Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 22 нет стр 35-44
 
djvu / html
 

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
Возникновение К. х. как особой науки обычно связывают с работами англ, химика Т. Грэма, к-рый в 1861 ввёл термин «коллоид» (от греческого холла •— клей) и предложил на основании своих экспериментальных исследований разделить все вещества по свойствам их растворов на две большие группы — кристаллоиды и коллоиды. Растворы коллоидов, в отличие от кристаллоидов, характеризуются весьма малой скоростью диффузии, неспособностью к диализу (проникновению сквозь пергамент или животный пузырь), очень низким осмотич. давлением и в связи с этим слабо выраженными осмотич. свойствами, а также сравнительно малой устойчивостью и отсутствием определённой растворимости в равновесном (термодинамическом) смысле. Коллоиды образуют студни или студенистые аморфные осадки, обнаруживая характерные явления коагуляции — агрегирования частиц, в частности при действии электролитов. Кристаллоиды же образуют вполне устойчивые растворы в любых концентрациях, не превышающих значения растворимости, они обладают гораздо более высокими скоростями диффузии и способностью к диализу.
Как показало дальнейшее развитие К. х., деление всех веществ на коллоиды и кристаллоиды является ошибочным. Установлено, что любое вещество в подходящих условиях может быть переведено в коллоидное состояние. При этом оказалось, что мельчайшие частицы твёрдых фаз в коллоидно-дисперсном состоянии обычно обладают кристаллич. строением. Русский ботаник И. Г. Борщов в 1869 впервые высказал современные представления о кристаллич. строении коллоидных частиц и о коллоидном состоянии, как о предельно дисперсном состоянии данной фазы в дисперсной среде, а также о решающей роли поверхностных явлений и сил сцепления в коллоидных системах. В 1871 Д. И. Менделеев в «Основах химии» (Соч., т. 14, Л.—М., 1949, стр. 725—26) ясно подчёркивает всеобщность коллоидного состояния вещества, его связь со сложностью состава и большой массой частиц, а также его значение для общей химии. Экспериментальные исследования П. П. Веймарна в Петербурге (1904—16) показали, что любые вещества, являющиеся по Грэму типичными кристаллоидами, можно перевести в коллоидное состояние, резко понижая растворимость их подбором соответствующей среды. Так развивались современные взгляды о коллоидных растворах как о частном случае растворов, в к-рых растворённое вещество находится в виде очень крупных частиц — агрегатов молекул или микрокристаллов.
Русские химики Н. Н. Любавин и А. П. Сабанеев в 1889 впервые применили физико-химич. методы к определению молекулярного веса частиц в коллоидных растворах. Голландский учёный П. Дебай и немецкий учёный А. Шеррер в 1920 с помощью рент-геноструктурного анализа установили, что частицы дисперсной фазы в гидрозолях золота обладают правильной кристаллич. решёткой металлич. золота.
Развитию современных взглядов на коллоидные растворы в значительной мере способствовало создание новых методов экспериментального исследования в К. х. Характерное явление рассеяния света коллоидными системами — эффект Тиндаля (1868) (теория к-рого была разработана англ, физиком Дж. Рзлеем) — послужило основой метода определения дисперсности и концентрации коллоидных систем по интенсивности рассеяния света — нефелометрии (см.). Нефелометрич. измерения, осуще-
ствляемые с помощью фотоэлементов, являются одним из самых чувствительных методов химич. анализа. На этом же явлении основана ультрамикроскопия, т. е. обнаружение (по мерцаниям на тёмном фоне при боковом освещении) отдельных коллоидных частиц, размеры к-рых лежат за пределами разрешающей способности оптич. микроскопа. Посредством ультрамикроскопа нельзя определять форму и размеры частиц, но он даёт возможность счёта их в единице объёма и, таким образом, определения средней массы частиц, если известна концентрация дисперсной фазы. Ультрамикроскопия может служить прямым методом доказательства двухфаз-ности — ультрамикрогетерогенности коллоидных систем. К подобным же методам следует отнести и применение электронного микроскопа (см.), позволяющего непосредственно определять размеры и форму коллоидных частиц, а также судить о кинетике их образования, как это показал в последнее время советский химик В. А. Каргин с сотрудниками. К аналогичным методам относятся ультрафильтрация и диализ (см.). Для грубодисперсных систем важное значение приобрели седиментацион-ные методы дисперсионного анализа, основанные на свободном оседании частиц в вязкой среде под влиянием силы тяжести, а также методы размучива-ния в струе жидкости или газа. Наиболее совершенный седиментометр был разработан в 1936 советским химиком Н. А. Фигуровским. Им же предложены удобные приёмы седиментационного анализа (см.) систем с малым содержанием дисперсной фазы (0,1% и ниже). А. В. Думанский в 1910 впервые применил центрифугу для исследования дисперсности коллоидных растворов. В дальнейшем шведский учёный Т. Сведберг (1922) разработал методы ультра-центрифугироиания для измерения скорости седиментации коллоидных частиц и макромолекул, напр, белковых веществ, при использовании центробежной силы, превосходящей силу тяжести в миллионы раз, что позволило определять массы («молекулярные веса») таких частиц.
Новая стадия развития К. х. ознаменовалась созданием молекулярно-кинетич. теории броуновского движения (А. Эйнштейн, 1905, М. Смолухов-ский, 1906). Строго количественные результаты этой теории, блестяще подтверждённые экспериментально работами франц. учёного Ж. Перрена (1908) и Т. Сведберга (1912), привели к важным научным следствиям, показав реальность молекулярного вещества и способствуя молекулярно-статистич. обоснованию второго начала термодинамики. Таким образом, развитие К. х. привело к результатам, важным для всего естествознания и для утверждения диалектико-материалистич. мировоззрения. Эти классич. работы составили основу теории диффузии и коагуляции в коллоидных растворах.
Однако представления о решающей роли дисперсности, развитые в этот период, в противовес воззрениям Грэма, носили механистич. характер (Вольфганг Оствальд) и были явно неудовлетворительными. Становилась ясной необходимость глубокого учёта молекулярного взаимодействия частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой на их общей поверхности раздела. Молекулярно-поверх-ностные явления на границе фаз определяют характерные особенности коллоидных систем и прежде всего их агрегативную неустойчивость вследствие взаимодействия частиц (коагуляция).
В 1903 русский ботаник М. С. Цвет создал новый метод хромптографичеекоео анализа (см.), основанный на явлениях избирательной адсорбции и рас-

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620


Большая Советская Энциклопедия Второе издание