Лиофилни и лиофобни колоиди - знаете ли как?
Утайките, образувани по време на коагулацията на колоидите, могат да имат много различна структура. Някои колоиди образуват желатинови утайки, които задържат огромно количество разтворител, докато други се утаяват под формата на прах или люспи, почти без да вземат разтворителя със себе си. На тази основа първите се наричат лиофилни колоиди, вторите - лиофобни. По-специално, когато разтворителят е вода, се говори за хидрофилни и хидрофобни колоиди. Хидрофилните колоиди включват протеинови вещества, лепило, нишесте, силициева киселина и макромолекулни съединения като цяло, докато колоидните метали, металните сулфиди и др.
Разликата между лиофилните и лиофобните колоиди се проявява по много начини:
1) Золи на лиофилни колоиди имат много по-висок вискозитет от чист разтворител, докато вискозитетът на золи на лиофобни колоиди е почти същият като вискозитета на чист разтворител.
2) Коагулацията на лиофилни колоиди обикновено (но не винаги) е обратим процес. Утайката от лиофилния колоид отново се превръща в зол след отстраняване
причини за коагулация. Обратно, лиофобната колоидна утайка обикновено не се разтваря, когато се третира с ново количество разтворител. 3) Солите на лиофилните колоиди са много по-стабилни от золите на лиофилните колоиди. Докато последните вече коагулират в присъствието на малки количества електролит, коагулацията на лиофилните колоиди изисква добавянето на значителни количества електролити. В този случай процесът обикновено се нарича осоляване. Пример за това е изсоляването на сапун от негов колоиден разтвор във вода.
Голямстабилността на золите на лиофилните колоиди се дължи на способността им да солватират. Ефектът от солватацията върху стабилността на лиофобните колоиди е относително малък и се проявява главно в солватацията на техните противойони. В лиофилните колоиди цялата частица е солватирана, което вероятно се дължи не просто на електростатичното привличане на молекулите на дисперсионната среда, а на по-дълбоко взаимодействие между тях и дисперсната фаза, както в молекулните разтвори. По този начин частиците на лиофилния колоид са заобиколени от плътна солватна обвивка, която им пречи да се свързват помежду си. За да предизвикат коагулация, тези солватни черупки трябва да бъдат унищожени, което се постига чрез добавяне на голямо количество електролит. Самите йони на последния се солватират, като отнемат молекулите на разтворителя от частиците на колоида и по този начин предизвикват неговата коагулация. Разрушаването на солватната обвивка може да бъде причинено и по други начини. Например, коагулацията на лепилен зол се причинява от добавянето на алкохол към него, който също свързва водните молекули. Като цяло може да се каже, че основният фактор за стабилността на лиофобните колоиди е зарядът на частиците, докато този на лиофилните колоиди е солватацията.
Забележително е, че лесно коагулиращите золове на лиофобните колоиди могат да бъдат направени много стабилни по отношение на електролитите чрез добавяне на малко количество някакъв вид лиофилен колоиди, например желатин, гума арабика и др. Лиофилните колоиди имат същия "защитен" ефект върху суспензиите, чиито частици в тяхно присъствие се утаяват изключително бавно.
Този важен феномен на "колоидна защита" може да бъде илюстриран със следния експеримент.
Изсипете разредена солна киселина в две епруветки и добавете малко разтвор на желатин към една от тях. След това изсипете в двете епруветки разтвор на сребърен нитрат иразклатете добре. В епруветка без желатин след разклащане се образуват характерни пресечени люспи от сребърен хлорид; в друга епруветка цялата течност става мътна, но не
няма валеж. Поради наличието на желатин, най-малките частици сребърен хлорид не се комбинират в люспи, а остават в разтвора в състояние на най-фина суспензия.
На този принцип се основава изготвянето на фотографски броможелатинови плаки, чийто желатинов слой съдържа много рядка суспензия от сребърен бромид.
Механизмът на колоидната защита очевидно се състои в това, че лиофилният колоид обгръща частиците на лиофобния колоид, предотвратявайки проникването на йони в тях и образуването на големи агрегати.