20.3 Захист золів від коагуляції

Стабільність золів підвищують шляхом утворення міцної захисної структури на поверхні часточок або в дисперсійному середовищі. На поверхні часточок адсорбуються молекули ПАР або ВМС, які утворюють механічну перепону, що не дозволяє гранулам наближатися на “близьку”, необхідну для їх злипання відстань. Під час адсорбції молекул ВМС з довгими ланцюгами більша частина цих ланцюгів знаходиться в дисперсійному середовищі. Стабілізація золів відбувається внаслідок взаємного відштовхування гнучких ланцюгів молекул. Під час зближення часточок спостерігається лише пружне зіткнення адсорбованих молекул, а безпосередній контакт гранул при цьому неможливий (рис. 20.2).

Рисунок 20.2 – Адсорбція макромолекул ланцюгових ВМС на:

а – окремій колоїдній часточці; б – на часточках, що зблизилися

Під час додання до золів певної кількості ВМС у дисперсійному середовищі утворюються просторові структури, які призводять до застигання золів. Рух часточок у таких системах суттєво обмежується і може навіть припинитися. Контакт колоїдних часточок при цьому стає маловірогідним – дисперсна система стабілізується.

Мірою захисної дії ВМС є захисне число, яке визначається масою сухого полімеру в мг, яка достатня для захисту від коагуляції 10 мл золю. Назва захисного числа походить від назви золю, який захищають. Так, «залізне» захисне число визначає кількість ВМС, яку необхідно додати до 10 мл золю Fе(ОН)₃. Найбільш ефективними стабілізаторами золів є білки і полісахариди. Для желатину «залізне» число дорівнює 3...5 мг, для декстрину – 20...25 мг. Значення захисних чисел певною мірою є умовними, оскільки на захисну дію ВМС впливає ряд факторів: дисперсність золю, значеннярНсередовища, молярна маса ВМС і т.д.

Необхідність захисту золів від коагуляції пов’язана з тим, що значне число харчових продуктів виготовляється в подрібненому (диспергованому) стані. Цінні речовини у таких виробах повинні рівномірно розподілятися в об’ємі системи, щоб поступово розчиняючись, справляти необхідну дію.

Якщо кількість полімеру, що додають до золю, недостатня, то можливий зворотний ефект – зниження стійкості золю під час додання ВМС. Таке явище називається сенсибілізацією.Сенсибілізація пояснюється тим, що макромолекул ВМС не вистачає для утворення суцільного захисного адсорбційного шару. Гнучкі ланцюги макромолекул адсорбуються на часточках тільки окремими ділянками. Найдовші ланцюги ВМС при цьому утворюють так звані «містки», які зв’язують колоїдні часточки між собою, притягуючи їх одна до одної і, таким чином, сприяють коагуляції.

20.4 Пептизація

Пептизацією називається перехід у колоїдний розчин осадів, що утворилися під час коагуляції. Розщеплення продуктів коагуляції золів і повторне утворення золю можливе, якщо не змінилася структура часточок у коагуляті, і вони не зрослися одна з одною. Для пептизації коагулят необхідно ретельно промити водою, щоб позбавитись від електроліту, який викликав коагуляцію, і додати речовину-стабілізатор, яка містить потенціалвизначаючі іони. При цьому на поверхні часточок знову виникає подвійний електричний шар, а навколо них – сольватні оболонки. Все це призводить до подолання сил зчеплення між колоїдними часточками. Часточки, що стали вільними, під дією броунівського руху рівномірно розподіляються по об’єму рідини. Таким чином, пептизація є процесом, зворотним коагуляції. Перемішування і підвищення температури сприяє пептизації.

Пептизація широко застосовується у техніці, коли необхідно розчиняти осади і переводити їх у колоїдний стан.

Лекція № 21. Властивості ліофільних колоїдних систем

План лекції

1. Колоїдні поверхнево-активні речовини.

2. Міцелоутворення в ліофільних системах.

3. Гідрофільно-ліпофільний баланс.

4. Солюбілізація.

Рекомендована література:[2]С.128-132.