108 matches
-
această metodă, Svedberg a preparat organosoluri ale metalelor alcaline în hidrocarburi. 2.2.2.4. Metoda peptizării O metodă chimică de dispersie mult folosită este peptizarea, ce reprezintă trecerea unui gel sau a unui precipitat greu solubil sub formă de coloid, prin adăugarea unui agent chimic (de obicei un electrolit) numit peptizator. Dispersarea precipitatului sau gelului se face prin spălarea repetată a acestuia cu apă sau prin adăugarea unor cantități mici de soluții diluate de electroliți (acid clorhidric, citrat de sodiu
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
de formare a particulelor pot provoca distrugerea coloidului. Dintre metodele folosite frecvent pentru purificarea, separarea și concentrarea soluțiilor coloidale se pot enumera dializa și electrodializa, electrodecantarea, ultrafiltrarea, osmoza inversă, schimbul ionic. 2.3.1. Dializa și electrodializa Dializa Purificarea unui coloid constă în îndepărtarea excesului de electrolit. Pentru aceasta se folosesc dispozitive simple prevăzute cu membrane semipermeabile care permit difuzia micromoleculelor și ionilor sub acțiunea unei diferențe de concentrație. Procesul se numește dializă iar dispozitivul folosit la realizarea acestui proces se
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
lichidului din vasul exterior. Expresia vitezei de dializă este similară celei de difuzie: unde este viteza de dializă, S este suprafața specifică a membranei, D este coeficientul de difuzie al moleculelor ce traversează membrana, iar este gradientul de concentrație dintre coloid și lichidul exterior. Electrodializa Eliminarea electroliților din coloidul supus purificării se poate accelera dacă peste procesul de difuzie a ionilor prin membrană se suprapune acțiunea unui câmp electric continuu. Procesul se numește electrodializă, iar dispozitivul folosit se numește electrodializor (fig
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
dacă peste procesul de difuzie a ionilor prin membrană se suprapune acțiunea unui câmp electric continuu. Procesul se numește electrodializă, iar dispozitivul folosit se numește electrodializor (fig. 2.2.), având următoarele componente: 1,3 - compartimente cu solvent; 2 - compartiment cu coloid; 4, 5 - membrane semipermeabile; 6, 7 - electrozi;8 agitator Fig. 2.1. Dializor simplu Fig. 2.2. Electrodializor 127 În compartimentul 2 se introduce coloidul, iar compartimentele 1 și 3, prin care circulă continuu apă, sunt prevăzute cu câte un
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
2.1. Dializor simplu Fig. 2.2. Electrodializor 127 În compartimentul 2 se introduce coloidul, iar compartimentele 1 și 3, prin care circulă continuu apă, sunt prevăzute cu câte un electrod. Curentul electric mărește viteza de difuzie a ionilor din coloid prin membrana semipermeabilă. În cazul proceselor de deionizare, utilizarea unei instalații de electrodializă cu o singură celulă pentru eliminarea ionilor din apele impure sau saline este neeconomică, din cauza consumurilor mari de energie în compartimentele electrozilor (pentru deshidratarea ionilor). Dacă numărul
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
un microstrat apos ca urmare a scăderii concentrației fazei disperse. Aparatul (fig. 2.4.) este compus dintr-un vas cu trei celule (1, 2, 3), cu două membrane (4) fixate vertical pe pereții celulei 2. Particulele încărcate electric ale unui coloid care intră prin orificiul (5) se deplasează sub influența unui potențial spre polul pozitiv (6) sau negativ (7), iar după formarea microstratului, cad în rezervorul (3). Solventul pur se ridică la suprafață și este recuperat prin orificiul (8). Prin această
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
5) se deplasează sub influența unui potențial spre polul pozitiv (6) sau negativ (7), iar după formarea microstratului, cad în rezervorul (3). Solventul pur se ridică la suprafață și este recuperat prin orificiul (8). Prin această metodă se pot obține coloizi extrem de puri și foarte concentrați, ca de exemplu solii de sulfură arsenioasă, de aur, platină, sulf, acid silicic. Metoda se aplică și pentru solii foarte sensibili ca cei de oxizi hidratați. 2.3.3. Ultrafiltrarea Procedeul prin care particulele coloidale
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
pot grupa în fenomene optice generale, care se produc în toate sistemele fizico - chimice (reflexia, absorbția, interferența etc.) și fenomene optice coloidale, caracteristice sistemelor ultramicroeterogene (efectul Tyndall, opalescența, fluorescența etc.). 2.5.2.1. Opalescența La trecerea luminii printr-un coloid incolor se observă o difuzie a luminii, solul apărând opalescent, uneori cu schimbarea culorii. Fenomenul de opalescență la coloizi este produs de difracția luminii de către particule. 138 Radiația difuzată de particulă se împrăștie în toate direcțiile și va fi din
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
