CC BY
9
Обзоръ цлассиФицацій дисперсныхъ си* стемъ въ св^зи съ механизмомъ „истинна го“ и „цоллоиднаго“ раствореніе и
осадденір.
П. П. ф. Зеймарна.
ЧАСТЬ I.
,,Статическія“ классификація дисперсныхъ системъ.
Введеніе.
Раньше чѣмъ приступить къ разсмотрѣнію «статическихъ» классификацій дисперсныхъ системъ, которое и представляет-ь непосредственную задачу первой части настоящаго обзора, я считаю цѣлесообразнымъ остановиться вкратцѣ на самомъ опредѣленіи «дисперсоидологіи» и привести рядъ примѣровъ системъ, относящихся къ области этой науки.
Соотвѣтственно этому первая часть настоящаго обзора и распадается на пять главъ неравнаго объема: 1) Опредѣленіе дисперсоидологіи какъ одной изъ самостоятельныхъ вѣтвей естествознанія. 2) Примѣры системъ, входящихъ въ область изученія дисперсоидологіи.
3) Классификація системъ, относящихся къ области дисперсоидологіи, по аггрегатнымъ состояніямъ составляющихъ частей этихъ системъ.
4) Классификація дисперсныхъ системъ по «внѣшней» степени дисперсности. Номенклатура дисперсныхъ системъ. 5) Недостатки «статическихъ» классификацій дисперсныхъ системъ.
1. Опредѣленіе дисперсоидологіи цацъ одной изъ самостоятельныхъ вѣтвей естествознанія*
Наиболѣе соотвѣтствующимъ опредѣлеыіемъ для области естествознанія, которая кратко названа мною дисперсондологіей, по моему мнѣнію, будетъ слѣдующее: Дисперсоидологія есть наука, изучающая условія возникновенія и свойства вещественныхъ частивъ малыхъ размѣровъ и совокупностей (системъ) такихъ частпцъ.
Никакое опредѣленіе не можетъ дать вполнѣ точнаго представленія о содержаніи и объемѣ опредѣляемой области науки: дѣйствительно полное и точное представленіе получитъ лишь тотъ, кто не только будетъ знать эту область, но будетъ обладать ею, т. е, имѣть возможность въ ной творпть.
Въ приведенномъ опредѣленіи слово «малыхъ» могло бы послужить источникомъ нѣкоторой неясности границъ области дисперсоидо-логіп. если бы не было прибавлено, что дисперсоидологія изучаетъ условія возникновенія и свойства также и совокупностей (системъ) такихъ малыхъ частицъ.
Всѣмъ извѣстно изъ кинетмеско-молѳвулярпой теоріи,, что п крупные куски веществъ представляютъ совокупности частицъ малыхъ размѣровъ—молекулъ п атомовъ, послѣдніе же по даниымь электронной теоріи состоягь изъ еще болѣе мелкихъ частицъ—электропов;.; отсюда слѣдуетъ, что даиное выше опредѣленіе дііпіорооидологіп пзъ за приведеннаго въ немъ слова «малыхъ» нисколько не съуживіегь своихъ границъ и совершенно нѣтъ надобности въ сачочъ опредѣленіи фиксировать предѣлы «малости» размѣровъ частицъ.
Такое фиксированіе цѣлесообразно и безусловно необходимо при изложеніи содержанія спеціальныхъ отдЬлонь дис.иѳрсондологіа п будетъ сдѣлано ппже при изложеніи одной изь клажпфпкацій снстемь, изучаемыхъ дисперсондологісй.
2. Примѣры системъ, входящихъ въ область изученія
дислерсоидологіи.
Возьмемъ 0.0125 грамма сѣрнокислаго барія (Biuyiim siilfurioum praccipitatum) представляющаго порошокъ, состоящій изъ очень мелкихъ микрокристаллическихъ частицъ (чаще всего иголокъ н нхь
обломковъ) и всыпемъ его въ 10 вуб. см. дѳстилдированиой поды, шитыхъ въ пробирку ок, 1,8 см. діаметромъ п энергично ваболтаемъ.
Въ результатѣ этой операціи получимъ мутноватую, но пропу. скающую свѣтъ жидкость, при встряхиваніи которой ясно замѣтны «переливы»1) взвѣшенныхъ въ жидкости частицъ.
Черезъ 1 часъ 10 мин. у поверхности замѣтно неполное, но отчетливое просвѣтленіе жидкости почти на 3 мм., черезъ 2 ч. отъ начала опыта такое просвѣтленіе достигаетъ уже около 1 см. и при этомъ замѣтно, что часть взвѣшенныхъ частицъ отсѣла на дно.
Вмѣсто того чтобы взмучивать порошокъ сѣрнокислаго барія въ водѣ молено осуществить реакцію его полученія въ жидкости, въ которой это' вещество ничтожно растворимо; въ таблицѣ I сведены результаты четырехъ опытовъ полученія BaSO* въ водѣ и въ 48°/й (точнѣе ок. 47,5>) сииртѣ, нрп осуществленіи реакціи;
BaJg -)- C0SO4 zX BäSO* -}- СоJg.
1
Въ таблицѣ II сопоставлены результаты части моихъ опытовъ съ хроматами щелочно-земельныхъ металловъ и я бы могъ привести пзъ моихъ рабочихъ журналовъ сотни аналогичныхъ таблицъ для самыхъ разнообразныхъ веществъ: элементовъ, гидро-окисей, солей и проч.
Разъ навсегда надо условиться, что формульныя выраженія въ таблицахъ настоящаго обзора, папр. 15 C0SO4«—10 BaJs въ HsO, я !іо и 15 BaJs«— IOC0SO4 въ 48о/о спиртѣ или С2ІІ5 (ОН), ^/іо. сокращенно выражаютъ: въ 15 кб. см. ’/40 нормальнаго раствора C0SO4 въ водѣ (или второе формульное выраженіе, въ 15 кб. см. 1 /40 нормальнаго раствора BaJs въ 480;о сииртѣ) сразу вливается 10 кб. см. '/jo норм. раствора BaJs въ водѣ (пли второе выраженіе, 10 кб. см.
1 /40 норм. раствора CoSOi въ 4К°/о спиртѣ), быстро встряхивается и затѣмъ смѣсь оставляется въ покоѣ. Счетъ времени въ таблицахъ, гдѣ не оговорено особо, ведется отъ момента смѣшенія растворовъ, т. е. если напечатано черезъ 1 ч., затѣмъ черезъ 2 ч., то этимъ обозначается въ обоихъ случаяхъ число часовъ протекшихъ отъ момента смѣшенія растворовъ. Въ микроскопическихъ наблюденіяхъ, размѣры зеренъ осадка даны средніе, причемъ дается наибольшее измѣреніе —длина; истинный размѣръ получится, если данный въ таблицѣ размѣръ раздѣлить на увеличеніе употребленной для микроскопическаго наблюденія оптической системы (объективъ и окуляръ).
1) Коли пробирку держатъ па верхнюю чисть противъ спѣта п встряхивать содержимое ея иерпдвііЖ'-шсиъ пробирки ві> горизонтальномъ направленіи. то 8ачічается характерное явленіе движенія частицъ, взвѣшеппыхъ въ жидкости, наиболѣе удобно пбогшачаеч к- словомъ «передни л». Лтн переливы п когда очень Красины и напоминаютъ перо і ины шеи кі и ли муара. Когда взиѣліеииыи частицы очень малы, паир. уже нс видны въ лупу, то переливовъ но замѣтно.
- M -
ТАБЛИЦА I,
Ai 15 CoSO^*-"-10 BaJj въ ІЬО. n/4o.
Сразу частицы ооадка во всей массѣ жидкости. Чгрезъ 15 мин.: Проевітдепіс око-зо ‘1 мм., считая отъ свободной поверхности жидкости; осадокъ сдоемъ почти 2 мм. на днѣ. считая отъ нижней точки пробирки. '
Черезъ часъ: Осадокъ слоемъ около -I мм. | Жидкость просвѣтлѣла почти наполовину |
всего столба жидкости, нижняя половина і
мутноватая.
Черезъ 4 часа: Осадокъ сѣлъ на дно, от- j части присталъ къ стѣнкамъ пробирки п еще немного частицъ внсптъ въ жидкости.
Черезъ 8 чао. 10 мпм.: Осадокъ иа днѣ и отчасти на стѣнкахъ. Жидкость прозрачная.
Микроскопическое строеніе оса'д- ■ ка: (апохроматъ 4 мм. коыпеие, окуляръ 18. Увеличеніе 1125) Фигуры роста и и гл и въ гредиемі. до 5 ин.
Б. 15 BaJ*«— 1U C0SO4 въ HjO. ^’/40.
Сразу частицы осадка во всей массѣ жидкости. Черезъ 15 мин.: Просвѣтленіе около 4 мм. и слой осадка на днѣ почти 2 мм.
Черезъ 1 часъ: Жидкость просвѣтлѣла; немного больше половины всего столба, осадка около 4 мм.
Черезъ 4 часа: Тоже, что въ опытѣ А, по жидкость прозрачнѣе п меньше осадка на стѣнкахъ пробирки.
Черезъ 8 чао. 30 мин: Тоже, что для опыта А, но осадка сѣло на стѣнкахъ меньше.
Мпкроскопочсское строеніе осадка: Тоже, что п для осадка опыта А.
I
В. 15 CoS04<-10 BaJa , Г. 15 BaJ*«- 10 CoSCU
въ 48°/о CJIsOH. fyo. I въ 48°/о СгНйОН. N/40-
Отчетливо слпзисто опалесцирующая жидкость и сразу во всей массѣ ся мельчайшія частицы (хорошо видно въ луну увеличенія ІО разъ) студенистаго осадка.
Черезъ 5 мин.: Осадокъ собрался въ ясныя для невооруженнаго глаза болѣи круи-ньт хлопья, которыя быстро садятся; нѣсколько хлопьевъ уже па днѣ.
Черезъ К) мин.: Студенисто-хлопьевидный осадокъ слоемъ около 1,5 см., мелкіе хлопья еще не воѣ отсѣли. Осадокъ бѣлый еъ зеленовато-голубой опалесценціей; въ толщинѣ пробирки іок. 1.8 см.) проспѣчштетъ красновато-желтымъ (оранжевымъ).
Черезъ 2 часа: Осадокъ съсжплея до см., жидкость надъ гпмъ еще слегка мутновата (опалесцируетъ).
Через» 1 часа: Опалесценція почти нѣтъ, по немного частицъ еще ыіептъ въ жидкости.
Черезъ 21 часа: Практически жидкость
прозрачна и пч- осѣло.
