золи лиофобных коллоидов. В то время как последние коагулируют уже в присутствии малых количеств электролита, для коагуляции лиофильных коллоидов требуется прибавление значительных количеств электролитов. В этом случае процесс обыкновенно называется высаливанием. Примером может служить высаливание мыла из коллоидного раствора его в воде.
Большая устойчивость золей лиофильных коллоидов обусловлена их способностью к сольватации. Влияние сольватации на устойчивость лиофобных коллоидов сравнительно невелико и проявляется главным образом в сольватации их противоионов. У лиофильных же коллоидов сольватирована вся частица, что, вероятно, обусловлено не просто электростатическим притяжением молекул дисперсионной среды, а более глубоким взаимодействием между ними и дисперсной фазой, так же как и в молекулярных растворах. Таким образом, частицы лиофильного коллоида окружены плотной сольватной оболочкой, препятствующей им соединяться друг с другом. Чтобы вызвать коагуляцию, нужно разрушить эти сольватные оболочки, что достигается прибавлением большого количества электролита. Ионы последнего сами сольватируются, отнимая молекулы растворителя от частиц коллоида, и тем самым вызывают его коагуляцию. Разрушение сольватной оболочки может быть вызвано и иными способами. Например, коагуляция золя клея вызывается добавкой к нему спирта, также связывающего молекулы воды. Вообще, можно сказать, что главным фактором устойчивости лиофобных коллоидов является заряд частиц, а лиофильных — сольватация.
Замечательно, что легко коагулирующие золи лиофобных коллоидов можно сделать очень устойчивыми по отношению к электролитам, прибавив небольшое количество какого-нибудь лиофильного коллоида, например желатины, гуммиарабика и т. п. Такое же «защитное» действие оказывают лиофильные коллоиды и на суспензии, частицы которых в их присутствии осаждаются чрезвычайно медленно.
Это важное явление «коллоидной защиты» можно иллюстрировать следующим опытом.
В две пробирки нальем разбавленной соляной кислоты и прибавим в одну из них немного раствора желатины. Затем вольем в обе пробирки раствора азотнокислого серебра и хорошенько взболтаем. В пробирке без желатины после взбалтывания образуются характерные творожистые хлопья хлористого серебра; в другой пробирке вся жидкость становится мутной, но никакого
выделения осадка не происходит. Благодаря присутствию желатины мельчайшие частицы хлористого серебра не соединяются в хлопья, а остаются в растворе в состоянии тончайшей суспензии.
На этом принципе основано приготовление фотографических броможелатинных пластинок, желатинный слой которых содержит очень тонкую суспензию бромистого серебра.
Механизм коллоидной защиты состоит, повидимому, в том, что лиофильный коллоид обволакивает частицы лиофобного коллоида, препятствуя проникновению к ним ионов и образованию крупных агрегатов.
Вы читаете, статья на тему Лиофильные и лиофобные коллоиды