Пептизация. Многие осадки, практически нерастворимые в воде, переходят в коллоидный раствор при действии на них некоторых веществ. Этот старый классический метод получения золей разрабатывался впервые биохимиками, которые назвали его пептизацией, а прибавляемое вещество – пептизатором. В отличие от других методов получения золей при пептизации не происходит изменение степени дисперсности частиц, а наблюдается только их разрыхление.

При пептизации из осадка удаляются коагулирующие ионы или пептизатор адсорбируется коллоидными частицами осадка, что ведет к образованию двойных электрических слоев (ДЭС) или сольватных оболочек вокруг коллоидных частиц и преобладанию благодаря им сил сцепления между частицами. Затем частицы равномерно распределяются во всем объеме жидкости. Таким образом, пептизация является процессом, обратным коагуляции.

Пептизация протекает при достаточном количестве пептизатора в начальный период быстро, затем замедляется. Скорость пептизации возрастает при перемешивании, так как при этом ускоряется проникновение пептизатора внутрь агрегатов. Повышение температуры также ускоряет пептизацию.

При пептизации наблюдается зависимость между количеством пептизированного вещества, взятого осадка и пептизатора. Эта закономерность, называемая правилом осадка, заключается в том, что при постоянном содержании пептизатора с возрастанием количества взятого для пептизации осадка, количество осадка, перешедшего в раствор сначала увеличивается, а затем уменьшается.

Объяснение правила осадка заключается в следующем. Для пептизации одной частицы осадка требуется некоторое минимальное количество пептизатора. При введении первых порций осадка, в системе пептизатора много, а осадка мало и он легко переходит в золь. При дальнейшем добавлении осадка на одну его частицу приходится все меньше пептизатора и коллоидное растворение замедляется. Затем, когда пептизирующего вещества в системе станет много, осадок не только перестает растворяться, но даже выпадает уже растворившийся осадок, так как пептизатора не хватает для того, чтобы частицы находились в растворе.

Различают следующие виды пептизации: пептизация промыванием осадка; пептизация осадка электролитом; пептизация поверхностно-активными веществами; химическая пептизация.

Образование и строение частиц дисперсной фазы

---

Частицы дисперсной фазы в ультрамикрогетерогенных системах (золях) вместе с двойным электрическим слоем называют мицеллами. В качестве примера приведем образование мицелл золя AgCl, полученного реакцией AgNО₃ с КС1 при соблюдении двух условий: растворы реагентов должны быть разбавленными и одно из веществ берется в избытке, например, когда к раствору КС1 постепенно, по каплям добавляется раствор AgNО_3, т. е. в системе имеется избыток КС1.

AgNО₃ + КСl изб—► AgCl + KN0₃

При образовании кристаллов AgCl на их поверхности избирательно адсорбируются ионы Сl^- — потенциалопределяющие. Противоионы К⁺ будут находиться в плотном адсорбционном и в диффузном слоях.

В этом случае образуются мицеллы отрицательного золя AgCl, строение которых схематично можно изобразить так:



Внутреннюю часть мицеллы составляет кристаллический агрегат вещества дисперсной фазы — AgCl. Агрегат вместе с потенциалопределяющими ионами (С1^-) составляют ядро мицеллы. На его поверхности возникает φ-потенциал, в данном случае он отрицательный. Ядро с противоионами (К⁺) плотного адсорбционного слоя образуют гранулу. На поверхности гранулы возникает ϛ-потенциал, он одного знака с φ-потенциалом. В данном случае ϛ-потенциал отрицательный и гранула тоже заряжена отрицательно. Гранулу окружают гидратированные противоионы диффузного слоя. Гранула вместе с диффузным слоем составляют мицеллу. Мицелла в отличие от гранулы электронейтральна.

Если реакцию нитрата серебра с хлоридом калия проводить в других условиях, а именно: к раствору AgNО₃ по каплям добавлять раствор КС1, то в системе в избытке будет AgNО₃.

AgNО₃ изб + КС1 —► AgCl + KN0₃
Кристаллы AgCl образуются и в этом случае, но на их поверхности теперь будут избирательно адсорбироваться ионы Ag⁺, а ионы N0₃^- станут противоионами.

В этих условиях образуются мицеллы положительного золя AgCl.

---

Таким образом, избыток одного из электролитов в рассмотренных случаях — необходимое условие образования коллоидных частиц. Во-первых, этот избыток ограничивает рост кристаллических агрегатов, определяя коллоидные размеры частиц (10 ⁷-10^-8см); во-вторых, именно из него возникает ДЭС с определенным ϛ — потенциалом, препятствующим сближению частиц, т. е. избыток электролита является стабилизатором образующихся золей.*

Дисперсные системы организма

Один из основателей российской школы коллоидной химии ИИ Жуков в свое время произнес афористическую фразу: "Человек — это ходячий коллоид".

