Способы получения коллоидов

Для получения коллоидов необходимо:

достаточно малая растворимость дисперсной фазы в дисперсионной среде;

определенная степень дисперсности (10^-5 — 10^-7 см);

наличие в системе стабилизатора, препятствующего слипанию коллоидных частиц (это электролиты или ВМС).

Существует два основных метода получения коллоидов: дисперсионный и конденсационный.

Дисперсионные методы.

1. Механическое дробление в шаровых или коллоидных мельницах, где материал вместе с дисперсионной средой и стабилизатором дробится и истирается.

В природе дисперсионный метод получения коллоидов реализуется, например, при извержениях вулканов. Известно, что извержение вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 году вызвало выброс в атмосферу 16 км³ расплавленной лавы, камней, грязи и пыли. При этом образовалось большое количество коллоидных частиц, и из-за них в течение нескольких лет наблюдались солнечные закаты удивительной окраски.

2. Электрическое распыление в вольтовой дуге. Для этого два электрода из металла, золь которого хотят получить, погружают в жидкость с добавленным стабилизатором, и пропускают электрический ток. Электроды сближают для получения вольтовой дуги, металл при этом испаряется и конденсируется в жидкости, образуя золь. Этим методом получают золи серебра, золота, платины.

Аналогично получают фуллерены в присутствии лекарственных веществ.

• 3. Действие ультразвука. Высокочастотные механические колебания (от 20 000 до 1 000 000 колебаний в секунду), которые получают с помощью специальных генераторов. Разрывающие усилия возникают как вследствие чередующихся локальных сжатий и расширений, так и образования, и лопания пузырьков при локальных растяжениях жидкости. При этом развиваются локальные избыточные давления порядка тысяч атмосфер. Так получают золи серы, гипса, графита, гидроксидов металлов.
• 4. Метод пептизации заключается в раздроблении свежеприготовленных рыхлых осадков на отдельные коллоидные частицы при добавлении небольшого количества электролита — пептизатора.

Пептизация имеет биологическое значение: рассасывание камней в почках и печени, атеросклеротических бляшек, тромбов.

Конденсационные методы Различают физические и химические конденсационные методы образования коллоидов.

К физическим методам относят образование туманов, облаков, дыма, а также метод замены растворителя, в котором вещество хорошо растворимо, на растворитель, в котором данное вещество мало растворимо. Так, например, спиртовой раствор духов или одеколона в воде образуют белую взвесь (суспензию).

В основе химических конденсационных методов лежат химические реакции (окисления, восстановления, гидролиза, обмена), приводящие к образованию труднорастворимых веществ в присутствии тех или иных стабилизаторов.

Например, в формировании структуры почв играет большую роль золь оксида кремния, который образуется при гидролизе силикатов:

Na₂SiO₃ + H₂O = SiO₂ + 2NaOH.

Получение дымовых и туманных завес в военном деле осуществляется посредством гидролиза хлорида кремния (или титана):

SiCl₄ + 2H₂O = SiO₂ + 4HCl.