Получение коллоидных растворов методом замены

растворителя

Метод замены растворителя заключается в том, что истинный раствор

вещества добавляется к жидкости, смешивающейся с растворителем, но в

которой

само

вещество

малорастворимо

и

выделяется

в

виде

высокодисперсной

фазы.

Метод

конденсации

из

паров

основан

на

одновременной

конденсации

паров

диспергируемого

вещества

и

растворителя на холодной поверхности. Химические методы конденсации

основаны на переводе растворенных веществ в нерастворимое состояние при

помощи

различных

химических

реакций

(

восстановление,

гидролиз,

двойной

обмен

и

др.)

с

последующей

агрегацией

и

рекристаллизацией

нерастворимых частиц, образующих дисперсную фазу. Образование новой

фазы происходит из пересыщенного раствора в результате роста частиц на

центрах

или

зародышах

кристаллизации.

Стабилизаторами

являются

растворимые вещества, возникающие в результате химической реакции.  

Метод замены растворителя состоит в том, что к истинному раствору

какого-либо

вещества

добавляют

в

большом

объеме

другую

жидкость,

которая

является

для

этого

вещества

плохим

растворителем,

но

хорошо

смешивается

с

исходным

растворителем,

Например,

если

к

истинному

раствору серы в этаноле прибавить много воды, то молекулы серы будут

образовывать агрегаты - частицы дисперсной фазы золя серы, так как сера

плохо

растворяется

в

водно-спиртовой

смеси.

Образованием

золей

объясняется помутнение одеколона и духов при введении в них воды.

Метод замены растворителя очень удобен для получения золей смол,

гуммигута мастики, лецитина, коллодия и других веществ.

Метод

замены

растворителя заключ ает ся

в

замене

од н о й

дисперсионной

среды,

с

которой

вещество

дисперсной

фазы

образует

молекулярный раствор, другой, в которой это вещество не растворимо. Так,

например,

при

вливании

спиртового

раствора

канифоли

в

большое

количество воды, в которой канифоль не растворима, образуется прозрачный

опалесцирующий золь. Этот метод удобен для получения золей смол и других

веществ.  

Методом замены растворителя получают золи серы, фосфора, мышьяка,

канифоли,

ацетилцеллюлозы

и

многих

органических

веществ,

вливая

спиртовые или ацетоновые растворы этих веществ в воду.  

Широко

применяют метод

замены

растворителя,

основанный

как

и

предыдущий,

на

таком

изменении

параметров

системы,

при

котором

химический потенциал компонента в дисперсионной среде становится выше

равновесного и тенденция к переходу в равновесное состояние приводит к

образованию новой фазы. В отличи от метода конденсации паров ( изменение

температуры),

в

метод

замены

растворителя

изменяют

состав

среды.

Пересыщение

приведет

к

агрегированию

молекул

серы

с

образованием

частиц

новой

фазы

-

дисперсной.

При

вливании

спиртового

раствора

канифоли в воду образуются золи мастики, широко используемые в практике

для пропитки дерева, бумаги и других материалов.

Широко применяют метод замены растворителя, основанный, как и

предыдущий,

на

таком

изменении

параметров

системы,

при

котором

химический потенциал компонента в дисперсионной среде становится выше

равновесного и тенденция к переходу в равновесное состояние приводит к

образованию

новой

фазы.

В

отличие

от

метода

конденсации

паров

( изменение температуры), в методе замены растворителя изменяют состав

среды.

К методу конденсации относится метод замены растворителя, в котором

данное вещество менее растворимо.

Конденсационные

методы,

например метод

замены

растворителя,

применяются здесь сравнительно редко.

Конденсационные

методы,

например, метод

замены

растворителя,

применяются здесь сравнительно редко.  

Одним из примеров физической конденсации является метод замены

растворителя:

раствор

какого-либо

веще ства

по степенно,

п р и

перемешивании,

прибавляют

к

жидкости,

в

которой

это

вещество

нерастворимо. При этом происходит конденсация молекул и образование

коллоидных частиц.

Нефелометрический

метод

основан

на

образовании

эмульсии

нефтепродукта ( методом замены растворителя) с последующей оценкой ее

мутности.

Для

извлечения

нефтепродуктов

из

воды

применяется

серный

эфир. Эфир из полученного раствора отгоняется на водяной бане при 40 - 50

С до объема 2 мл. Для отгонки применяется специальный прибор, состоящий

из

колбочки,

дефлегматора

и

холодильника.

Остаток

в

колбочке

обрабатывается Ю мл спирта-ректификата, который добавляется порциями

по 2 - 3 мл, и вливается в цилиндр Генера, куда предварительно помещается в

качестве стабилизатора эмульсии 0 1 % - ный раствор желатина. Общий

объем

в

цилиндре

Генера

доводится

раствором

желатина

до

50

мл.