Микроскопи четкое изслѣдованіе: Осадокъ при максимальныхъ увеличеніяхъ п нрп темномъ інлі зрѣнія іулктрамикро-екот.) .стоитъ изъ скопленій (хлопьевъ) столь мелкихі. частицъ н ихъ яітрегатовъ. что форма пѵъ неустпцопниа.
Нѣжно голубовато-опалссцирующая прозрачная, розоватая отъ роданистаго кобальта, (нитка электрической лампы прекрасно видна черезъ пробирку и очень мало теряетъ въ интенсивности свѣта) жидкость. Опалесценція съ теченіемъ времени иемного возрастаетъ.
Черезъ 30 сутокъ: Г»езъ замѣтныхъ измѣненій.
У дыра микроскопическое изслѣдованіе: (Интенсивное электрическое освѣ-щнііс). Очень мелкія частички и нерасчленимый конусъ.
— So -
T Л Б Л II Ц А 11.
Хромиты іцс.іочііо-.'іезіе.іьнмхті металловъ.
ВаСгОі—tt,()0038 гр. \ Въ 100 гр. Растворимость: ЯгСгОл—0,12 гр. | НгО СаСгОл — 2,2 гр. I при 18"
Въ граммъ-молекулахъ —0,000015. I въ J000 кб. си. —0,000. [ ІЬО
—0,М. ) при 18"
1 I 15 BaCb«---10 КзСКу | о 15 ЗгСІз <---10 KsCrOi о 15 0аВі'2<--- 10 КзСгОл
Ь въ 48°/оСзН:.ОН. N.'80. і въ 48"/п СзН.ьОН. N/80. *’■ 1 ъ 48"/о С:II.-.OIL N/30.
Опыты при комнатной температурѣ.
Прозрачная, на просвѣтъ оран¬ Оранжевая совершенно ігро- Оранжевая соиершенпо про¬
жевая жидкость, еъдовилъпо силь¬ зрачная жидкость (пересыщен¬ зрачная жидкость ( и о р е е. га іц о и-
ной красивой зеленовато-голубой ный растворъ), которая почти ный растворъ), которая че¬
опалесценціей. мгновенно во всей массѣ выдѣ¬ резъ нѣсколько секундъ начина¬
Черезъ 48 часовъ. Сильно опа¬ ляетъ частицы осадка (сильные етъ оиалеецпровать; опалесценція
лесцирующая, съ незначитель¬ переливы). почти сразу переходитъ въ муть.
ными переливами, просвѣчиваю¬ Черезъ 1 чаеъ. Хлопья зерпи- Черезъ І часъ. Крнсталлккг,
щая оранжевымъ, жидкость. Осад¬ стаго осадка иа днѣ слоемъ 4 мм. ясные для невооруженнаго глаза,
ка ва днѣ н иа стѣнкахъ нѣтъ. Немного частицъ на стѣнкахъ п прилипли къ стѣнкамъ пробирки и
Черезъ 72 часа. Налетъ осадка виситъ въ жидкости. ЕНСЯТЪ въ жидкости.
на днѣ п стѣнкахъ, но большая Черезъ 48 часовъ. Всѣ частицы Черезъ 48 часовъ. Всѣ крпстал-
часть частицъ еще виситъ. отсѣли на дно и, отчасти, на лпки отсѣли на дно и тонкимъ на¬
Черезъ 23 сутокъ. Большая стѣнки. Жидкость вполнѣ про¬ летомъ пристали къ стѣнкамъ про¬
часть (но нс всѣ) частицъ зрачная. свѣтло-желтая; слѣ¬ бирки.
отсѣла, въ видѣ хлопьевиднаго, довательно ЙгСТОі замѣтно Жидкость вполнѣ прозрачная,
студенистаго, осадка. растворимъ въ 48°,о СзЫзОН. желтая: слѣдовательно
СаСгО* замѣтно растворимъ
п болѣе чѣмъ ЙгСгОл въ
48"/о C2H0OH.
і 15 BaCh <--- 10 KsCrOi «г 15 SrCla «---10 КзСгОл I г» 15СаВгг<---10 КзСгОі
въ 48"/о CsHsOH. N;80. въ SO"/« С2Н.-.ОН. N 80. ; U* въ ЯО^о С2Н5ОН. N/80.
Опыты при низкихъ температурахъ.
[---27"С.] Прозрачная (значи¬ (---174'.). Зеленовато - голуоая [--- 17°C'.J Зелсковіто - голубая
тельно прозрачнѣе опыта 1) оран¬ опалесцирующая жидкость, кото¬ опалесцирующая, на просвѣтъ
жевая, съ слабой красивой ае- рая хорошо просвѣчиваетъ оран¬ оранжевая, жидкость; оиалеецеп-
леиовато - голубой опалесценціей жевымъ. ція быстро бѣлѣетъ.
ЖИДКОСТЬ. Черезъ 30 минутъ. Опалесцен¬ Черезъ 10 минутъ. Жидкость
Черезъ 24 часа [---14°С.]. Везъ ція значительно сильнѣе, но ча- настолько мутиа, что едва едва
перемѣнъ. 1 стицъ, видимыхъ невоору¬ просвѣчиваетъ.
Черезъ 12сутокъ [---10"С.|. Везъ женнымъ глазомъ, нѣтъ. Черезъ 25 минутъ. Суспензія,
особыхъ перемѣнъ. Осадка нѣтъ. 1 Черезъ 1 часъ |--- 1(5°С.]. Опа- видимыхъ невооруженнымъ гла¬
Прозрачная, но сильнѣе чѣмъ j лесцепція еще сильнѣе, по ча- зомъ, частицъ.
вначалѣ опалесцирующая, жнд- ; стпцъ, видимыхъ невоору- Черезъ 1 час. [ --- ІбРС]. Тон¬
кость. ; женнымъ глазомъ, пѣтъ, чайшій иалстт. осадка на дпі.
і Черезъ 2 часа. | --- 15"С|. Мсл- Черезъ 3 часа [---15°]. Вся по¬
I’ кіе хлопья во всей массѣ жвдко- верхность пробирки покрыта ма¬
( стіі; вся система просвѣчиваетъ ленькими скопленіями (зернистыя
, оранжевымъ, въ отражеппоиъ свѣ¬ хлопья) осадка. Часть осадка еще
тѣ--- зеленовато-голубая. вясптъ въ жидкости.
Черезъ 30 часовъ. [ ---10°]. Хло- Черезъ 8 ч. 30 мни. Жидкость
! Шіовидно-студенпстый осадокъ на еще не просвѣтлѣла.
1 днѣ; жидкость еще содержитъ взпѣ- Черезъ 30 час. | --- 10°С]. Оса¬
шеішьіі? частицы и еще нвстнеішо докъ на днѣ и стѣнкахъ, но жид¬
опалесцируетъ зсЛчювато - голу¬ кость слегка му гновата отъ остав-
быя!.. 1 шихс.ч- взвѣшенными часпіцъ.
Системы, состоящія пзъ чрезвычайно мелкихъ частицъ ничтожно растворимыхъ въ спирто-водной средѣ веществъ,—иапр. сульфатовъ, фосфатовъ, фосфитовъ, карбонатовъ, арсоиіатовъ, арсешітовъ, фторидовъ*, хлоридовъ, бромидовъ, іолидовъ, сульфидовъ, хроматовь, молибдатовъ, вольфраматовъ, силикатовъ, боратовіЛ цитратовъ*, тартратовъ* и нроч. солей различныхъ металловъ,— солей малорастворнмыхъ въ водѣ и еще меньше въ спиртахъ жирнаго ряда и др. органическихъ жидкостяхъ, получены и изучены мною еще въ 1907 году1); соли отмѣченные звѣздочками получены въ 1918/ц) г.
При соотвѣтственныхъ условіяхъ эти системы необычайно устойчивы, т. е. частицы, взвѣшенныя въ нихъ не выдѣляются въ осадокъ: напр. система, полученная при реакціи Ba(C.\TS)2<— C0SO3 въ 48% спирту, при небольшомъ избыткѣ соли барія съ содержаніемъ 0,25%, BaSO* демонстрированная мною на Первомь Мендѣлеевскомъ Съѣздѣ, не выдѣлила всѣхъ взвѣшенныхъ частицъ въ осадокъ (не скоагулировала) и по сіе время (начало 1918 г.) и я долженъ напередъ сказать, что подобныя системы переживутъ не только одного человѣка, но и поколѣнія людей, не выдѣливши въ осадокъ всѣхъ взвѣшенныхъ частицъ, если ихъ приготовить и сохранять соотвѣтственнымъ образомъ.
Приведу еще примѣры системъ, входящихъ въ область дисперсо-идологіп:
П рейда всего продѣлаемъ нѣсколько опытовъ съ фильтратомъ отъ системы В, приведенной въ I таблицѣ.
Черезъ 36 или 60 часовъ (существеннаго различія отъ этого въ опытахъ не происходитъ) отъ начала опыта, когда весь осадокъ соберется на дно, отфильтруемъs) находящуюся надъ нимъ жидкость и разбавимъ этотъ фильтратъ опредѣленнымъ образомъ водою; результаты такого разбавленія сведены въ таблицѣ III.
ТАБЛИЦА III.
Д. 5 куб. см. фильтрата*—20 куб. Ж. 5 куб. см. ІЬО«— 5 куб. см. см. НіО. фильтрата.
Черезъ 1 ч. 45 мин. Чрезвычайно топко опалеецпруюшаи зшдкиеть.
Ч розъ 21 часа; Прозрачная опалесцирующая жидкость.
’Черезъ 1В часовъ: Прозрачная опалесцирующая жидкость, ніі опалесценція иѣсчл.іь-і.о сплміі с; и ѣ т ь никакихъ н р ии а і; о в ъ осажденія взвѣшенныхъ частицъ.
Черезъ 201 часа: Прозрачная ясно опалесцирующая ЖНДКО/ТЬ.
Черезъ 132 часа: Ничтожный налегъ
осадка на днѣ пробирки. надъ шімь отчетливо опалю цнрующан жидко :гь. при встряхиваніи которой наблюдаются слабые перелови отъ Оолѣ.с круііі.ихъ взвѣшенныхъ частицъ.
t) И. II. ф. Ьеймарнъ. Koll.-Zoitsehr. Bd II. 78, 331 ІІИіь «у.
ІЫ. IV. 133 (Tabelle В) (І!И»:ч.
Oriimlziige Ц. Iiispcrsoiilcliwnic. 71*. il!)ll).
3) Черезъ двойиой плотный фильтръ .М 5ÜU фирмы Шлсйісра и Ш юля.
