Коллоидные системы

Колло́идные системы

Коллоидно-дисперсные системы, коллоиды, традиционные названия предельно высокодисперсных (микрогетерогенных) систем. Частицы дисперсной фазы в К. с., коллоидные частицы, обычно имеют размер от 10^-7 до 10^-5 см. В газе или жидкости они свободно и независимо одна от другой участвуют в интенсивном броуновском движении (См. Броуновское движение), равномерно заполняя весь объем дисперсионной среды. Такие свободнодисперсные К. с. (дымы, золи) седиментационно устойчивы, то есть их частицы не выпадают в осадок. В процессе броуновского движения и при перемешивании коллоидные частицы сталкиваются. Если при этом не происходит укрупнения частиц вследствие их слипания (коагуляции (См. Коагуляция)) или слияния (коалесценции (См. Коалесценция)), то К. с. являются агрегативно устойчивыми (например, лиофильные и стабилизованные лиофобные К. с., см. Лиофильные и лиофобные коллоиды).

К. с. образуются при конденсации вещества в гомогенной среде (пересыщенном растворе, паре, переохлажденной жидкости), если возникающие в ней зародыши новой дисперсной фазы, то есть мельчайшие капли или кристаллики, не получают возможности расти до размеров, превышающих 10^-5 — 10^-4 см. Конденсация часто сопровождает химические реакции, в результате которых образуются трудно-растворимые соединения. Другой путь получения К. с. — Диспергирование, самопроизвольное в случае лиофильных и принудительное в случае лиофобных систем. Существование жидких агрегативно устойчивых лиофобных К. с. всегда обусловлено наличием в дисперсионной среде поверхностно-активных веществ (См. Поверхностно-активные вещества) — стабилизаторов. Эти вещества создают на поверхности частиц адсорбционно-сольватный защитный слой, препятствующий их сближению и коагуляции под влиянием близкодействующих сил молекулярного притяжения. Препятствием к сближению частиц могут быть расклинивающее давление жидкой дисперсионной среды, сольватно связанной (см. Сольватация) в адсорбционном слое молекулами или ионами стабилизатора; электростатическое отталкивание одноименно заряженных ионов, адсорбированных на поверхности частиц; повышенная структурная вязкость поверхностного защитного слоя, так называемый структурно-механический барьер.

Неструктурированные жидкие К. с., золи, по комплексу свойств занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и растворами. При ослаблении в лиофобных золях защитного действия стабилизаторов (астабилизация, или дестабилизация, системы) возникают структурированные К. с. — гели (см. также Дисперсная структура). К К. с. относят и твёрдые микрогетерогенные системы — мелкозернистые тела (некоторые минералы, сплавы, закристаллизованные стекла и др.), в которых величина структурных элементов или включений не выходит за пределы коллоидных размеров.

Лит. см. при ст. Коллоидная химия.

Л. А. Шиц.