fenomene optice coloidale, caracteristice sistemelor ultramicroeterogene (efectul Tyndall, opalescența, fluorescența etc.). 2.5.2.1. Opalescența La trecerea luminii printr-un coloid incolor se observă o difuzie a luminii, solul apărând opalescent, uneori cu schimbarea culorii. Fenomenul de opalescență la coloizi este produs de difracția luminii de către particule. 138 Radiația difuzată de particulă se împrăștie în toate direcțiile și va fi din nou difuzată de particulele vecine, devierea radiației fiind reprezentată de unghiul θ. Intensitatea opalescenței va fi cu atât mai
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
unui sistem. Aparatele folosite se numesc nefelometre. 2.5.2.2. Absorbția. Culoarea coloizilor La trecerea luminii printr-un mediu, o parte din energia luminii incidente rămâne sub diferite forme în mediul respectiv, fiind absorbită de mediu. Absorbția luminii de către coloizi crește cu mărimea particulelor coloidale. Lumina care străbate un mediu transparent cu grosime d urmează legea lui Lambert a absorbției luminii: , unde I este intensitatea luminii după trecerea prin mediu, I0 este intensitatea luminii incidente iar k reprezintă coeficientul de
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
aur respectivi capătă culoarea albastru - violet, complementară radiației absorbite. Prin centrifugarea solului albastru de aur se depun particulele mari care dau această culoare, iar solul rămas deasupra precipitatului redevine roșu. Anizotropismul complică foarte mult efectele de culoare ale coloizilor. Unii coloizi pot prezenta chiar o serie de maxime de absorbție, prin schimbarea unghiului de observare. Culorile coloizilor sunt de obicei foarte intense și persistente, putându-se observa până la o diluție de 1 / 5·106. Exemplu: pentru obținerea sticlei de rubin din
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
tubul cu apă, până ce se acoperă suprafața electrozilor. Prin deschiderea robinetului R, coloidul pătrunde în dispozitiv și se stratifică sub apă. Aplicând o tensiune de 100 - 200 V se va observa, atunci când coloidul este colorat, o deplasare a suprafeței apă - coloid spre unul din polii sursei, în funcție de încărcarea coloidului. Cunoscând viteza de migrare a particulelor coloidale în câmpul electric, se poate calcula potențialul electrocinetic cu formula: sVcmve ⋅⋅⋅⋅⋅⋅= − /1094 24 ε ηpiξ Electroforeza poate avea loc pe coloană sau pe hârtie. Metoda
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
proprietate a fenomenului de electroforeză se verifică prin fenomenul invers, numit curent de sedimentare sau efect Dorn (1878). Aparatul în care se realizează curentul de sedimentare se numește Quist - Washburn (fig. 2.11.). 1, 2, 3 - electrozi;4 - solvent;5 - coloid. În aceste aparate, curentul de sedimentare se realizează prin cădere liberă a particulelor și este măsurat la electrozii respectivi. Potențialul curentului de sedimentare este proporțional cu viteza de sedimentare; electrozii primesc curentul format fără a veni în contact direct cu
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
se compune dintr-un tub de sticlă în formă de U în care se află materialul poros, semipermeabil și doi electrozi montați de o parte și de alta a acestui material. Prin electroosmoză se poate calcula potențialul electrocinetic al unui coloid. Electroosmoza are aplicații tehnice variate: în construcții, la deshidratarea fundațiilor construcțiilor hidrotehnice, a barajelor aluvionare, a digurilor etc., la fabricarea mecanizată a cărămizilor, la deshidratarea turbei, a cleiului, a gelatinei, la impregnarea lemnului și a altor materiale poroase, în agricultura
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
sunt multiple: ciocniri intense între particule, scăderea puterii de adsorbție a ionilor din soluție, recristalizarea etc. 2.6.1. Reguli și anomalii ale coagulării 2.6.1.1. Coagularea cu electroliți Regula valenței Dacă se tratează aceeași cantitate dintr-ul coloid cu soluții din ce în ce mai concentrate de diferiți electroliți coagulanți, se observă că la o anumită concentrație, întotdeauna aceeași pentru un electrolit dat, coagularea se produce brusc, vizibil, concentrația respectivă numindu-se prag de coagulare. 147 Pragul de coagulare cu electroliți de
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
iar cel al ionilor trivalenți crește proporțional cu concentrația coloidului (Burton, 1926). Această regulă este urmată, de fapt, doar de activitățile ionilor coagulanți, conform regulii activității a lui Ostwald (1936): Definiție. Curbele pragurilor de coagulare cu electroliți diferiți ale unui coloid se suprapun de la o anumită concentrație în sus, pragurile de coagulare fiind dependente numai de activitățile ionilor coagulanți și independente de natura acestora. Modul de adăugare a electrolitului, în porțiuni sau deodată, are influențe deosebite asupra coagulării. Adăugarea de porțiuni
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
aceluiași anion formează următoarea serie liotropă: În funcție de puterea de coagulare, halogenurile care au aceiași ioni parteneri pot fi repartizate astfel: Ionii coagulanți organici au o capacitate de coagulare mult mai mare decât cea a ionilor anorganici. De exemplu, coagularea unui coloid de hidroxid de aluminiu Al(OH)3 este de cinci ori mai puternică la adăugarea de picrat de potasiu față de clorura de potasiu; la coagularea solului de sulfură arsenioasă, acțiunea clorurii de potasiu este depășită de 20 de ori la