(.’разу замѣтно опалесцирующая жидкость. Черезъ 2о мішутъ: Шолволпетые переливы ири нсгряхіпіанііі жидкости.
Черезъ 0 часовъ: Несмотря па ясные шелковисты переливы осадокъ по садится.
Черезъ 23 чіеовъ: ЛІѢпдчи иъ жидкости довольпо равномѣрно висяп. хлопья, мѣстами— виситъ 6 'Лѣс мелкіе аггрогаты; хлопья висятъ и наверху п въ серединѣ и внизу жидкости и не садятся на дно пробирки. (Хлопья наибольшіе до 1 з см.).
Черезъ 18 Часовъ: Осадка нѣтъ на днѣ. Хлоиья п болѣе Мелкіе аггрсгаты шіеятъ въ
ЖИДКОСТИ.
Черезъ 226 часовъ: Хлопьевидный бѣлый осадокъ на дпѣ.
Строеніе осадка отъ опыта Hi. какь показываетъ микроскопическое изслѣдованіе осадка, произведенное черезъ 420 часовъ отъ момента начала опыта (слитіи растворовъ), слѣдующее:
Хлопья по большей части занимаютъ все поле зрѣніи микроскопа (увеличеніе 562, апохроматъ 8, компенсаціонный окуляръ 18), что и нонятпо, если принять во вниманіе, что хлопья достигаютъ до 1/з см. (большій размѣръ), при оцѣнкѣ разміфош. невооруженнымъ глазомъ.
Основная масса хлопьевъ очень тонко структуирована; въ этой структупрованпой массѣ (зернистой) содержатся включенія большихъ частицъ пыли, отдѣльныя иглы (до 4 мм. при увеличеніи 562) и пучки и голъ и иногда полнограшіыѳ кристаллики (рѣдко).
Тонкая структура основной массы хлопьевъ ясна вполнѣ только при косомъ освѣщеніи л при темномъ полѣ (ультрамикроскопъ) зрѣнія, при свѣтломъ (яркомъ) освѣщеніи поля зрѣнія нѣкоторыя мѣста хлопьевъ кажутся вполнѣ однородными (безструктурными).
Возьмемъ теперь глицеринъ и растворимъ въ немъ столько АиСіз, чтобы получились растворы >/іоо, Ѵіоооі ’/sooo» Ѵіоооо нормальной концентраціи и нагрѣемъ эти растворы до температуры, близкой къ кипѣнію глицерина (абсолютный т. е. химически чистый и свободный отъ НіО глицеринъ кипитъ при атмосферномъ давленіи при 290°), тогда получимъ системы1) со взвѣшенными частицами разныхъ размѣровъ, причемъ цвѣтъ системъ таковъ: ljino норм. растворъ даотъ жидкость съ кирпично красной оналесцонціеп, зелеповато-епшою на просвѣтъ: 1/іооо — отъ. малиноваго до фіолетоваго цвѣта, въ зависимости отъ времени иагрѣвапія; 1 /зооо—нѣжно розовую жидкость, у Ѵіоооо раствора. послѣ иагрѣвапія, нѣжно розовая окраска замѣтна только въ толстыхъ слояхъ, если смотрѣть сверху въ пробирку съ жидкостью надъ бѣлой бумагой.
Какъ извѣстно АііСія диссоціируетъ при повышенія температуры, давая АиСІ и хлоръ; при температурѣ около 200° эта диссоціація уже значительна.
Поэтому при ігагрѣвапіи АиСіз—растворовъ въ глицеринѣ, они теряютъ сначала свой желтый цвѣтъ и становятся безцвѣтными и затѣмъ АиСІ возстанавливается до Au п даетъ системы различныхъ цвѣтовъ, въ зависимости отъ концентраціи, времени нагрѣва и быстроты охлажденія послѣ нагрѣва.
При охлажденіи вышеуказанныхъ системъ въ смѣси твердой СОо и афира пли въ жидкомъ воздухѣ, получаются твердыя системы различныхъ окрасокъ.
Надо отмѣтить, что возстановленіе АиСІд растворовъ въ глицеринѣ идетъ н при комнатной температурѣ, причемъ уже черезъ 12 часовъ растворы пріобрѣтаютъ ясную розовую окраску.
Разбираемыя системы чрезвычайно удобны для изученія цвѣта сп-
>) И. II. ф. Іісйнирнъ. Журналъ Руссьат Хнхпічсск. Общества. Т. -15. 2075 (1013). Гр. полу ■н-ui*’ сѣри и селена въ глицеринѣ и арнтрнтѣ ц ихъ смѣсяхъ съ водою; И. И. ф. Всимараъ. Журналъ Русскаго Хкхшчеик. Общества Т. 15. 1(і5У. (1013^.
стомы въ зависимости отъ величины взвѣшенныхъ частицъ, потому что измѣняя температуру нагрѣва, скорость охлажденія н температуру ох-лажденія можно зафиксировать всѣ нюансы окрасокъ, какіе когда либо наблюдались для системъ со взвѣшенными частицами золота.
Разсмотрю еще системы, получающіяся при реакціи въ спирто-водной средѣ между вольфрамовокислымъ натріемъ и солями кальція, напр. бромистымъ кальціемъ; свойства системъ даны въ таблицѣ III.
ТАБЛИЦА I V.
I. 15 СаВп «--- 10 NasWO*. Въ II. 15 СаВг2<---10 Na2W(X Въ
48% спиртѣ. N/so 75°/о спиртѣ. n/8о-
(Опытъ при комнатной температурѣ). (Опытъ при температурѣ---2° С).
Сразу прозрачная жидкость; че¬ Опалесцирующая зеленовато-го¬
резъ нѣсколько секундъ мутная лубымъ цвѣтомъ въ отраженномъ
жидкость (сусиензія) съ перели- свѣтѣ молочно-бѣлая жидкость, въ
вами довольно крупныхъ взвѣшенныхъ частицъ. Система на просвѣтъ зелено-синяя (нить лампочки накаливанія, если смотрѣть черезъ пробирку отчетливо видна и кажется зелено-синей), взвѣшенныя частицы отбрасываютъ розовато-красный (оттѣнокъ кирпичнаго) цвѣтъ.
Черезъ 3 часа 30 мин.: Явленіе окраски еще яснѣе.
Черезъ 24 часа: Отчасти осадокъ, отчасти частицы еще висятъ.
Черезъ 48 часовъ: Все отсѣло. Если встряхнуть осадокъ съ жидкостью, то явленіе окраски, хотя и менѣе отчетливо, вновь обнаруживается.
проходящемъ свѣтѣ хорошо просвѣчиваетъ коричневато-желтымъ цвѣтомъ.
Черезъ 12 мин.: Безъ существенныхъ перемѣнъ, опалесценція нѣсколько болѣе.
Черезъ 40 мин.: Во всей массѣ жидкости видимые невооруженнымъ глазомъ мельчайшіе хлопья. Вся система просвѣчиваетъ коричневато-желтымъ.
Черезъ 3 часа: Большая часть хлопьевъ отсѣла на дно, но часть еще виситъ; жидкость очень слабо голубовато опалесцируетъ.
Здѣсь кстати надо напомнить, что далеко не всегда наблюдаемые цвѣта предметовъ близки къ насыщеннымъ спектральнымъ цвѣтамъ и такіе цвѣта какъ кирпичный, коричневый и имъ близкіе суть цвѣта красный и оранжевый различной степени насыщенности.
Если сравнить зелено-синюю систему для вольфрамовокислаго кальціи съ таковой же для золота въ гліщерннЬ, то послѣдняя лишь будетъ болѣе интенсивно окрашена.
Выше уже былъ приведенъ одинъ примѣръ полученія системъ со взвѣшенными частицами при повышенной температурѣ (глицеринъ и золото), теперь кратко укажу на другой.
Растворы BaSOi въ коп центрированной сѣрной кислотѣ (1,8-1 уд. п.) нагрѣваемые на песчаной б;нЬ въ коническихъ колбахъ, закрытыхъ часовыми стеклами, даютъ суспензіи частицъ BaSOi, которыя не отсѣдаютъ въ теченіе нѣсколькихъ дней;
Если такія суспензіи охлаждаютъ до комнатной температуры, то не образуется никакого осадка, но взвѣшенныя частицы очень медленно (въ теченіе нѣсколькихъ дней) уменьшаютъ свои размѣры и наконецъ совершенно растворяются.
Эги явленія обязаны своимъ происхожденіемъ процессу:
BaSO*. IbS02?===tBaS04 H2SO4
который при повышеніи температуры идетъ слѣва направо, а при по-виженіи температуры въ обратномъ направленіи').
Возьмемъ теперь примѣръ механическаго метода полученія частицъ малыхъ размѣровъ, даннаго мною въ 1910 году* 2) и осуществленнаго ітервыо шведскимъ ученымъ Н. Пильблатомъ3), затѣмъ моимъ научнымъ сотрудникомъ и ассистентомъ А. Л. Штейномъ4) и, наконецъ, нѣмецкимъ изслѣдователемъ Г. Вегелицымъ3).
Примѣръ запмегиуго изъ работы Н. І1пльблата5).
0,3222 гр. ромбической сѣры нстираогся съ 0,4698 гр. мочевины въ теченіе часа вь агатовой ступкѣ, обозиачимь эту смѣсь Сі.
0,0244 гр. Сі всыпается въ 200 ко. см. Н2О (въ которой мочевина растворима, сѣра же практически нс растворяется) при номѣ-шнианіи жидкости.
Въ результатѣ получается мутноватая жидкость; взвѣшенныя вь пей частицы осаждаются черезъ нѣсколько часовъ.
0,1214 гр. Сі растирается съ 1,0924 гр. мочевины въ агатовой ступкѣ въ течете 40 мин., полученную смѣсь обозначимъ С2.
0,1740 гр. С2 всыпается вь 100 куб. см. Н2О (при помѣшиваніи). Получается менѣе мутная жидкость чѣмъ С-1 и взвѣшенныя въ ней частицы осаждаются черезь 48 часовъ.
0,1180 гр. С2 растирается въ теченіе 40 мин. вь агатовой ступкѣ съ 1,0620 гр. мочевины; смѣсь обозначимь СЗ. Вь 100 куб. си. НзО
Ч Іі. И. ф. Иейнарнъ. Zeitschr. für pbysik. Chemie. LXX'VI. 220 (IBM).
2j II. II. ф. Всймарігь. Grmidzipc Я. Dispcrsoidchemic. 82. (1011).
З) The Svedberj;. «Die Existoiiz der Moleküle». 55. (1012).
