Прибор, в котором измельчают твердые и жидкие тела до размеров частиц порядка 1-0,1 мк, называется коллоидной мельницей.
Коллоидные растворы золота, платины, серебра и других металлов получают распылением соответствующих металлических электродов в зоне электрической дуги. По этому методу металлы диспергируют, действуя на них постоянным током.
Например, два серебряных электрода, заключенных в стеклянные трубки, погружают концами в 50 мл дистиллированной воды с добавкой Na2СО3. Затем сближают электроды на 1‒1,5 мм и пропускают ток силой 10‒15 А, напряжение на электродах - около 120 В. Под жидкостью, в сфере дуги, происходит отрыв частиц и испарение металла который, конденсируясь в охлажденной жидкости образует золи. Так как ядра частиц прочно удерживают на своей поверхности анионы AgO‒, образующиеся при реакции в дисперсионной среде, частицы заряжаются отрицательно:
[(Ag)AgO-] Na+
В этом методе совмещаются диспергирование и конденсация частиц. Стабилизаторами системы служат ионы — продукты взаимодействия частиц дисперсной фазы с веществом дисперсионной среды. Заряд коллоидных частиц может изменяться в зависимости от кислотности и щелочности.
Конденсационные методы. В основе их лежит процесс образования коллоидных частиц из вещества, находящегося в растворе в молекулярном или ионном состоянии. Для этого необходимо создать пересыщенный Раствор. Примером физической конденсации может служить конденсация водяных паров на поверхности взвешенных в воздухе твердых или жидких частиц, ионов или заряженных молекул (облака, туман и т.д.).
К образованию золя может также привести замена растворителя в тех случаях, когда к раствору какого-либо вещества добавляют другую жидкость, которая является для этого вещества плохим растворителем и вместе с тем хорошо смешивается с исходным растворителем. Например, поваренная соль растворима в абсолютном этиловом спирте, но не растворима в эфире. Если спиртовой раствор NaCl прибавлять по каплям к эфиру, то получится светлый опалесцирующий золь поваренной соли.
Эфирные масла и смолы хорошо растворимы в спирте, но нерастворимы в воде, а спирт и вода смешиваются во всех отношениях. Если в стакан с водой, помешивая, добавлять по каплям спиртовой раствор, содержащий эфирные масла (одеколон, духи, денатурированный спирт), то образуется мутноватый опалесцирующий очень устойчивый золь. Конденсация коллоидных частиц происходит здесь из пересыщенного раствора эфирных масел, плохо растворимых в воде и в разбавленном спирте. Таким методом можно получить высокодисперсные коллоидные растворы многих веществ, например серы, селена, фосфора, пальмитиновой кислоты, гуммигута, канифоли, мастики, фенолфталеина и т.д.
Химические методы конденсации основаны на выполнении разнообразных реакций, в результате которых из пересыщенного раствора выделяется нерастворимое вещество в коллоидном состоянии. Например, As2S3 при взаимодействии сероводорода с мышьяковистой кислотой
2H3AsO3 + 3H2S ↔ As2S3↓+ 6Н2О
дает очень устойчивый коллоидный раствор ярко-желтого цвета.
Мицелла золя As2S3 имеет следующее строение:
{[As2S3]m nHS-(n - x)H+} xH+
Ядро адсорбционный диффузный
слой слой
Устойчивость золей объясняется тем, что вокруг ядра частицы образуются защитные слои из ионов и молекул, находящихся в окружающей среде, или путем введения специальных добавок — стабилизаторов. Весь комплекс, состоящий из нерастворимого в воде ядра коллоидных размеров и стабилизирующих его слоев, называется мицеллой.