11 Свойства различных классов дисперсных систем

11.1 Золи и суспензии, их особенности, практическое значение

Золи и суспензии, а также их производные - гели и пасты - являются разновидностями одного и того же типа дисперсных систем - Т/Ж, которые различаются размерами и концентраци­ей частиц дисперсной фазы. Наряду с общими эти системы име­ют специфические, присущие только им свойства.

Значительная часть продукции промышленности часто пред­ставляет собой гели и пасты, а на стадиях технологического цикла различных производств полупродуктами являются как гели и пасты, так золи и суспензии.

Особенности золей и суспензий

Золи относятся к высокодисперсным системам; их называют коллоидными растворами. Кроме того, в зависимости от дисперсионной среды различают гидрозоли (вода) и органозоли (органическая среда); расплавы, содержащие высокодисперсные частицы, относятся к пирозолям.

Помимо частиц дисперсная фаза золей может формировать­ся из мицелл - электрически нейтральных агрегатов ионов дисперсионной среды, размеры которых соответствуют размерам частиц высокодисперсных систем, т.е. 1-100 нм. Кроме того, мицеллы образуют растворы коллоидных ПАВ.

Суспензии являются средне - и грубодисперсными система­ми. В этом они качественно отличаются от золей. Сравнитель­ную характеристику золей и суспензий как дисперсных систем (типа Т/Ж можно представить следующим образом:

Свойства	Золи	Суспензии
Класс дисперсности	Высоко дисперсные	Средне и грубодисперсные
Седиментационная устойчивость	Обладают	Не обладают
Молекулярно- кинетические свойства	Проявляются в полной мере	Не обладают
Электрокинетические явления	Проявляются в полной мере	Проявляются слабо
Оптические явления	Проявляются в полной мере	В основном поглощают свет
Адсорбция и образование ДЭС	Имеет место	Имеет место

Золи - это седиментационно-устойчивые системы. Жидкая дисперсионная среда золей позволяет молекулярно-кинетическим явлениям проявиться наиболееинтенсивно. Суспензии, наоборот, седиментационно - неустойчивы; молекулярно-кинетические явления их выражены слабо. Они не обнаруживают осмотического давления, броуновского движения, не способны к диффузии При одной и той же массовой концентрации удельная поверхность частиц золя значительно превышает удельную по­верхность частиц суспензии, что обусловливает интенсивность всех поверхностных явлений.

Особенно резко различаются оптические свойства золей и суспензий. Золи способны рассеивать свет по закону Рэлея, а суспензии преимущественно поглощают свет, проявляют мутность в боковом и проходящем свете.

3оли могут быть лиофильными и лиофобными. К лиофобным агрегативно неустойчивым относятся гидрозоли платины, золота, серебра и сульфидов.

Гидрофильными агрегативно устойчивыми золями являются мицеллы коллоидных ПАВ, красители.

Общие свойства золей и суспензий определяются границей раздела фаз Т-Ж, на которой происходят адсорбционные процессы и образуется двойной электрический слой. Больший размер частиц суспензий по сравнению с размером частиц золей приводит к тому, что электроосмос и потенциал течения для суспензий выражен слабо, а электрофорез практически невозможен. Под действием электролитов суспензии коагулируют.

В суспензиях в большей степени, чем у золей наблюдаются явления тиксотропиииреопексии. Тиксотропные свойства глинистых суспензий используются при бурении скважин для предупреждения заклинивания инструментов.Реопексия– это явление структурообразования при вращении за счет ориентации частиц суспензии в центробежном поле. Для них также характернафильтрация, флотация, кольматация. Фильтрация суспензий определяется способностью к образованию фильтрующих осадков. Кольматация– это явление "вмывания" мельчайших частиц ила или глины в поры грунта для уменьшения водопроницаемости. В концентрированных устойчивых суспензиях, в которых нет контакта между частицами, наблюдаетсядилатансия. Это явление противоположное тиксотропии. Дилатантные среды проявляют высокое сопротивление течению при высоком давлении и низкое при низком