О K. Л. Штейнъ. Журналъ Гусеісаго Хияпч. O-ua. 45. 2о71 (1013).
s) Wepelin. Kolloid-Zeitschrift. 14. fio. (ION).
a) 2s iijs E, Tihlblad. l.ichtabsorption uiid Tciloheujtrosse in dispersen Systeiucu (Dissertation). I’psala. 1018. 40—48.
Dü —
при помѣшипапін всыпается 0,2086 гр. СЗ. Частицы, взвѣшенныя въ этой послѣдней жидкости не отсѣли и черезъ 10 сутокъ.
Величина взвѣшенныхъ частицъ сѣры (средняя) въ жидкости, полученной отъ всыпанія смѣси С2, равнялась по опредѣленію Н. IIиль-блата 215 микромпкронь, а въ жидкости СЗ —120 микромпкронъ.
Приведу еще нѣсколько системъ, входящихъ въ область диепер-соидологін.
Возьмемъ бензолъ съ содержаніемъ около 24 мгр. НгО въ 100 куб. см. бензола1)-
Нальемъ его въ сосудъ съ притертой пробкой и имѣющій вшшп-нымн двѣ трубки для пропусканія газа.
Пропустимъ черезъ такой бензолъ совершенно сухой хлористоводородный газъ.
При пропусканіи газа сразу появляется довольно сильная бѣлесоватая опалесценція и сначала отдѣльныхъ капель въ луну не видно, но мелкія капли скоро начинаютъ сливаться въ болѣе крупныя и максимумъ черезъ 24 часа бензолъ становится совершенно прозрачнымъ, а на днѣ сосуда замѣчается налетъ капель.
Если въ моментъ образованія эмульсіи мельчайшихъ, невидимыхъ еще въ лупу капель, въ бензолѣ, надъ уровнемъ жидкости помѣстить чашечку съ фосфорнымъ ангидридомъ, то наблюдаются слѣдующія явленія;
т Л Ь л II Ц Л V.
Влажный бензолъ безъ олеиновой кислоты.
Влажный бензолъ съ прибавкой олсииовой кислоты.
Черезъ 40 мни.: Верхній слой ясно просвѣтлѣлъ.
Черезъ 3 чао. 40 мни.: Просвѣтлѣвшій слой сверху увеличился. ІІа днѣ сосуда начали собираться мелкія капельки. |
Черезъ 24 часа; Капли со дна і исчезли и бензолъ сталъ совершенно прозрачнымъ.
Черезъ 10 мни.; Узкая полоса верхняго слоя просвѣтлѣла.
Черезъ 10 мни.: Просвѣтлѣвшій слой дошелъ до половины всего столба жидкости.
Черезъ 3 час. 40 мин. вся жидкость просвѣтлѣла. Осажденія капель на днѣ совершенно но было замѣтно.
і) Подробнѣе сѵ. 11. II. ф. Всйнарнъ u I. В. Каганъ. Горнаго Института. 4 <(!.
Журналъ І'уеск. Хняич. О-ва. XLVI1I. ‘2215 (НПО).
Записки llcTpt-градсі;.
Обыкновенный продажный бензолъ всегда содержитъ воду (приблизительно 20—30 мгр. въ 100 к\б. см.), насыщенный водой бензолъ при 18‘'С. (по Е. Гросгуфу) содержитъ въ 100 см. бензола 45 мгр. воды.
Въ таблицѣ VI даны еще два примѣра о'іразовшія змульсій въ бензолѣ подъ вліяніемъ пропусканія сухого НСІ').
Т А I» Л II Ц А V I.
Обыкновенный продажный бензолъ (около •25 мгр. іи. 100 ко. см.)
Сухой НС) npwn скался т. 200 куб. см. бемаола.
Насыщенный водой бензолъ (около 15 мгр. Ши in. І(ні куб. см.). т> которомъ растворено 0,І";'о каучука.
Сухой НСІ пропускался въ 200 ко. см. б'-ызола.
Сразу молочно-бѣлая опалесценція.
Черезъ 2 ч. 10 мин.: Жидкости сверху просвѣтлѣла на V2 см. Ясно видны извѣщенныя капельки.
Черезъ 18 час.: Жидкость совершенно прозрачная. Капли сѣли на дно.
Сразу опалесцеииія.
Черезъ 19 час.: Жидкость мутная, вь ней можно замѣтить мѣстами отдѣльныя капельки.
Черезъ 31 час.: Безъ существенныхъ измѣненій.
Черезъ 60 час.: Болѣе крупныя капли сѣли на дно сосуда. Жидкость мутная.
Черезъ 96 час.: Безъ существенныхъ персмЬиъ, но жидкость нѣсколько менѣе мутная.
Черезъ 115 часовъ: Жидкость I едва мутная, на днѣ жидкій осадокъ (капли).
Черезъ 165 часовъ: Жидкость совершенно прозрачная. ІІа днѣ жидкій осадокъ (капли).
Къ системамъ, которыя изучаетъ днспорсондолопя. относится и тотъ мутный3) жидкій воздухъ, (—190 Ц.), который получается изъ аппарата проф. Линде.
ІЗтотъ мутный жидкій воздухъ содержитъ взнЬшснныя частицы твердаго СОо и отчасти льда.
■) 11. И. ф. Войм.чрнъ, И. II. Морозивъ и И. Я. Аносовъ. Журналъ Русскаго Химическаго Общества. 48. 703 (ШПі).
5) II. II. ф. Псймариъ и Но Оствальдъ. Kolloid Zeitschrift, 0. iöl (1910).
Атмосферные туманы, облака, пыль, носящаяся въ воздухѣ, жидкости и твердыя тѣла со взвѣшенными пузырьками различныхъ газовъ разнообразныя пѣны, студни, твердыя тѣла съ вкрапленными капельками тѣхъ или другихъ жидкостей,— все ото суть системы, относящіяся къ области науки, названной мною днсперсондологіей.
51 привелъ довольно много разнообразныхъ примѣровъ во первыхъ для того, чтобы читатель наиболѣе осязательно почувствовалъ широту области диспсрсоидологіп, во вторыхъ, съ опредѣленной цѣлью внушить читателю ясное представленіе о томъ, что системы, изучаемыя дисперсоидологіей, могутъ быть получены при еамыхъ разнообразныхъ утловіяхъ температуры н давленія (іыир. полученіе мутнаго жидкаго воздуха) и наконецъ, въ третьихъ, пзь желанія предохранить тЬхъ изъ читателей, которые впервыс ознакомляются съ дисперсоидологіей, отъ преждевременныхъ заключеній и выводовъ, которые легко бы могли возникнуть, если бы я привелъ немного однообразныхъ примѣровъ системъ, изучаемыхъ дисперсоидологіей.
Такъ напр. изъ таблицы I, если бы оиа была, приведена одна, можно было сдѣлать скороспѣлое заключеніе, что въ присутствіи сѣрнокислаго кобальта нельзя получить системы со взвѣшенными частицами BaSO.i, которая долго бы не выдѣляла ихъ въ осадокъ.
Таблица 111 вноситъ qasy уже нѣкоторое разочарованіе въ правильности такого заключенія.
Далѣе, если бы не было приведено мною противоположныхъ примѣровъ можно было заключить, что всегда болѣе мелкія частицы висятъ и не осаждаются дольше, чѣмъ крупныя; таблица III и другіе примѣры опять тки заставягь остеречься отъ такого обобщенія и вычеркнуть изъ него слово «всегда».
Наконецъ, если бы читатель подумалъ, что только вещества интенсивно окрашенныя даютъ цвѣтныя системы со взвѣшенными частицами, то таблица IV устранитъ у него зту неправильную мысль1).
Итакъ, въ заключеніе этой главы, молено еще разъ подчеркнуть, что системы, изучаемыя дисперсоидологіей, весьма разнообразны и возникаютъ какъ при чрезвычайно малыхъ, таіп. и при чрезвычайно большихъ значеніяхъ величинъ давленія и температуры п состоятъ изъ разнообразныхъ комбинацій веществъ, находящихся во всѣхъ трехъ аггре-гатныхъ состояніяхъ: твердомъ, жидкомъ и газообразномъ. і)
і) Нс только вольфрамовокислый кальцій дастъ окрашенныя системы иъ 18е,и спиртѣ, подобныя а;е системы пъ той я;о средѣ даютъ eine нанр. вольфрамовокислый стронцій и мо-лнбденовокнелый кальцій н стронцій, хотя явленіе п мсиѣс рельефно. Для удачи опыта надо осязательно имѣть с вѣя; с прнготогл ен ни с растворы. Явленіе окраски системъ съ взвѣшенными пнетнцвмн безцвѣтныхъ імір слабо окрашенныхъ веществъ есть явленіе общее, но, конечно, при соотвѣтствующихъ условіихъ,
3. Классификація системъ, относящихся Къ области дисперсоидологіи, по аггрегатнылѵь состояніямъ cot стащіяющихъ частей этихъ системъ.
Приведенныхъ примѣровъ достаточно, чтобы понять ниже излагаемую классификацію системъ, относящихся къ области дисперсоидо-логіи, построенную на принципѣ разсмотрѣнія аггрѳгатныхъ состояній составныхъ частей этихъ системъ.
Каждая система, изъ разсмотрѣнныхъ въ главѣ 2, состоитъ изъ двухъ составныхъ частей: изъ жидкой, твердой, пли газообразной среды, въ которыхъ взвѣшены частицы малыхъ размѣровъ—твердыя, жидкія или газообразныя (напр. пузырьки какого либо газа).
Первую изъ составныхъ частей назову, согласно предложенію Вольфганга Оствальда, дисперсіонной средой, вторую —по номенклатурѣ того же ученаго, дисперсной фазой, или лучше дисперсной частью (II. П. ф. Веимарнъ), потому что, какъ увидимъ ниже, дисперсная часть не всегда можетъ считаться фазой въ томъ смыслѣ, какъ это понимается въ «правилѣ фазъ».
Системы же, составленныя изъ поименованныхъ двухъ частей буду впредь называть дисперсными системами (Во. Оствальдъ).
Не требуется долгаго размышленія, чтобы составить таблицу всѣхъ возможныхъ дисперсныхъ системъ, задавшись условіемъ, что какъ дисперсіонная среда, такъ н дисперсная часть могутъ находиться въ одномъ изъ трехъ агтрегатиыхъ состояній и что возможенъ такой случай, когда вещественная дисперсіонная среда отсутствуетъ, т. е., иначе говоря, дисперсная часть будетъ находиться въ пустотѣ или вѣрнѣе въ той средѣ, которую пока мы не съумѣли заставить воздѣйствовать энергетически на наши органы чувствъ и которую нѣкоторые называютъ пустотой, нѣкоторые— міровымъ эфнромъ.