Действительно, в любом животном или растительном организме представлены практически все коллоидные дисперсные системы: как лиофильные, так и лиофобные, связнодисперсные и свободнодисперсные.

К лиофильным относятся системы, содержащие белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты. В организме эти биополимеры находятся или в виде связнодисперсных систем, или в виде истинных растворов. Примерами связнодисперсных систем такого типа являются цитоплазма, вещество мозга, водянистое содержимое глазного яблока, мышцы и другие органы. Белки в виде растворов входят в состав крови, лимфы, спинномозговой жидкости.

Отнесение истинных растворов белков к дисперсным системам не противоречит понятию о коллоидном состоянии вещества. Растворы белков и других биополимеров, являясь истинными молекулярными растворами, обладают в то же время многими признаками коллоидных систем. При самопроизвольном растворении биополимеры диспергируются до отдельных молекул. Однако эти молекулы являются гигантскими и соизмеримы с частицами ультрамикрогетерогенных систем, например, молекула животного крахмала — гликогена — даже больше обычных коллоидных частиц, поэтому по многим своим свойствам растворы высокомолекулярных соединений похожи на коллоидные дисперсные системы.

В состав лиофобных дисперсных систем входят труднорастворимые фосфат и карбонат кальция, соли мочевой кислоты, холестерин, билирубин, жиры, липиды.

Неорганические фосфаты участвуют в образовании аденозинтрифосфата, костного матрикса, неорганического вещества зубов. Холестерин образует сложные эфиры, входящие в липидную часть клеточных мембран, является предшественником стероидных гормонов, витамина D

---

₃ и желчных кислот. Клеточные мембраны, оболочки нервных волокон образуются из коллоидных ПАВ — фосфолипидов, которые существуют в виде мицеллярных дисперсных систем.

Наиболее широко коллоидные системы представлены в сложнейшей биологической системе организма — крови. Наряду с истинными молекулярными растворами Сахаров, электролитов, аминокислот, высокомолекулярных соединений — белков, различных гормонов и других биорегуляторов в крови находятся и ультрамикрогетерогенные системы — золи фосфатов кальция, холестерина, билирубина, уратов, жиров, фосфолипидов, и газовые эмульсии кислорода, азота и диоксида углерода, и суспензии форменных элементов крови — эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов, а также дисперсные системы, содержащие гены, вирусы, микроорганизмы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Выполнить следующие задания:

1. 
   Охарактеризуйте приведенные ниже дисперсные системы
   
   1. 
      по агрегатному состоянию фаз (в виде дроби г/ж, т/ж и т.д.)
      
   2. 
      по структуре (свободнодисперсные, связанодисперсные)
      
   3. 
      по дисперсности (грубодисперсные, микрогетерогенные, коллоидные р-ры, истинные р-ры): туман, аэрозоль твердого лекарства, сливочное масло, золь гидроксида железа (III) в воде, гель кремневой кислоты, суспензия тромбоцитов в крови. Какие из этих систем можно отнести к лиофильным, а какие к лиофобным?
      

грубодисперсные системы, микрогетерогенные системы, коллоидные растворы, истинные растворы

Решите задачи:

1. 
   Напишите формулу мицеллы коллоидного раствора сульфата бария, полученного методом химической конденсации при взаимодействии BaCl₂ и Na₂SО₄ в водной среде.
   
2. 
   Золь иодида серебра получен методом химической конденсации при избытке нитрата серебра. К какому электроду будет двигаться частица при электрофорезе? Напишите формулу мицеллы золя.
   
3. 
   При достаточно медленном введении йодида калия в разбавленный раствор нитрата ртути (I) возможно образование гидрозоля Hg₂J₂. Напишите формулу мицеллы и укажите знак электрического заряда коллоидных частиц этого золя. Какое из рекомендованных веществ является наиболее экономичным коагулятором этого золя. Коагулятор: нитрат калия, нитрат аммония, йодид цинка.
   

---

Смотрите также файлы

• бизнесжоспарлау негіздері.pptx

• Задание 1 Составьте схему проведения управленческого анализа деятельности предприятия (укажите основные этапы проведения анализа и их последовательность).docx

• Психологиялы ахуал Мен саан тілеймін !!!. Я тебе желаю !!!.pptx

• Классификация психопатологических синдромов в зависимости от глубины поражения психической деятельности.docx

• Программалау Педагогті атыжні Естай азына Бекжанызы.docx