Грубодисперсні системи діляться на три групи: емульсії, суспензії і аерозолі.
Емульсії - це дисперсні системи з рідким дисперсійним середовищем і рідкої дисперсної фазою.
Їх можна також розділити на дві групи:
1. прямі - краплі неполярной рідини в полярному середовищі (масло в воді);
2. зворотні (вода в олії).
Зміна складу емульсій або зовнішній вплив можуть призвести до перетворення прямої емульсії в зворотний і навпаки. Прикладами найбільш відомих природних емульсій є молоко (пряма емульсія) і нафту (зворотна емульсія). Типова біологічна емульсія - це крапельки жиру в лімфі. У хімічній технології широко використовують емульсійну полімеризацію як основний метод отримання каучуків, полістиролу, полівінілацетату і ін.
Суспензії - це Грубодисперсні системи з твердою дисперсною фазою і рідким дисперсійним середовищем.
Особливу групу складають Грубодисперсні системи, в яких концентрація дисперсної фази відносно висока в порівнянні з її невеликою концентрацією в суспензіях. Такі дисперсні системи називають пастами. Наприклад, вам добре відомі з повсякденного життя зубні, косметичні, гігієнічні та ін.
Аерозолі - це Грубодисперсні системи, в яких дисперсійним середовищем є повітря, а дисперсною фазою можуть бути крапельки рідини (хмари, веселка, випущений з балончика лак для волосся або дезодорант) або частки твердої речовини (пилова хмара, смерч).
Колоїдні системи займають проміжне положення між грубодисперсними системами і істинними розчинами. Вони широко поширені в природі. Грунт, глина, природні води, багато мінералів, в тому числі і деякі дорогоцінні камені, - все це колоїдні системи.
Велике значення мають колоїдні системи для біології та медицини. До складу будь-якого живого організму входять тверді, рідкі та газоподібні речовини, що знаходяться в складному взаємовідносини з навколишнім середовищем. З хімічної точки зору організм в цілому - це дуже складна сукупність багатьох колоїдних систем.
Колоїдні системи підрозділяють на золі (колоїдні розчини) і гелі (холодці).
Більшість біологічних рідин клітини (цитоплазма, ядерний сік - каріоплазма, вміст вакуолей) і живого організму в цілому є колоїдними розчинами (золями).
Для золів характерне явище коагуляції, тобто злипання колоїдних частинок і випадання їх в осад. При цьому колоїдний розчин перетворюється в суспензію або гель. Деякі органічні колоїди коагулюють при нагріванні (яєчний білок, клеї) або при зміні кислотно-основної середовища (травні соки).
Гелі - це колоїдні системи, в яких частинки дисперсної фази утворюють просторову структуру.
Гелі - це дисперсні системи, які зустрічаються вам в повсякденному житті.
Згодом структура гелів порушується - з них виділяється рідина. Відбувається синерезис - мимовільне зменшення обсягу гелю, що супроводжується відділенням рідини. Синерезис визначає терміни придатності харчових, медичних і косметичних гелів. Дуже важливий біологічний синерезис при приготуванні сиру, сиру.
Колоїдні розчини: будова колоїдної частинки, стійкість колоїдних систем. Фактори, що впливають на стійкість колоїдних систем. коагуляція
Колоїдна частинка не має певного складу, тому її будова може бути зображено лише схематично.
Розглянемо освіту золю і будова його частинок на прикладі йодиду свинцю PbI2.
Рівняння реакції має вигляд:
Освіта золю можливо, якщо до розчину Pb (NO3) 2 поступово додавати розчин KI або якщо до розчину KI поступово додавати розчин Pb (NO3) 2. При цьому будова колоїдних частинок буде відрізнятися.
1 .Предположім, що золь PbI2 утворюється при поступовому додаванні розчину KI до розчину Pb (NO3) 2.
Спочатку утворюється агрегат (PbI2) m з іонів Pb 2+ і I -.
Далі на поверхні агрегату адсорбуються іони. що входять до його складу і знаходяться в розчині в надлишку. У нашому прикладі це іони свинцю.
В результаті цього, агрегат (PbI2) m з адсорбованим шаром Pb 2+ набуває позитивний заряд. Адсорбовані на поверхні агрегату іони і надають йому заряд, називаються потенціалопределяющего. А сам агрегат (PbI2) m з потенціалопределяющего іонами Pb 2+. утворюють ядро.
Далі, до ядра притягуються протилежно заряджені іони -протівоіони, які компенсують заряд твердої фази і утворюють адсорбційний шар. Протиіонами будуть служити, іони містяться в розчині, але не входять до складу агрегату. В даному прикладі - це нітрат-іони NO 3.
Колоїдна частинка разом з противоионами дифузного шару називається міцели.
Міцелій в цілому електронейтральна і не має строго визначених розмірів.
Агрегат порівняно міцно утримує (пов'язує) протівоіони адсорбційного шару, а протівоіони дифузного шару відчувають дію електростатичного тяжіння різнойменно заряджених іонів, що утримує їх поблизу ядра, і броунівського руху, який прагне розподілити їх в дисперсійному середовищі.
Стійкість колоїдних систем пов'язана з зарядом поверхні (первинна стійкість) і з ефектом відштовхування колоїдних частинок (вторинна стійкість). Первинна стійкість визначається загальним потейціалом частинок твердої речовини, вторинна - в основному Електрокінетичні потенціалом. Ліофільні колоїдні системи більш стійкі, ніж ліофобні.
Фактором, що викликає коагуляцію, може бути будь-який агент, що порушує агрегатівную стійкість системи, наприклад зміна температури (сильне нагрівання або охолодження аж до заморожування), механічний вплив (інтенсивне струшування, перемішування, перекачування по трубах), дія світла і різного роду випромінювань, дія електричних розрядів. Однак найбільш важливим фактором є дія електролітів. Електроліти, що додаються до золів, надзвичайно швидко і різко впливають на товщину ДЕС і на -потенціал, що є одним з головних факторів стійкості гідрофобних колоїдних систем.
Коагуляцією називається процес злипання колоїдних частинок з утворенням більш великих агрегатів через по-тери колоїдним розчином агрегативной стійкості.
В результаті коагуляції укрупнені частки дисперсної фази легко седіментіруют, і відбувається розшарування системи. Та-ким чином, причиною коагуляції є втрата агрегатів-ної стійкості колоїдних розчином, а наслідком коагуляції - зменшення його седиментаційних стійкості.
Практично коагуляцію можна викликати різними зовн-ними впливами: додаванням невеликих кількостей електро-літа, концентрування колоїдного розчину, зміною тим-ператури, дією ультразвуку, електромагнітного поля і ін.
Явище коагуляції лежить в основі багатьох патологічних процесів, що протікають в живих системах. Коагуляція колл-ідних розчинів фосфату кальцію і холестерину в крові при-водить до утворення опадів і відкладення їх на внутрішній поверхні кровоносних судин (атеросклеротичні зміни судин).
Коагуляція проявляється в процесі згортання крові. Свер-вання крові грає в організмі дві протилежні ролі: з одного боку, зменшує втрату крові при пошкодженні тканини, з іншого - викликає утворення тромбів в кровоносній систе-ме. Згортання крові - дуже складний ферментативний про-процес. Одночасно в крові діє антісвертивающей систе-ма, основою якої є гепарин - антикоагулянт крові.