Условимся обозначать аггрегатныя состоянія обѣихъ составныхъ частей системы начальными буквами наименованія соотвѣтственнаго аг-грегатнаго состоянія (Т—твердое, Иѵ — жидкое, Г—газообразное), причемъ символъ аггрегатнаго состоянія дисперсіонной среды всегда будетъ стоять на первомъ мѣстѣ, а—дисперсной части на второмъ, тогда получимъ слѣдующую классификацію дисперсныхъ системъ:
1) т. + т. 7) Г. + т.
2) Т. + IK. 8) Г. + ІК.
3) т. + г. ») г. + г.
-0 ІК.+ т. 10) т.
5.) іЬ* 4- іК* И) ѵк.
С) ѴК. 4* Г* г.
Нѣкоторые изслѣдователи (нь томъ числѣ и авторъ разбираемой классификаціи *) Во. Оствальдъ; считаютъ, что дисперсныхъ системъ класса 9 реально не существуетъ, потому чго газы и пары различной химической природы (конечно не реагирующіе друіть съ другомъ съ образованіемъ жидкихъ или твердыхъ веществъ) могуть смѣшиваться въ какихъ угодно отношеніяхъ.
Я полагаю наоборотъ, что и девятый классъ дисперсныхъ системъ реально существуетъ, но что только величина дисперсныхъ частицъ (такъ будемъ также называть впредь частицы, составляющія дисперсную часть разбираемыхъ системъ) не можетъ измѣняться въ столь же широкихъ предѣлахъ какъ у дисперсныхъ систомъ другпхъ классовъ2).
Напримѣръ, если мы будемъ нагрѣвать до кипѣнія или до температуръ, когда испаоеніе достаточно сильно, въ индифферентномъ газѣ щелочные металлы папр. натрій, то получимъ системы, которыя въ зависимости отъ температуры и плотности пар эвь (см. Н. Kayser. Handbuch der Spektroskopie. III. 333), бѵдуть имѣть слѣдующіе цвѣта: голубой—» фіолетовый—» пурпуровый—» желтый, т. е. смѣна цвѣтовъ, которую наблюдалъ Сведбергъ для дисперсныхъ системъ натрія, класса 4, въ органическихъ жидкостяхъ, причемъ Свод-бергомъ установлено, что системы различныхъ цвѣтовъ имѣютъ дисперсныя частички различныхъ размѣровъ *).
Если и можно предположить, чго нѣкоторыя изъ системъ, которыя принимали за пары натрія, суть системы класса 8, но за то нѣкоторыя изъ нихъ несомнѣнно относятся къ 9 классу.
Если мы вспомпимъ что пари сѣры (и родственныхъ ей элементовъ) измѣняютъ размѣры молекулъ отъ S« до So, то совершенно ясно., что пары сѣры въ индифферентномъ газѣ сь очень маленькими атомами или’ молекулами, будутъ представлять дисперсную систему класса 9.
Наконецъ, если мы возьмемъ пары сложнаго и склоннаго кь ассоціаціи въ парообра помъ состояніи вещества и смѣшаемъ его съ индифферентнымъ газомъ съ очень маленькими атомами или молекулами, то получимъ опять дисперсную систему класса 9.
Усовершенствованіе ультрамикроскопа и примѣненіе къ немѵ интенсивныхъ источниковъ ультрафіолетоваго свѣта4) ыссомнѣнн) обогатить классъ !) безчисленнымъ множествомъ представителей.
Что касается классовъ 10, 11 и 12. то они введены впорвые мпою5) и я давно указалъ, что твердое, жидкое и газообразное состоя-
') По. Оствальдъ. Koll. Xeitechr. Bd. Т. 331 (1!)(>7).
s) II. II. ф. Вевмарнъ Жури. Гусск. Хіпшч. О-ва. 48. 1310 ІІВІііѴ
3) Т. Свсдбі-ргъ. «Studien zur I.oliro von іі.чі kollniJoti І.й/.ліі-дсп». 71. Грздіа. КИТ .
4) II. II. ф. Beil« .рпь. Kollnid.-Zritsch. Ild. II 17.') < I '1071.
'-) 11. И. ф. Вей ч.іріп.. Kolloid.-/.eitscli. ВЪ VII. !>3. |l!t|0).
Urundziigf. d. Disporsoidt-liemie. VII. (I’Jll).
пія являются дисперсными системами, гдѣ дисперсіонной средой является «пустота», а дисперсной частью атомы, молекулы и ихъ аітрогатц.
Въ зависимости отъ измѣненія давіенія и температуры размѣры дисперсныхъ частицъ класса 10, И и 12 измѣняются весьма существенно,.
Въ главѣ 2 мы видѣли, что дисперсная часть или «равномѣрно» впсигъ въ дисперсіонной средѣ или осаждается въ дисперсі шной средѣ въ формѣ болѣе или менѣе объемистаго осада, занимающаго большую пли меньшую часть всего обьѳма отъ уровня жидкости до дна.
Какъ мы увидимъ ниже, при томъ же вѣсовомъ количествѣ дисперсной части, но различныхъ условіяхъ полученія дисперсныхъ системъ образуются осадки различимі рыхлости: нѣкоторыо и;ть нихъ такъ объемисты и такъ медленно съеживаются, что недѣлями, мѣстами и годами занимаютъ почти весь объемъ жидкости, причемъ либо только нѣсколько миллиметровъ, считая отъ свободной поверхности, жидкость просвѣтляется и освобождается отъ дисперсной части, либо жидкости совершенно не просвѣтляются и видимыя невооруженнымъ глазомъ частицы или кусочки (хлопья и т. под. аггрегаты частицъ) осадка чрезвычайно долго «равномѣрно» висятъ въ жидкости.
Совершенно ясно, что осадки, образующіеся въ дисперсныхъ системахъ пропитаны дисперсіонными средами и являются точно также дисперсными системами и одно изъ отличій1) дисперсныхъ системъ, не выдѣлившихъ еще осадка огь выдѣлившихъ его болѣе или менѣе полно, заключается въ «степени пространственной равномѣрности» распредѣленіи дисперсной части вь дисперсіонной средѣ іпн говоря кратко, степени пространственной гомогенности или равномѣрности.
Система тѣмъ имѣетъ большую степень равномѣрности, чѣмъ ближе къ единицѣ отношеніе концентрацій дисперсной части, опредѣленныхъ въ ранныхъ объемахъ разныхъ мѣстъ дисперсной системы и чѣмъ меньше объемъ, при которомъ соблюдается еще близость къ ешннцѣ указаннаго отношенія: т. е. если у одной дисперсной системы близость отношенія концентрацій къ единицѣ соблюдается, если опредѣлена концентрацій производилось въ объемахъ равныхъ пли большихъ 1 куб. см., а въ другой тоже имѣетъ мѣсто и для объема 1 куб. микрона, то послѣдняя система равномѣрнѣе или гомогенчѣе первой.
Строго говоря, при достаточной точности измѣреній концентраціи и при сравненіи равныхъ, но весьма малыхъ оиъемовъ дисперсіыхь системъ, отклоненіе отношенія огь единицы будетъ віплпѣ замѣтнымъ
') О другихъ ОТЛИЧІЯХЪ і м. ІІПЖР.
для всѣхъ реальныхъ дисперсныхъ системъ вслѣдствіе цѣлаго ряда не-одноэбрааій и другихъ факторовъ, которые нарупти равномѣрность во время возникновеніи дисперсной системы и которые нарушаютъ ее и во время дальнѣйшаго существованія дисперсной системы.
Коэффиціентъ равномѣрности или гомогенности распредѣленія ди-сперсной части въ дисперсіонной средѣ или «степень пространственной гомогенности», какъ нетрудно попять, играетъ важную роль для характеристики дисперсныхъ системъ.
До сихъ поръ при диснерсоидологическихъ изслѣдованіяхъ на этотъ факторъ не обращалось должнаго вниманія.
4. Классификація дисперсныхъ системъ по «внѣшней» степени дисперсности. Номенклатура дисперсныхъ
системъ.
Изъ примѣровъ дисперсныхъ системъ главы 2 можно усмотрѣть еще одинъ принципъ, который можетъ лечь въ основу классификаціи дисперсныхъ системъ; дѣйствительно приведенныя тамъ дисперсныя системы отличаются другъ отъ друга по величинѣ дисперсныхъ частицъ.
Вмѣсто величины дисперсныхъ частицъ, можно взять отношеніе поверхности дисперсной части къ общему объему ѳя, т. е.
S
— = степень дисперсности
иоиятіѳ, введенное въ дясперсоидологію Во. Оствальдомъ1).
Не трудно понять, что съ уменьшеніемъ величины дисперсныхъ частицъ, т. о. по мѣрѣ раздробленія вещества все на меньшія и меньшія частицы, степень дисперсности возрастаетъ.
Классификаціи дисперсныхъ системъ по величинѣ частицъ, была проведена впервыо Р. Зигмонди* 2), а затѣмъ расширена Во. Оствальдомъ.
Мною въ эту классификацію былн внесены соотвѣтствующія измѣненія и дана раціональная номенклатура3).
Въ настоящемъ обзорѣ я излагаю классификацію дисперсныхъ системъ по величинѣ дисперсныхъ частицъ или по степени дисперсности въ той формѣ и съ той номенклатурой, которыя даны мною.
’) Во. Оствальдъ, Koll-Zeitscli. В<1. I. 296. 1907.
а) І\ Зигмонди. Zur Krkeiintniss d. Kolloide. Jena. 1905.
3) И. П. i|i И e и « а p и ъ. Kolloid-Zeitselir. Bd. III. 20. (1908) Bd. V. -11. (1909).
Журналъ І’усск. Хна. О-ва за 1911 г. стр. 19<>9 а 1947.
Прежде всего необходимо остановиться на вводимыхъ мною по* нятіяхъ о «внѣшней» и «внутренней» степеняхъ дисперсности или понятіи о «степени компактности» дисперсныхъ частицъ1)
Дисперсныя частички, ари одной и той же величинѣ, могутъ представлять компакгную, аепроннцаемую для дисперсіонной среды, массу, напр. очень маленькій однородный кристалликъ (напр. кубъ для NaCl) или губчатый аггрегатъ еще меньшихъ частицъ, причемъ такой аггрегатъ можетъ быть проницаемъ, притомъ въ той или другой степени, въ зависимости отъ плотности соположенія частицъ въ такомъ аггрегатѣ, для дисперсіонной среды.