Разбавление эмульсии раствором желатина для выравнивания концентраций в

обоих цилиндрах Генера недопустимо.

Одним из распространенных в лабораторной практике и технически

просто

осуществимым

является

способ

получения

коллоидных

систем методом замены растворителя. Он основан на изменении среды таким

образом,

чтобы

вещество

из

растворимого

стало

нерастворимым

или

малорастворимым.

Так,

например,

сера

или

канифоль

растворяются

в

этиловом

спирте,

образуя

истинный

-

раствор.

В

воде

сера

и

канифоль

практически нерастворимы, поэтому при добавлении воды к их спиртовому

раствору молекулы конденсируются в более крупные агрегаты и образуется

коллоидный раствор.

Одним из распространенных в лабораторной практике и технически

просто

осуществимым

является

способ

получения

коллоидных

систем методом замены растворителя. Он основан на изменении среды таким

образом,

чтобы

вещество

из

растворимого

стало

нерастворимым

или

малорастворимым.

Так,

например,

сера

или

канифоль

растворяются

в

этиловом

спирте,

образуя

истинный

раствор.

В

воде

сера

и

канифоль

практически нерастворимы, поэтому при добавлении воды к их спиртовому

раствору молекулы конденсируются в более крупные агрегаты и образуется

коллоидный раствор.

При

добавлений

к

йоду

спиртового

раствор

канифоли

образуется

коллоидный раствор канифоли в воде ( метод замены растворителя), который

сильно

рассеивает

свет.

Причем

интенсивность

рассеяния

света

прямо

пропорциональна концентрации образующегося золя. Рассеянный свет через

прорезанные в футляре окошки попадает на экран в виде светящейся полосы,

полностью соответствующей форме этих окошек.  

Широко применяют метод замены растворителя, основанный как и

предыдущий,

на

таком

изменении

параметров

системы,

npi

котором

химический потенциал компонента в дисперсионной среде становится выше

равновесного и тенденция к переходу в равновесное состояние приводит к

образованию новой фазы. В отличи от метода конденсации паров ( изменение

температуры),

в метод

замены

растворителя изменяют

состав

среды.

Пересыщение

приведет

к

агрегированию

молекул

серы

с

образованием

частиц

новой

фазы

-

дисперсной.

При

вливании

спиртового

раствора

канифоли в воду образуются золи мастики, широко используемые в практике

для пропитки дерева, бумаги и других материалов.

Время от времени в литературе встречаются данные по использованию

смешанного слоя ионитов для решения тех или иных частных задач. Так,

Миллер

и

другие

применили

смесь

Н

-

катионита

и

ОН-анионита

для

уменьшения вязкости дисперсии бутил-каучука, полученной методом замены

растворителя. Червинский и Наребская, исследуя кристаллизацию соляных

растворов, обнаружили, что сырой соляной раствор во время кристаллизации

покрывается

с

поверхности

пленкой.

Образующаяся

пленка

(СаСОз)

замедляет скорость кристаллизации. Для устранения этого явления авторы

предварительно

пропускали

солевой

раствор

через

колонку,

заполненную

смесью Na-катионита и С1 - анионита. Освобожденный таким образом от С

(НСОз) 2 раствор кристаллизуется в 4 раза быстрее сырого.

Применяя токи высокой частоты, не нагревающие и не разлагающие

дисперсионную

среду,

можно

получить

значительное

количество

золей

металлов в различных жидких средах. Таким путем были получены золи

металлического натрия и калия в безводном эфире. К методам физической

конденсации

относится

также метод

замены

растворителя.

Некоторые

органические

вещества

хорошо

растворимы

в

этиловом

спирте

и

нерастворимы в воде. Чтобы получить водный коллоидный раствор такого

вещества, поступают следующим образом. Растворяют вещество в этиловом

спирте,

затем

спиртовой

раствор

постепенно

разбавляют

водой.

Спирт

смешивается

с

водой

в

любых

отношениях,

и

органическое

соединение,

растворенное

в

спирте,

попадая

в

воду

(в

которой

оно

нерастворимо),

образует коллоидный раствор.

Как

уже

указывалось,

прямое

(без

предварительной

обработки)

нефелометрическое определение в воде нефтепродуктов возможно только в

случае, если они образуют устойчивую высокодисперсную эмульсию. Если

нефтепродукты, присутствуют в воде в виде крупных капель или пленок, то

для количественного анализа их надо предварительно диспергировать. Эта

операция может быть осуществлена, например, методом замены растворителя,

для чего предложено автоматическое устройство. Нефтепродукты из воды

вместе

с

добавленным

ацетоном

высаливаются

соляной

кислотой.

Полученную

эмульсию

переводят

в

регистрирующий

нефелометр

или

турбидиметр.

Преимуществом

этого

метода,

по-видимому,

является

уменьшение ошибки за счет влияния твердых механических примесей, а

серьезным недостатком - сложность устройства и большой расход реагентов.