Золи и суспензии

Золи и суспензии, а также их производные — гели и пасты — являются разновидностями одного и того же типа дисперсных систем — Т/Ж, которые различаются размерами и концентрацией частиц дисперсной фазы. Наряду с общими эти системы имеют специфические, присущие только им свойства.

Значительная часть продукции промышленности часто представляет собой гели и пасты, а на стадиях технологического цикла различных производств полупродуктами являются как гели и пасты, так золи и суспензии.

Особенности золей и суспензий

Золи относятся к высокодисперсным системам; их называют коллоидными растворами. Кроме того, в зависимости от дисперсионной среды различают гидрозоли (вода) и органозоли (органическая среда); расплавы, содержащие высокодисперсные частицы, относятся к пирозолям. С изучения свойств золей зародилась коллоидная химия.

Помимо частиц дисперсная фаза золей может формироваться из мицелл — электрически нейтральных агрегатов ионов дисперсионной среды, размеры которых соответствуют размерам частиц высокодисперсных систем, т. е. 1—100 нм (см. параграф 7.2); кроме того, мицеллы образуют растворы коллоидных ПАВ (см. параграф 21.2).

Суспензии являются среднеи грубодисперсными системами. В этом они качественно отличаются от золей. Сравнительную характеристику золей и суспензий как дисперсных систем типа Т/Ж можно представить следующим образом:

ЗолиСуспензии Класс дисперсных Высоко-Среднеи грубосистем дисперсныедисперсные Седиментационная Обладают Не обладают устойчивость МолекулярноПроявляются Проявляются слабо кинетические в полной мере.

Электрокинетические То же Проявляются явления частично Золи — это седиментационно-устойчивые системы. Жидкая дисперсионная среда золей позволяет молекулярно-кинетическим явлениям проявиться наиболее интенсивно (см. рис. 1.2, кривая 1). Суспензии, наоборот, седиментационно-неустойчивы; молекулярно-кинетические явления их выражены слабо (см. гл. 9). При одной и той же массовой концентрации v_м удельная поверхность частиц золя значительно превышает удельную поверхность частиц суспензии (см. рис. 1.2, кривая 2), что обусловливает интенсивность всех поверхностных явлений.

Особенно резко различаются оптические свойства золей и суспензий. Золи способны рассеивать свет по закону Рэлея, а суспензии преимущественно поглощают свет (см. параграф 8.2).

Общие свойства золей и суспензий определяются границей раздела фаз Т—Ж, на которой происходят адсорбционные процессы и образуется двойной электрический слой. Больший размер частиц суспензий по сравнению с размером частиц золей приводит к тому, что электроосмос и потенциал течения для суспензий выражен слабо, а электрофорез практически невозможен (см. гл. 7).3оли могут быть лиофильными и лиофобными (см. параграф 10.4). K лиофобным агрегативно неустойчивым относятся гидрозоли платины, золота, серебра и сульфидов.

Гидрофильными агрегативно устойчивыми золями являются мицеллы коллоидных IIAB (см. гл. 21), красители, а применительно к пищевым массам — высокодисперсные частицы муки, белки, углеводы, пектин, мякоть томатного сока. К суспензиям относятся зародыши и мезга кукурузного крахмала, продукты изомеризации жирных кислот и пигменты неочищенного растительного масла.

В ржаной отбойной муке, например, содержится 4—6% растворимых коллоидов. Гидрофильность, т. е. сродство к воде золей различных видов муки, возрастает в ряду соевая > гороховая > ржаная > пшеничная > гречишная > картофельная. Суспензии часто получают в процессе приготовления пищи (например, протертые супы).

Суспензии используются для осуществления некоторых технологических процессов. Адсорбционное рафинирование (отбеливание) растительного масла основано на использовании суспензии, которая образуется из частичек бентонитовых глин, выполняющих роль адсорбента.