Такимъ образомъ дисперсная частичка одной и той же величины, опредѣляемой при помощи микроскопа или ультрамикроскопа, можетъ весьма сильно отличаться по своему «внутреннему» строенію: она можетъ представлять сплошной однородный кристаллъ или можетъ являться аггрегатомъ, болѣе или менѣе плотнымъ, еще меньшихъ дисперсныхъ частичекъ, причемъ степень дисперсности этихъ дисперсныхъ частичекъ «2-го порядка» и степень плотности ихъ соположенія въ частицѣ-аггрегатѣ могутъ, конечно, варьировать въ весьма широкихъ предѣлахъ.
Если мы условимся, считать за поверхность частицъ дисперсной части «внѣшнюю» поверхность отграниченія дисперсныхъ частицъ отъ дисперсіонной среды, не считаясь съ тѣмъ, что въ дѣйствительности, въ нѣкоторыхъ случаяхъ, эта внѣшняя поверхность можетъ проникнуть «внутрь» въ канальца аггрегата, то намъ нужно не упускать пзъ виду и «внутреннюю» поверхность дисперсныхъ частицъ-аггрегатовъ, такъ какъ въ динамикѣ дисперсныхъ системъ эта «внутренняя» поверхность играетъ весьма важную роль.
Такимъ образомъ понятіе о степени дисперсности надо расчленить га два: ваѣшняя степень дисперсности и внутренняя степень дисперсности частицъ-аггрегатовъ.
Р. Зигмонди и Во. Оствальдъ, классифицируя системы по величинѣ частицъ, не Ьдавалиеь въ вопросъ о строеніи дисперсныхъ частичекъ, поэтому ихъ классификація основала на измѣнчивости фактора, который я назвалъ «внѣшней» степенью дисперсности.
Схематически классификація дисперсныхъ системъ по «внѣшней» степени дисперсности съ примѣненіемъ моей номенклатуры можетъ быть изображена такъ: і)
і) Нельзя забывать, что макроскопическая капля жидкости п макроскопическій массивный кристаллъ имѣютъ точно также, помимо внѣшней поверхности, поверхность внутреннюю, ибо гь точекъ зрѣнія молекулярной теоріи, мм и здѣсь имѣемъ дѣло съ пористыми тѣламн. Для такихъ «внутреннихъ» дисперсныхъ системъ, какъ кристаллы необходимо еще одно понятіе: „степень векторіальности-* системы. (См. II. II. ф. Воймариъ. Жури. І'усск. Химнч. О-ва за 1910 г. стр. 130» н др. статьи;.
г
Or
t»
* j
2 л
&
4,
E
I. Дисперсіи.
Величина частицъ: ) 0,1 микрона Степень внѣшней дисперсности: { бхіО5,
II. Д и с п е р с о и д и.
Величина частицъ: 0,1 микрона—1 мнкромикр. Стопепъ внѣшней дисперсности: 6.105—6.10т.
III. Д и с и е р с и д ы.
Величина частицъ: около 1 микромикр. и меньше. Степень внѣшней дисперсности: около 6.10Т и больше.
- §
і
3 ff * о ga Съ
1
%
*
К
3
•*е
5
Деталируя эту классификацію, т. е., распространяя ее на системы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 классификаціи по аггрегатному состоянію и примѣняя предложенную мною номенклатуру получимъ слѣдующія схемы комбинированной классификаціи по двумь принципамъ: по аггрегатному состоянію составляющихъ частей дисперсныхъ системъ и по степени «внѣшней» дисперсности:
1 + I. Твердыя сузпензіи . . к. 1.
1 + II. Твердые суспензоиды к.
1 + III. Твердые суспензиды . . к. .1
2 + I. Твердыя эмульсіи . . . к. 4.
2 + II. Твердые эмульсоиды . . к. 5.
2 + III. Твердые эмульенды. . . к. 6.
3 + I. Твердыя газпріи (газіи) . к. 7.
3 + II. 'Твердые газироиды1) (газоиды) К. 8.
3 + III. Твердые гази ряды (газиды) к. 9.
4 + I. Жидкія суспензіи . . . к. Ki¬
4 + II. Жидкіе суспензоиды . . к. ll-
4 + III. Жидкія суспензиды . . к.
5 + I. Жидкія эмульсіи. . к. із-
5 + II. Жидкіе эмульсоиды . . к. 14.
Г) + III. Жидкіе эмульепды. . . к. 1 Г).
6 + I. Жидкія газпріи .... к. 1(1.
6 J- II. Ж идкіе газироиды . к. 17.
6 + III. Жидкіе газирнды . . . к. 18.
7 + I. Газообразныя суспензіи . к, 19.
г* + II. Газообразные с у с п с и з о и д ы к.
/ 20.
і + III. 1 'а-іообразные с у с п е н з и д ы к. 21.
8 + I. I 'азообразп ыя эмульсіи. . к. 11-
8 + II. 1 'азообразные э м у л ь с о и д м к. 23-
8 + III. I 'азообразные э м у л ь с п д м . к. 24.
•дпомтигс.іьно сохранять здѣсь термины ..гознрін. гляиропды п газирнды“, со-
хранянь термины поставленные въ окоокп дня другихъ дисперсныхъ спстсѵъ, о которыхъ рѣчь Сіу дотъ къ концѣ настоящаго обзора.
У i I. [ Газообразныя г аз и pi и] . . К. 25.
У + II. Газообразные газироиды'. . К. 2(і.
У + III. Iизообразные газириды . . К. 27.
Такимъ образомъ родовыя наименованія: дисперсіи, диснер-соиды и дисперсиды, если принять во вниманіе аггрегатноѳ состояніе дисперсной части, распадаются, соотвѣтственно, на три видовыхъ названій:
/
Суспензіи
/
ДіІСИСрСІИ-----* Суспензоиды
\
\
Суспснзиды
/
Эмульсіи
Днсперсолды----» Эмульсоиды
\
\
Эмульсиды
/
/
Газиріи
ДисЛерСЛДЫ----* Газироиды
\
\
Газириды.
Прибавляя къ этимъ девяти видовымъ терминамъ, поочередно три прилагательныхъ «твердые», «жидкіе» и «газообразные», указывающіе на аггрегатное состояніе дисперсіонной среды, мы и получимъ, приведенные выше, 27 классовъ дисперсныхъ системъ, отличающихся другъ отъ друга по принципамъ, положеннымъ въ основу комбинированной классификаціи.
Изъ всѣхъ 27 классовъ только К. 25 кажется невозможнымъ въ смыслѣ реальнаго осуществленія, такъ какъ трудно себѣ представить въ обычныхъ условіяхъ частички пара или газа, размѣровъ большихъ, чѣмъ 1 микронъ, взвѣшенныя въ высокодисперсной газообразной средѣ.
Однако, не исключается возможность существованія подобныхъ системъ, если газы подвергать громаднымъ давленіямъ при температурахъ выше критической температуры: жидкость«----------»газъ1).
Остановимся теперь вкратцѣ на двухъ вопросахъ, связанныхъ съ экспериментальной трудностью опредѣленія, при высокихъ степеняхъ дисперсности, какъ аггрѳгатнаго состоянія диспрссной части, такъ и ея химическаго состава.
Необходимо, во нзбѣжаніо виесенія гипотетическаго матеріала въ разбираемую классификацію, дать опредѣленныя экспериментальныя основанія для отнесенія той или другой системы къ одному изъ приведенныхъ классовъ; необходимо условиться, что мы подразумѣваемъ когда говоримъ напр. дисперсоидный растворъ BaSO*. считаемъ ли мы‘
■j ( ы. 11. II. iji. И и ü ді а |>іі ъ. Kultoiilcliem.-lieiliefto. BJ. IV, стр. 85 (HU3J.
loo —
что иъ этомъ растворѣ дисперсныя частички представляютъ, по своему составу, чистый BaSO« или нѣтъ?
Когда мы говоримъ объ истинномъ растворѣ NaCI наир. въ водѣ, мы говоримъ о растворѣ твердаго вещества (NaCI) въ жидкости (въ водѣ) и въ Физической Химіи соотвѣтственные отдѣлы называемъ: растворы твердыхъ веществъ въ жидкостяхъ, растворы жидкостей въ жидкостяхъ, растворы газовъ въ жидкостяхъ и проч.1).
Что же подразумѣвается при примѣненіи такой номенклатуры.
Говоря объ истинномъ растворѣ твердаго вещества NaCI въ жидкой водѣ, мы не утверждаемъ, что NaCI при раствореніи остается NaCI и что онъ не даетъ въ растворѣ напр. частицъ NaCl.x. НгО, мы также не утверждаемъ, что NaCI находится въ истинномъ растворѣ въ твердомъ аггрегатномъ состояніи,—но мы, говоря такъ, базируемся на прочномъ фундаментѣ опыта, утверждающаго, что изъ истиннаго раствора твердаго вещества NaCI, получается, путемъ операцій обратныхъ тѣмъ, которыя совершались при раствореніи, вновь твердое вещество NaCI.
На языкѣ диспе^сондологіи мы должны сказать, что если путемъ уменьшенія степени дисперсности дисперсной части мы получаемъ грубо-дисперсный осадокъ, состоящій изъ твердыхъ частицъ, составъ которыхъ напр. выражается химической формулой NaCI, то мы имѣли дѣло съ однимъ изъ трехъ классовъ дисперсныхъ системъ: суспензидомъ, су-спензоидомъ или суспензіей NaCI.
Къ какому изъ этихъ трехъ классовъ надо отнести нашу систему должно показать ультрамикроскоппческое изслѣдованіе системы въ ея первоначальномъ состояніи или другое дисперсоидологичсское испытаніе, опредѣляющее размѣры частицъ дисперсной части.
Если при уменьшеніи степени днс-персиости изучаемой дисперсной системы мы получимъ грубо-дисперсныя капли или пузырьки газа, то скажемъ, что въ первомъ случаѣ систему надо отнести къ эмульсидамъ, эмульсоидамъ или эмульсіямъ, а во второмъ, къ газиридамъ, газирои-дамъ пли газпріямъ.
Итакъ, мы условились называть системы иапр. сѵспепзоидами, эмульсоидами, іазпроидамп, въ зависимости отъ того въ какомъ аггрегатномъ состояніи выдѣлится, при уменьшеніи дисперсности, дисперсная часть системы’).
Я иа атомъ вопросѣ оегапэялппаюеь относительна подробно ui. виду того, что и нѣкоторые спеціалисты не вполнѣ яспо представляютъ существующія здѣсь различія.
