Известны две группы коллоидов очень различной природы, которые когда-то обозначали терминами: «коллоиды искусственные» и «коллоиды натуральные», или «коллоиды стабильные» и «коллоиды нестабильные», или «суспензоиды» и «эмульсоиды». Позднее их называли коллоидами гидрофильными и коллоидами гидрофобными и, наконец, в самое последнее время — дисперсиями микрокристаллическими и дисперсиями макромолекулярными.
Из всех этих классификаций, которые, разумеется, в большей или меньшей степени перекрывают одна другую, самую последнюю можно считать наиболее удовлетворительной с точки зрения физической химии, поскольку она основана на структуре частиц. В случае растворения в других жидкостях, кроме воды, их называют коллоидами лиофобными и коллоидами лиофильными. Но в отношении рассматриваемых здесь явлений водно-спиртовой раствор, содержащий около 10% спирта, можно приравнять к водному раствору.
Основные признаки гидрофобных (искусственных, нестабильных или суспензоидных) коллоидов, таких, как коллоидные металлы, фосфаты железа, сульфиды меди, выражаются в том, что «ни осаждаются при очень малых добавках солей. Они поглощают мало, растворителя, образуют порошкообразные осадки. По своим характеристикам гидрофобные коллоиды аналогичны суспензиям, которые представляют собой дисперсии твердого тела в жидкости и коллоидные растворы которых отличаются лишь большой тонкостью частиц.
В противоположность этому основные признаки гидрофильных коллоидов (или натуральных, или стабильных, или эмульсоидов), таких, как камеди, белки, конденсированные фенольные соединения, заключаются, в том, что они не осаждаются под воздействием солей, за исключением очень высоких концентраций, поглощают много растворителя, образуют желатинообразные осадки, по своему характеру близки к эмульсиям, являющимся дисперсиями одной жидкости в другой. Можно сказать, что основная разница между золями гидрофильными и гидрофобными заключается в их степени взаимодействия с растворителем, большой у первых и слишком малой у вторых, чтобы обеспечить их самопроизвольное (спонтанное) разделение. Гидрофильные коллоиды образуют золи, вязкость которых несколько выше, чем у воды; отделенные от жидкости, они могут растворяться в противоположность гидрофобным коллоидам.
Штаудингер различает среди гидрофильных коллоидов сфероколлоиды, частицы которых имеют приблизительно одинаковые размеры (альбумин, крахмал, камеди), и линейные коллоиды, частицы которых имеют продолговатую форму (некоторые белки, целлюлоза, пектин, слизи).
Структура коллоидов
В прошлом частицы, диспергированные в коллоидном растворе, называли мицеллами и рассматривали их как скопления или соединения молекул, как простые обломки твердого тела. В отношении гидрофобных коллоидов это положение справедливо и сейчас. Однако дифракционный рентгенографический анализ и позднее электронный микроскоп показали кристаллическую структуру большинства коллоидных частиц, по меньшей мере, в некоторых направлениях пространства. Следовательно, мицеллы представляют собой микрокристаллы, составляющие аморфные частицы, наблюдаемые невооруженным глазом или в обычный микроскоп, что и определило их название как микрокристаллические дисперсии. Что же касается гидрофильных коллоидов, то эти старые обозначения должны быть оставлены, так как диспергированные частицы сами являются молекулами очень больших размеров, или макромолекулами, откуда и термин «макромолекулярные дисперсии». В целом, если в первом случае термин «мицелла» можно сохранить, то во втором это бесполезно, поскольку мицелла идентична макромолекуле. Для упрощения авторы обозначают мицеллы, микрокристаллы и макромолекулы общим термином «частицы».
В макромолекулах атомы связаны основными валентностями, химическими связями (ковалентностями и электровалентностями), как в обычной молекуле с низкой молекулярной массой. Макромолекулы растворяются посредством адгезии к молекулам растворителя, как обычные молекулы. С другой стороны, в мицеллах элементы соединяются одновременно основными валентностями и вторичными валентностями, силами сцепления (когезии) или связями типа Ван-дер-Ваальса; стабильность дисперсий связана с электрическим зарядом частиц.
В течение длительного времени не подозревали о существовании молекул-гигантов. Эти молекулы являются промежуточными между молекулами тех веществ, которые изучает органическая химия, и молекулами частиц, видимых в микроскоп. В настоящее время известно, что золь альбумина представляет собой раствор молекул-гигантов, которые можно изучать с помощью электронного микроскопа и находить в кристаллах альбумина. Термин «макромолекула» предложен Штаудингером. Он показал, что растворенные коллоидные частицы этой определенной группы коллоидов являются макромолекулами; их нужно изучать методами органической химии, химии коллоидов или макромолекулярной химии.
