Техника - молодёжи 1938-07, страница 9

г.

С коллоидами и коллоидными явлениями мы встречаемся всюду — в ⁴ технике, в быту, в природе. Эта статья напечатана на коллоиде (бумаге) — коллоидом (краской). Коллоиды йы употребляем в пищу, так как и хлеб, и мясо, и овощи являются коллоидами. Из коллоидов состоит наша одежда, жилище и мы сами. Туман, облака, пыль, микроорганизмы, почва —все это коллоиды.

Коллоидными процессами пользуются в целом ряде отраслей промышленности — пищевой, текстильной, кожевенной и др.

Что такое коллоиды и коллоидные явления, и чем объясняется их столь широкое распространение?

во всех перечисленных случаях мы встречаемся с особым—'Коллоидным —состоянием вещества. Коллоидом называют вещество в том случае, когда молекулы его объединены в более крупные единицы— коллоидные частицы, которые равномерно распределены в какой-либо среде, состоящей из другого вещества.

Чтобы понять это, познакомимся предварительно со свойствами некоторых веществ и посмотрим, как изменяются эти свойства в зависимости от состояния вещества.

Известно, что зажечь кусок железа можно только в чистом кислороде, да и то с трудом. В то же время мелко раздробленное, так называемое «пирофорное» железо не только горит, но даже само воспламеняется при соприкосновении с воздухом.

Никто не уподобит пшеничное '•зерно пороху, /а между тем мелкая кучная пыль взрывоопасна и часто -является причиной пожаров на м(ель-/ -ницах.

Подобных примеров можно привести очень много. Они показывают нам, что свойства вещества изменяются в зависимости от степени ■его размельчения.

Чем же объясняется изменение свойств вещества при его раздроблении? — Особыми свойствами поверхности тела. Молекулы внутри тела находятся в иных условиях, чем молекулы на его поверхности. Внутренние молекулы со всех сто

рон испытывают притяжение других молекул; молекулы же на поверхности испытывают притяжение только внутрь, а извне это притяжение-ничем не уравновешивается. Поэтому жидкость как бы окружена пленкой, стремящейся стянуть ее. Нечто подобное происходит на поверхности и твердого тела.

Таким образом, всякое тело окружено поверхностной пленкой, стягивающей и как бы защищающей его от внешних воздействий. При всяком химическом процессе в нем участвуют прежде всего поверхностные молекулы. Следовательно,чем больше поверхность тела, тем большее количество молекул будет участвовать в химическом процессе, тем быстрей и интенсивней будет протекать процесс.

Поверхность тела увеличивается при раздроблении во много раз. Так, если мы возьмем кубик какого-либо вещества со стороной в 1 см, то общая поверхность его будет равна 6 смЕсли 1 см³ того же тела составить из восьми кубиков, каждая сторона которых равна 0,5 см, то общая их поверхность увеличится до 12 см'-. Если же кубик такого же объема составить из маленьких кубиков, величиной в 1 кубический микрон (1 микрон = 0,001 мм), то общая поверхность тела достигнет 60 тыс. см*. При дальнейшем размельчении кубика до частиц размером в 1 миллимикрон (1 миллимикрон =0,001 микрона) общая поверхность его возрастет до 60 млн. см². Вот здесь-то и .начинают проявляться свойства поверхности тела, и поверхностные явления начинают преобладать перед всеми другими.

Однако дробление нельзя производить беспредельно. При дальнейшем размельчении вещества уже теряют свои поверхностные свойства.

Поверхностные свойства проявляются с наибольшей силой лишь при определенной степени раздробленности вещества. Так, например, перекись водорода, налитая в платиновую чашку, практически не разлагается, а мелко раздробленная платина — так называемая «платиновая чернь»—.бурно разлагает перекись водорода; однако дальней-, шее раздробление платины приво

дит к тому, что разлагающее действие ее снова прекращается.

Если воспользоваться порошком угля как шлифующим средством, то можно убедиться в том, что крупинки определенной величины обладают наибольшей царапающей силой, т. е. наибольшей твердостью. Крупинки как бблыних, так и меньших размеров обладают уже меньшей твердостью.

Величина частиц, при которой в наибольшей степени „ проявляются поверхностные свойства, колеблется . от 1 до 100 миллимикронов. Частицы' такой величины называются коллоидными частицами.

Всякое вещество может стать коллоидом. Для этого необходимо, чтобы его молекулы объединились в группы-колонии, размером от 1 до 100 миллимикронов. Количество жителей —'(молекул —< в таких колониях достигает десятков тысяч.

Но объединения молекул в коллоидные частицы еще недостаточно для создания коллоида. Чтобы получить коллоид, необходимо поместить эти частицы в какую-либо среду, состоящую из другого вещества. Так, например, коллоидные частицы угля, распределенные в вО-де, создадут коллоид — тушь.

Однако не следует думать, что коллоиды —• это обязательно жидкости. Всякая среда — и твердая, и жидкая, и газообразная — может со-1 держать в Себе коллоидные частицы другого вещества и, следовательно, создать коллоидную систему. Только газы ,не могут образовывать коллоидных частиц, так как они состоят из отдельных, не. связанных между собою молекул. ..

Коллоидные частицы несут на себе электрический заряд. Это объясняется тем, что их поверхность; интенсивно поглощает ионы, всегда; имеющиеся в окружающей среде. При этом коллоидные частицы од-! ного и того же вещества заряжены одноименно, а среда всегда , имеет противоположный заряд. Благодаря!; одноименности зарядов коллоидные)¹ частицы не могут приблизиться друг к другу настолько близко, чтобый слиться в более крупные.

HAT

ЮАОН

Рисунка А. КАТКОВСКОГО

AEKVA