ä) Для дисперсныхъ системъ,—у которыхъ степень дисперсности съ теченіемъ времени возрастаетъ и прп атомъ дисперсная часть превращается въ новое, ужо истинно раство-рякор въ дапяой дисперсіонной средѣ, вещество,—указанный критерій тоже можетъ быть приложенъ въ нѣсколько измѣненной формѣ; пиенно, если руководствоваться аггрсгатнымъ состояпіемь дисперсной части въ иервьіе моменты дненергаціоннаго процесса, когда она еще доі.і аточію грубо-дпсиерсна.
Коли мы иапр. растворяемъ въ какой лпбо кпелотѣ пороіпекъ твердаго вещества и въ извѣсти мА моме.чп, получаемъ днсперсоидяый растворъ его, то этотъ растворъ назовемъ су с и ѵн л пн д н ы мъ. если же исходили въ подобномъ же процессѣ изъ грубой эмульсіи капель жидкости, то диснсрсоидііую стадію растворенія естественно будемъ считать эмуль-соидной и т. под. (подробнѣе см. далѣе при разсмотрѣніи механизма ддисиерсоиднаго« растворенія;.
Если анализъ, выдѣленнаго такимъ путемъ, г р у б о - д и с п е р с н аго твердаго вещества имѣетъ составъ напр. BaSO-i, то мы скажемъ, что имѣли ванр. суспензонднын раст.воръ сѣрнокислаго барія.
Обычныя представленія объ аггрегатномъ состояніи частицъ иапр. въ 5 микромикроновъ теряютъ свою конкретность, свою осязательность, однако несомнѣнно, что по своей энергетической характеристикѣ дисперсная часть въ растворѣ твердаго вещества въ жидкости ближе къ твердому состоянію, чѣмъ дисперсная часть въ растворѣ въ жидкости того же химическаго вещества, но расплавленнаго, т. о. когда опытъ растворенія въ жидкости производился при температурахъ высшихъ температуры плавленія растворяемаго вещества.
Несомнѣнно, что дисперсная часть въ растворѣ жидкости въ жидкости по энергетической характеристикѣ, ближе къ жидкому состоянію, чѣмъ дисперсная часть въ растворѣ въ жидкости того же вещества, но растворяемаго при температурахъ когда это вещество находится уже въ газообразномъ состояніи.
Кто ясно продумаетъ') все сказанное, тому станетъ очевидной раціональность классификаціи по аггрегатному состоянію дисперсной части и при высокихъ степеняхъ дисперсности.
Какъ мпою многократно указывалось2), при возрастаніи степени дисперсности не только долженъ происходить сдвигъ отъ болѣе «плотнаго» аггрегатнаго состоянія къ менѣе «плотному» (напр. сдвигъ отъ твердаго къ жидкому), но и измѣненіе химическаго состава, но на этомъ вопросѣ удобнѣе болѣе подробно остановиться въ одной изъ слѣдующихъ частей, при анализѣ «динамической» классификаціи дисперсныхъ системъ.
При разсмотрѣніи классификаціи, основанной на степени «внѣшней» дисперсности дисперсной части не рѣдко дѣлаютъ неправильныя утвержденія напр., что всегда дисперсная часть высшихъ степеней дисперсности осаждается на дно медленнѣе, чѣмъ мои be дисперсная.
Я уже вначалѣ обзора указалъ, что слово «всегда» здѣсь не умѣстно, на основаніи опытовъ таблицы III.
Въ таблицѣ VII я еще привожу одинъ изъ многихъ, наблюденныхъ мною, фактовъ весьма продолжительнаго не осажденія на дно • частицъ, видимыхъ ясно невооруженнымъ глазомъ. і)
і) Къ сожалѣнію нѣкоторые изслѣдователи (напр. Во. Оетвалі.дъ, Б. В. Тайлоръ и многіе другіе) нс удавливаютъ смысла различій но аггрегатному состоянію въ системахъ высокихъ степеней дисперсности.
Зі U. 1і. ф. Ііепмариъ. ІІинр. Опіікігііце Dispersooieheniie 1011.
Журп. І’хсск. Хпмич. О-ва за 1011 г. стр. 101?.
Т А Б Л II Ц А VII.
Диспергація осадка гпдрпокпсп аллюминія.
Производство опытовъ:
Еі|. 17 кб. см. воднаго раствора NHa(Ott) N/40 (нѣсколько мсимпей) концентраціи было почти нейтрализовано (до едва уловимаго розоваго окрашиваніи при примѣненія фенолъ-фта-лсина) воднымъ растворомъ АІСІз. ІІІІЮ, X 10 концентршіи. Послѣ образованія во всей массѣ жидкости студенисто-хлопьг виднаго, быстро отсѣдающаго осадка, приблизительно черезъ 2—3 мни., къ системѣ было прибавлено 3 куб. см. воднаго раствора HCl N/40 концентраціи, причемъ около 1 кб. см. прибавленнаго раствора 1ІСІ уходитъ на нейтрализацію бывшаго въ избыткѣ ХНі(ОИ). Затѣмъ вся система энергично встряхивалась, пробирка тщательно закупоривалась и производились наблюденія за поведеніемъ этой снстемы во времени.
Dl I. Къ ІО кб. см. воднаго раствора АІСІз. ііНзО, концентраціи X 10 прибавлялось ІЗ1 а кб. см. воднаго раствора ШОІІ, немного меньшей концентраціи чѣмъ N40. Система при прибавкѣ і|)і нолъ-фталепна едва уловимо окрашивалась въ розоватый цвѣтъ. Когда, черезъ 12 мни., на днѣ образовался столбъ рыхлаго студенистаго осадка высотой около 1 з высоты отъ конца пробпркн до свободной поверхности, тогда быль прибавленъ 1 кб- см. N10 воднаго раствора АІСІз. ННгО п система встряхнута; послѣ итого, черезъ 3 минѵты. когда хлопья вновь стали образовываться, къ системѣ вновь прибавленъ 1 кб. см. Х/40 подпаго раствора АІСІз. ОНзО. Затѣмъ система была энергично встряхнута, иробирка тщательио закупорена и производились наблюденія за измѣненіемъ этой системы во времени.
"II. Осадокъ диспергировался въ мутноватую (отраженный свитъ) жидкость, въ | которой ясно видны невооруженнымъ глазомъ ]нхвномѣрио распредѣленный во всей массѣ жидкости частицы и мельчайшіе і хлопья. '
Черезъ 7 ч. 5 мпн.: Осадка на днѣ | иѣтъ. Ьпдпммл невооруа;ениымъ глазомъ, частицы равномѣрно, сверху до низу, распредѣлены въ жидкости и не садятся на дно , н не собираются въ болѣе крупные аггрс- і гаты—хлопья.
Черезъ 27 часовъ: Ночтп какъ и раньше частицы равномѣрно висятъ, но у дна частицъ нѣсколько больше. Мутнова-тость системы меньше.
Черезъ 2 сутокъ: На днѣ очень незначительный налетъ (ок. 1 м.м.) прозрачнаго студенистаго осадка большая часть частицъ продолжаетъ быть видимой невооруженнымъ глазомъ и равномѣрно висѣть.
Черезъ 3 сутокъ: Налетъ осадка на днѣ замѣтио не увеличился. Частицы, по прежнему видимы и висятъ сверху до низу.
На сколько можно судить на глазъ у самой поверхности частицы нѣсколько гуще (- р.
ІДп—вліяніе испаренія).
Черезъ 37 сутокъ, безъ особыхъ перемѣнъ. Система менѣо мутна въ стражей- ! номъ свѣтѣ, чѣмъ раньше; на просвѣтъ иоч- ] ти водяно-прозрачна.
Черезъ 2 мѣсяца. Видимыя невооруженнымъ глазомъ частицы равномѣрно висятъ сверху до низу.
Черезъ 4 мѣсяца: безъ особыхъ пз-мѣііеній.
D іі. Наблюдается тоже.
что и для опыта Еи
Черезъ 3 ч. 9 мпн.: Частицы, какъ у En. іійдимы для невооруженнаго глаза и нс обнаруживаютъ тенденцій къ аггрегнровапію въ болѣе крупныя хлопья и къ осажденію, продолжая, равномѣрно распредѣлись, пп-еѣть въ жидкости.
Черезъ 221;.' часа: .Мугловатость системы слабѣе. Частицъ, видимыхъ невооруженнымъ глазомъ, стало нѣсколько меньше и они немного уменьшились по величинѣ.
Черезъ 1 сутки 19 часовъ:
Осадка нѣтъ.1
Частицы, по прежнему, равномѣрно висятъ въ жидкости.
Черезъ 2 сутокъ п 2о часовъ: Незначительный налетъ осадка на днѣ (какъ и г), г я Е.п осадокъ иавнымъ образомъ состоитъ шъ обво.юче.нныхъ частицами иы-мшокъ).
большая часть частицъ равномѣрно виси гъ и индпма для невооруженнаго глаза.
Ч с р с з ь 37 с у т о к ъ:
Тоже, что для Еи.
Ч е р е зъ 2 мѣсяца:
Тоже, что для Кп.
Черезъ 1 мѣсяца: V свободной поверхности, вслѣдствіе испаренія жидкости, образовалось болѣе густое скопленіе частицъ. соединнвшпхся въ очеиь рыхлый хлопокъ. О тотъ хлопокъ, послѣ встряхиванія вновь поднимается наверхъ. Остальное тоже, что для Еп. т. е. видимыя невооруженнымъ глазомъ частицы продолжаютъ равномѣрно висѣть.
Общія замѣчанія о системахъ En и І)м. Съ теченіемъ временя обѣ опстсмы становятся всѳ менѣо п менѣе мутными, часть частпць обволакивая пыль, неустранимо существующую въ растворахъ, садится въ видѣ незначимлыіагп осадка па дно, другая часть частицъ диспергируется па меньшія, у.ко нозлдамын для невооруженнаго глаза: одиако значительное число частицъ оогается доступной наблюденію невооруженнымъ глазомъ и аія частицы въ точеніе І-хъ мѣояцовь всо же по отсядлюдъ.
ІІрп длительныхъ наблюденіяхъ, несмотря па іщдилыіую закупорку, лсиирсяіе во свободной поверхности всегда иаблюдаетен, но \ hu случайно оно было больше, чѣмъ Еи.
Изъ данныхъ таблицы ѴП слѣдуетъ, что при нѣкоторыхъ условіяхъ, частицы, видимыя невооруженнымъ глазомъ, могутъ мѣсяцами (и л еще добавлю даже годами и десятилѣтіями) висѣть равномѣрно въ жидкости, но собираясь въ болѣе крупные аггрѳгаты и не осаждаясь на дно.
