химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ллоидных систем имеет концентрация реагирующих растворов. В результате химических реакций, приводящих к образованию плохо растворимых веществ, при малых концентрациях реагирующих веществ получаются золи, при больших концентрациях — осадки и при весьма больших концентрациях — гели. Это хорошо можно проследить на примере реакции желтой кровяной соли K*[Fe(CN)6] и хлорида железа FeCb, в результате которой образуется берлинская лазурь Fe4[Fe(CN)e]3. Если быстро смешать в эквивалентных количествах концентрированные растворы хлорида железа и желтой кровяной соли, то берлинская лазурь выделяется в виде густого геля. Небольшое количество этого геля при размешивании в большом объеме воды дает стойкий золь Если вместо концентрированных растворов исходных веществ взять 10-кратио разбавленные растворы, то в результате реакции образуется осадок, ие способный переходить в золь, сколько бы его ие размешивали. Наконец, если растворы хлорида железа и желтой кровяной соли разбавить очень сильно и затем смешать, то получится устойчивый золь берлинской лазури.

Все эти явления можно объяснить следующим образом. В сильно разбавленных растворах скорость кристаллизации невелика, так как для роста кристалликов к иим сначала должно продиффундировать растворенное вещество. В этих случаях за время, нужное для перехода всего вещества в кристаллическую фазу, образуется достаточно большое число зародышей. В очень концентрированных растворах скорость образования зародышей велика потому, что кристаллизация ие может привести к 'быстрому использованию большого количества вещества и прекращению образования новых зародышей. В растворах средней концентрации скорости возникновения зародышей и кристаллизации примерно одинаковы, в результате чего и происходит образование относительно больших частиц.

8*

227

Вводя в систему во время образования коллоидного раствора различные специально подобранные вещества, препятствующие возникновению зародышей или тормозящие их рост, Хиге еще в 1914 г. изучил раздельно роль скорости возникновения центров кристаллизации и скорости укрупнения микрокристалликов. Оказалось, что к веществам, предотвращающим или замедляющим образование зародышей,'относятся K3[Fe(CN)6] и К4[Ее(С1Ч)б], а к веществам, тормозящим рост кристалликов, — КВг и KI. При введении первых веществ кристаллики из пересыщенного раствора совсем не образуются, однако процесс кристаллизации легко можно вызвать, если в систему ввести чужеродные зародыши. При добавлении веществ, тормозящих рост кристалликов, можно получить золи с мельчайшими, субмикроскопическими частицами.

Действие веществ, препятствующих возникновению зародышей, вероятно, объясняется чисто химическими явлениями, происходящими в растворе. Действие веществ^ задерживающих рост зародышей, вызвано адсорбцией их на зародышевых кристалликах и образованием на поверхности кристалликов тончайшего чужеродного слоя, препятствующего дальнейшей достройке кристаллика. Это объяснение подтверждается тем, что зависимость скорости роста кристалликов от равновесной концентрации вещества, препятствующего росту, может быть выражена уравнением, по виду сходным с известным адсорбционным уравнением Фрейндлиха.

Интересно, что под влиянием специальных добавок может по-разному меняться скорость роста отдельных граней кристалликов. Так, при введении метилового фиолетового в процессе получения золя иодида серебра коренным образом меняется форма кристалликов Agl. Это объясняется, очевидно, тем, что молекулы метилового фиолетового адсорбируются преимущественно на определенных гранях кристаллика (на гранях с наибольшей поверхностной энергией), что и тормозит рост кристалла в направлении, перпендикулярном данной грани.

Наряду с теорией, рассматривающей образование коллоидных систем как процесс кристаллизации, уже сравнительно давно существовали взгляды, согласно которым при быстром осаждении вещества из раствора могут быть получены коллоидные системы с аморфными частицами, лишь впоследствии приобретающими кристаллическое строение. Например, Габер еще в 1-922 г. считал, что характер новой фазы зависит от скорости двух процессов — скорости упорядочения и скорости агрегирования молекул. Если скорости первого процесса больше, то могут получаться кристаллические частицы. Если, наоборот, быстрее протекает второй процесс, то возникает аморфная фаза. Аналогично высказывался и А. В. Думанский.

Детальные исследования В. А. Каргина и 3. Я. Берестневой показали, что образование аморфных частиц при синтезе коллоидных систем чаще является правилом, чем исключением. Эти исследования, сводившиеся к прямому наблюдению образовавшихся частиц с помощью электронного микроскопа, позволили установить, что при получении золей двуокиси титана, двуокиси кремния, сульфида мышьяка» гидроокиси алюминия, пятиокисн ванадия ш золота сначала возникают круглые или бесформенные аморфные частицы. На рис. VIII, 1а приведена электронная микрофотография частиц свежепол ученного золя двуокиси титана. Как можно видеть, частицы имеют размер от ОД до 0,8 мкм и образуют цепочечные агрегаты. Аморфность этих частиц видна из рис. VHI,2а, представляющего собой элсктронограмму того же препарата.

Рис. VIIT, 1. Электронные ынкрофотографни ЧАСТИЦ золя двуокиси

ТИТАНА;

И—свежеприготовленны! эоль; Б —воль ШР*"1 1—2I после приготовления.

Однако спустя некоторое время после получения внутри частиц всех вышеперечисленных золей происходят явления упорядочения

и кристаллизации, приводящие к распадению частиц на отдельные кристаллики, В качестве примера на рис. VIII, \б приведена электронная микрофотография препарата, изготовленного из постаревшего золя двуокиси титана. Как можно видеть, внутри первойvчалывдх аморфных сфероидальных частиц образовалось множество мелких кристаллически! по форме частиц. Одновременно на электроиограммах, как это показано па рис. VIII, 26» появились кольца из точечных рефлексов, что подтверждает кристаллическую структуру образовавшихся мелких частиц.

Продолжительность существования аморфных частиц весьма различна для разных коллоидных систем. Так, кристаллизация частиц золя золота происходит через 3—5 ? ин после его приготовления, вош питжжиси ванадия— через 1 ч, золя двуокиси титана — через 1—2 ч, золя гидроокиси алюминия — через сутки.

золя кремневой кислоты — через 2 года, МонаГо предполагать, что» скорость кристаллизации определяется "быстротой образования упорядоченных участков и их числом.

Очень сильное влияние на скорость кристаллизации первоначально образовавшихся аморфных частиц оказывает температура. Например» частицы золей гидроокиси алюминия и двуокиси титана, приготовленных при 80—90 °С, сразу дают на электроно-граммзх картину, характерную для мелкокристаллических частиц. Очевидно, у этих золей процесс кристаллизации при повышенных

Рис, VIII,2. Электронограммы частиц золя двуокиси титана: в— свежеприготовленны! амщ &— аояь через 1—2 ч теле приготовления*

температурах протекает настолько быстро» что практически невозможно получить электронограмму первоначально образ

страница 78
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
утеплитель для стен
1KA74EA
заслонка регулирующая chr
матрас орматек softy plus 180x190 см

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.09.2017)