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
ionii adăugați și mai ales prin variația activității oricărui ion în prezența altor ioni străini. Sinergismul sau aditivitatea - este fenomenul invers antagonismului și se observă mai rar, îndeosebi la coagularea cu amestec de ioni echivalenți (ex. LiCl + KCl), cu alți coloizi sau cu neelectroliți. Sensibilizarea - este un fenomen de scădere a pragurilor de coagulare cu amestecuri de electroliți sub limita corespunzătoare aditivității simple. Este și mai rar întâlnit ca sinergismul și se manifestă la concentrații mici de coagulant spre deosebire de sinergism care
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
coagularea cu neelectroliți. Coagularea reciprocă a coloizilor - se disting pentru această anomalie: a) coagularea coloizilor liofobi între ei - tratată ca un caz particular al coagulării cu electroliți polivalenți (dubla coagulare). Este datorată sarcinii multiple pe care o poartă întotdeauna acești coloizi; b) coagularea coloizilor liofobi cu coloizi liofili - este cazul invers acțiunii protectoare, manifestându-se numai la concentrații mici ale coloizilor liofili de protecție (gelatină, agar-agar etc.). Ionotropia - ionii coagulanți se pot dirija uneori pe anumite direcții în coloizii în care
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
coloizilor - se disting pentru această anomalie: a) coagularea coloizilor liofobi între ei - tratată ca un caz particular al coagulării cu electroliți polivalenți (dubla coagulare). Este datorată sarcinii multiple pe care o poartă întotdeauna acești coloizi; b) coagularea coloizilor liofobi cu coloizi liofili - este cazul invers acțiunii protectoare, manifestându-se numai la concentrații mici ale coloizilor liofili de protecție (gelatină, agar-agar etc.). Ionotropia - ionii coagulanți se pot dirija uneori pe anumite direcții în coloizii în care coagulează, în special la cei formați
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
gelul respectiv. În natură, precipitarea ritmică stă la baza formării striațiilor din unele minerale ca agatul, onixul, jadul sau din calculii renali, biliari formați în organism. Coagularea fracționată - se produce la adăugarea unei cantități mai mici de coagulant în unii coloizi polidisperși și constă în coagularea selectivă a particulelor mari, cele mici rămânând necoagulate. Fenomenul se explică pe baza disocierii mecanice a particulelor mici, care imediat după ciocnirea cu particulele mari se desfac și rămân în continuare sub formă de particule
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
electrică sau legarea particulelor coloidale de particule mai mici încărcate electric ioni, dipoli (fig. 2.13 a); 2) stabilizarea prin legare de particule mai mari - macromolecule și alte particule coloidale (fig. 2.13 b); 3) stabilizarea cu agenți tensioactivi sau coloizi de asociație (fig. 2.13 c) Prin legarea particulelor coloidale de diferite substanțe stabilizatoare se frânează și îmbătrânirea, electroliții fiind opriți de a mai trece prin filmul format de protector pe suprafața particulelor protejate. În acest mod se stabilizează, de
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
dispersate, coloizii liofili se împart în mai multe categorii, dintre care două sunt cele mai importante: coloizii macromoleculari; coloizii de asociație. 2.7.1. Coloizii macromoleculari Sunt substanțe coloidale care reprezintă numai o singură clasă de compuși, fiind numiți și coloizi monofazici. Soluțiile de compuși macromoleculari sunt formate din molecule (particule moleculare), deși foarte mari în raport cu moleculele obișnuite. Ele prezintă o stabilitate, chiar și termodinamică, mult mai mare datorită creșterii entropiei de formare a macromoleculelor din micromoleculele respective. Prin urmare, soluțiile
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
lor are însă un aspect diferit, având loc în masă, cu formare de geluri (gelifiere). Efectul Tyndall la coloizii liofili este mai puțin evident, la aceeași concentrație, ca la cei liofobi, iar migrarea electroforetică poate să dispară complet la unii coloizi ai unor compuși macromoleculari neutri, nepolari. În schimb, mișcarea browniană și difuzia termică au loc la fel de intens ca și la coloizii liofobi, iar activitatea capilară, presiunea osmotică și vâscozitatea pot lua valori mult mai mari, caracteristice soluțiilor de macromolecule. 152
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
Pentru a explica diferitele comportări ale produșilor macromoleculari, Staudinger propune o clasificare a acestora după mai multe criterii: formă și mărime a) formă - coloizii cu particule de formă sferică (izometrică) se numesc sferocoloizi, iar cei cu particule de formă diversă, coloizi liniari. b) mărime - hemicoloizii au un grad de polimerizare mai mic decât 100, mezocoloizii au gradul de polimerizare cuprins între 100 și 1000, iar eucoloizii au acest parametru cu valori peste 1000. Macromoleculele au numai anumite dimensiuni medii, forma lor
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]