Какъ извѣстно, (см. примѣры выше), многія системы, относящіяся къ дисперсоиднымъ, т. е. съ гораздо большей степенью «внѣшней» дисперсности, выдѣляютъ значительно быстрѣе свою дисперсную часы, въ осадокъ, чѣмъ системы таблицы VII.
Уже изъ этого сопоставленія ясно, что степень «внѣшней» дисперсности и, какъ увидимъ, въ слѣдующей главѣ, аггрегатноѳ состояніе дисперсной части не могутъ всегда однозначно опредѣлить свойства дисперсныхъ системъ.
5. Недостатки «статическихъ» цлассиФицадій дисперсныхъ системъ.
Уже въ главѣ і мною были введены двѣ поправки въ классификацію по степени дисперсности Зигмонди—Оствальда и въ комбинированную классификацію (степень дисперсности, аггрогатное состояніе) Оствальда: первая касалась самого понятія «степени дисперсности», вторая—опредѣленія аітрегатнаго состоянія дисперсныхъ системъ.
«Степень дисперсности» пришлось расчленить на «внѣшпюю» и «внутреннюю» степень дисперсности.
Совершенно очевидно, что классификація но «внѣшней» степени дисперсности только тогда рщіопальна, если «внутренняя» степень дисперсности существенно но измѣняется; причемъ мы должны еще принять, что и другіе факторы, кромѣ степени «внѣшней» дисперсности, тол:е существенно нс вліяютъ на свойства дисперсныхъ системъ, къ которымъ классификація по «внѣшией» степени дисперсности прилагается; или эти факторы оказываютъ постояішое дѣйствіе, такъ что степень «внѣшней» дисперсности остается единственной перемѣнной характеризующей свойства дисперсныхъ системъ.
Что касается опредѣленія аггрегатиаго состоянія въ комбинированной классификаціи Оствальда, то въ главѣ -1 мною былъ указанъ путь, идя по которому, можно совершенно избѣжать нѣкоторой гипотетичности опредѣленія аггрегатиаго состоянія при высокихъ степеняхъ дисперсности.
Упомянутыя двѣ поправки, до извѣстной степени, устраняютъ два отмѣченныхъ недостатка разбираемыхъ классификацій.
Однако кореннымъ недостаткомъ этихъ систематикъ, по моему мнѣнію, начнется признаніе за «стелеиью дисперсности» и «аггрегатными состояніями» доминирующаго значеніи надъ всѣми другими факторами или перемѣнными, вліяющими на свойства дисперсныхъ системъ, напр.
на то пли другое распредѣленіе дисперсныхъ частицъ въ диспѳрсіон-ной средѣ, на ихъ устойчивость и проч.
Эти классификаціи, которыя я назову «статическими», совершенно упускаютъ изъ виду, что распредѣленіе дисперсныхъ частицъ въ дисперсіонной средѣ, ихъ поведеніе во времени и т. под., самыя существенныя, свойства дисперсныхъ системъ, регулирующія ихъ жизнь, зависятъ, главнымъ образомъ, огь силъ (интенсивностей), отъ энергій (интенсивности X емкости) дѣйствующихъ между дисперсными фазами и дисперсіонными средами1).
Отсутствіе въ классификаціяхъ Во. Оствальда, цѣнность которыхъ во всѣхъ другихъ отношеніяхъ я признаю вполнѣ, еще третьяго «динамическаго» принципа или «динамической» перемѣнной, по моему мнѣнію и валяется главнымъ недостаткомъ ихъ.
Этотъ недостатокъ сказывается и въ нѣкоторыхъ выводахъ Во. Оствальда, которые и составляютъ давнишній предметъ нашихъ, очень немногихъ, разногласій въ области дисперсоидологіи2).
Такъ, напр., Во. Оствальдъ полагаетъ, что путемъ одного только измѣненія степени «внѣшней» дисперсности можно осуществить переходъ огь дисиерсоидныхъ растворовъ въ область дисперси-двыхъ или истинныхъ растворовъ.
Точно также, подраздѣляя дисперсныя системы, на эмульсіи и суспензіи, суспензоиды и эмульсоиды, Во. Оствальдъ связывалъ напр. съ понятіемъ эмульсопдпосги большую устойчивость эмульсоидныхъ системъ, чѣмъ суспензоидиыхъ.
Я уже неоднократно указывалъ, что переходъ отъ дисперсопд-ныхъ къ днеперепднымъ растворамъ совершенно немыслимъ путемъ только простого увеличенія стспеин дисперсности, безъ измѣненія динамической стороны взаимоотношеній дисперсной части и дисперсіонной среды; точно также я не могъ и не могу согласиться съ моимъ уважаемымъ коллегой Во. Оствальдъ, что «статическая» эмуль-соидность является факторомъ устойчивости дисперсныхъ системъ.
Говорить, что эмѵльсоидный растворъ устойчивѣе суспензопднаго, по моему мнѣнію, столь же неправильно какъ утверждать, что истинные растворы жидкостей въ жидкостяхъ прочнѣе истинныхъ растворовъ твердыхъ веществъ въ жидкостяхъ.
Считать, что одпо простое измѣненіе степени дисперсности даетъ возможность перейти изъ класса дисиерсоидныхъ въ область истинныхъ растворовъ, съ моихъ точекъ зрѣнія, равносильно парадоксальному утвержденію, что дробленіемъ, истинно почти нерастворима)о въ данной дисперсіонной средѣ, вещества мы можемъ не только повысить его истинную растворимость, но и сдѣлать его веществомъ хорошо и обратимо истинно растворимымъ въ той же дисперсіонной средѣ.
Если даже представить себѣ, что мы раздробили вещество до молекулярныхъ размѣроіп. и эти молекулы размѣстили въ дисперсіонной
Ч См. И. II. ф. Гіоймарнг. Zcitsclir. plivsik. Chemie. LAXVI. 221 (11)11). Grundziigo d. Dispersoidehcmie. VI. ililll) и др. статьи.
3) См. Koll.-Zeitsclir. IÜ0!*-1UH.
- J05
вредѣ практически истинро иераствиряющій это вещество, то такая система не будетъ представлять истиннаго обратимаго раствора: распредѣленныя молекулы тотчасъ начнутъ собираться въ большіе аггрегаты, причемъ ти послѣдніе самопроизвольно обритм уже Не будутъ диспергироваться на молекулы.
Въ смыслѣ ученія о равновѣсіи, подобныя системы не представляютъ обратимыхъ истинныхъ растворовъ.
Если концентрація распредѣленныхъ въ указанномъ выше случаѣ молекулъ въ дисперсіонной средѣ весьма незначительна, т. ѳ. молекулы раздѣлены большими разстояніями, то такая система долгое время можетъ сохранять видимую однородность и, если молекулъ чрезвычайно мало, то обнаруживаемыхъ нашими современными оптическими приборами частицъ вообще никогда и не образуется нагхр въ томъ случаѣ, если даже при соединенія всѣхъ молекулъ въ одинъ аггрегатъ нельзя получить частицы такихъ размѣровъ, которые позволили еѳ обнаружить ультрамикроскопомъ.
Практически нерастворимое вещество не есть вещество абсолютно нерастворимое, по этому для реальнаго вещества уменьшая прогрессивно концентрацію мы конечно, дойдемъ до гой ничтожной концентраціи, которая соотвѣтствуетъ или даже ниже его минимальной растворимости; однако прежде чѣмъ мы дойдемъ до этихъ необычайно слабыхъ пстиныхъ растворовъ «практически нерастворимаго» веществами необходимо должны пройти область «пересыщенныхъ» растворовъ, ибо растворимость мелкихъ зеренъ выше растворимости крупныхъ а такіе «пе] ссыщенные» растворы являются переходными звеньями между высоко-дисперсными оч. слабыми днсперсондными растворами и чрезвычайно слабыми истинными растворами «практически нерастворимаго» вещества.
Переходъ отъ дпспорсопдныхъ къ истиннымъ (дисперсиднымъ) іастворамъ путемъ одного только увеличенія степени дисперсности но-іовможенъ потому, что степень дисперсности не является единственнымъ признакомъ, отличающимъ дисперсондньій раетворь оть истиннаго.
Самопроизвольная и обратимая истинная растворимость зависитъ конечно, не отъ степени дисперсности вещества, ибо наир. крупные кристаллы Mn(CNS)24HsO превосходно растворяются въ водѣ, а отъ взаимодѣйствія веществъ дисперсіонной среды и дисперсной части; па это взаимодѣйствіе, конечно, вліяетъ и степень дисперсности растворяемаго вещества, но отнюдь не исключительно.
Ни степень дисперсности, ни «статическая» эмульсопдность и су-спензоидность, не являются факторами опредѣляющими всѣ свойства дисперсныхъ системъ, почему эти факторы н могутъ однозначпо опредѣлять свойства этихъ системъ только при одинаковости пли близости остальныхъ факторовъ, вліяющихъ на свойства дисперсныхъ системъ.
При такомъ ограниченіи «статическихъ» классификацій онѣ umL-ютъ весьма большое систематическое значеніе.
Утвержденія же Во. Оствальда (съ которыми я не могу согла-
сягься) о возможности непрерывнаго перехода отъ диспѳрсоидныхъ (коллоидныхъ) къ истиннымъ растворамъ путемъ простого увеличенія oövoh іінлъко степени дисперсности и о стабилизирующемъ значеніи «£і!ітичо< і ой» эмульсоидности суть утвержденія, которыя изъ самыхъ принциповъ «статическихъ» систематикъ выведены быть не могутъ и являются вовсе не обязательными придатками этихъ систематикъ, а лишь индивидуальными объясненіями нѣкоторыхъ группъ явленій.
Совершенно понятно, что кромѣ классификацій «статическихъ» могутъ быть предложены и классификаціи «динамическія»; напр., можно классифицировать дисперсныя системы по характеру п скорости измѣненій степени дисперсности, т. е. по признакамъ «динамическаго» характера.
Совершенно естественно, что, классифицируя дисперсныя системы по такимъ «динамическимъ» принципамъ приходится остановиться на энергіяхъ, вызывающихъ эти измѣненія.
Уже изъ этого понятно, что «динамическая» классификація дисперсныхъ системъ весьма тѣсно связана съ процессами, вызывающими образованіе дисперсныхъ системъ и рсгулирующпа» пхъ жпзнь.
ІІо этому раньше чімъ перейти къ изложеній моей динамической систематики, необходимо ознакомиться съ механизмомъ «истиннаго» и «дисперсопднаго» растворенія и осажденія, равнымъ образомъ, съ явленіями пересыщенія или пересыщенными растворами.
Разсмотрѣнію этихъ вопросовъ посвящены слѣдующія части настоящаго обзора.
і
