Колло идная хи мия др греч κόλλα клей наука о дисперсных системах и поверхностных явлениях возникающих на границе раздел

Колло́идная хи́мия (др.-греч. κόλλα — клей) — наука о дисперсных системах и поверхностных явлениях, возникающих на границе раздела фаз. Изучает адгезию, адсорбцию, смачивание, (коагуляцию), электро-поверхностные явления в дисперсных системах. Разрабатывает технологии строительных материалов, бурения горных пород, (золь-гель-технологии). Играет фундаментальную роль в современной нанотехнологии, медицине, биологии, геологии, технологии производства сырья, продуктов питания и товаров различного назначения.

Современная коллоидная химия — это наука на стыке химии, физики, биологии. Особое междисциплинарное положение коллоидной химии подчёркивается тем, что в англоязычной литературе часто используют названия «коллоидная наука» (англ. colloid science) или «наука о границах раздела» (англ. interface science).

История коллоидной химии

Коллоидная химия как наука имеет непродолжительную историю, однако свойства коллоидных систем и коллоидно-химические процессы человек использовал с давних времён. Это, например, такие ремёсла, как получение красок, керамики, глазури, прядение льна, хлопка, шерсти, выделывание кож.

Начиная с XVIII века появляются описания отдельных исследований, позже вошедшие в соответствующие разделы коллоидной химии. К ним относят работы (М. В. Ломоносова) по кристаллизации, получению цветных стёкол с применением дисперсии металлов (1745—1755 гг.). В 1777 г. К. Шееле и (Ф. Фонтана) независимо друг от друга обнаружили явление адсорбции газов углём. В 1785 г. (Т. Е. Ловиц) обнаружил явление адсорбции из растворов. П. Лаплас в 1806 г. получил первые количественные отношения для капиллярного давления. В (1808 г.) (Ф. Ф. Рейсс), проводя опыты с элементом Вольта, открыл явления электрофорез и (электроосмос).

Одни из наиболее ранних исследований коллоидных систем выполнены итальянцем (Ф. Сельми) в 1845 году. Он изучал системы, представляющие собой хлорид серебра, серу, (берлинскую лазурь), распределенные в объёме воды. Эти системы, полученные (Сельми), очень похожи на истинные растворы, однако Сельми полагал, что ни изученные им, ни другие подобные вещества не могут находиться в воде в виде таких же мелких частиц, как и образующиеся в истинных растворах, то есть в виде отдельных молекул или ионов.

Взгляды, близкие к (Сельми), высказывал , считавший, что в таких системах частицы серы, хлорида серебра и других веществ — более крупные агрегаты, чем отдельные молекулы. Для полимолекулярных агрегатов он ввел понятие «(мицелла)». Чтобы отличать системы, содержащие (мицеллы), от растворов, где растворенное вещество находится в виде отдельных молекул, Нэгели назвал мицеллосодержащие системы «(золями)». Термины «(мицелла)», «(золь)» стали общепринятыми.

М. Фарадей в 1857 году исследовал системы, содержащие золото, распределенное в объёме воды, известные ещё алхимикам, получившим их восстановлением солей золота и давшим их им название aurum potabile (питьевое золото). Изучая оптические свойства золей золота, М. Фарадей пришёл к выводу, что золото в них содержится в виде очень маленьких частиц.

Основоположником коллоидной химии принято считать (Т. Грэма), выполнившего в 60-х годах XIX века первые систематические исследования коллоидных систем ((золей)). Ему же принадлежит и введение термина «коллоид». Впоследствии коллоидная химия включила в себя результаты, полученные в других областях физики и химии, и в конце XIX — начале XX веков сформировалась в самостоятельный раздел химии.

На основе механической теории капиллярности, разработанной в начале XIX века (Т. Юнгом) и П. Лапласом, и термодинамики поверхностных явлений, созданной Дж. У. Гиббсом в 1878, были сформулированы основные направления исследования коллоидной химии: изучение процессов образования новой фазы в гомогенных системах, термодинамическая устойчивость коллоидных систем, количественное описание адсорбции на границе раздела фаз. Развитые в 1853 Г. Гельмгольцем представления о строении двойного электрического слоя позволили дать объяснение электрокинетическим и (электрокапиллярным явлениям). Создание (Дж. Рэлеем) теории рассеяния света способствовало количественному изучению оптических свойств коллоидных систем. Исследование Ж. Перреном, (Т. Сведбергом) и (Р. Зигмонди) броуновского движения коллоидных частиц на основе теории, разработанной в 1905 А. Эйнштейном и (М. Смолуховским), позволило доказать реальность существования молекул и правильность молекулярно-кинетических представлений. На основе предложенной в 1917 (И. Ленгмюром) кинетической теории адсорбции были разработаны методы исследования состояния молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ) в мономолекулярных слоях. В 1928 (П. А. Ребиндер) открыл адсорбционное понижение прочности ((эффект Ребиндера)) и в 40—50-х годах на основе развития этого направления и исследования структурообразования в дисперсных системах создал физико-химическую механику. Физическая теория устойчивости коллоидных систем была разработана в 1937 (Б. В. Дерягиным) совместно с Л. Д. Ландау и независимо от них и ((теория ДЛФО)). Дерягиным же введено представление о механизме действия тонких слоёв жидкости (расклинивающее давление).

Современное состояние

Основные направления современной коллоидной химии:

Термодинамика поверхностных явлений.
Изучение адсорбции (ПАВ).
Изучение образования и устойчивости (дисперсных систем), их молекулярно-кинетических, оптических и электрических свойств.
Физико-химическая механика дисперсных структур.
Разработка теории и молекулярных механизмов процессов, происходящих в дисперсных системах под влиянием (ПАВ), электрических зарядов, механического воздействия и т. п.

Поскольку дисперсное состояние материи универсально и объекты изучения коллоидной химии весьма разнообразны, коллоидная химия тесно связана с физикой, биологией, геологией, почвоведением, медициной и др.

Существует НАНУ (Киев).

Выпускается научный «Коллоидный журнал».

Литература

Handbook of Surface and Colloid Chemistry / Ed. K .S. Birdi. — 2nd ed. — N.Y.: CRC Press, 2003. — 765 p.
Аблесимов Н. Е. Синопсис химии: Справочно-учебное пособие по общей химии — Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. — 84 с.
Аблесимов Н. Е. Сколько химий на свете? ч. 1. // Химия и жизнь — XXI век. — 2009. — № 5. — С. 49—52.
(Сумм Б. Д.) Основы коллоидной химии : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Б. Д. Сумм. — 2-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2007. — 240 с.
Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред.: ( И. Л. Кнунянц) (Т. 1—3), ( Н. С. Зефиров) (Т. 4—5). — М.: Советская энциклопедия (Т. 1—2); Большая Российская энциклопедия (Т. 3—5), 1988—1998. — .
Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984. — 352 с.
Захарченко В. Н. Коллоидная химия: Учеб. для медико-биолог. спец. вузов.-2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш.шк., 1989. — 238 с.: ил.