Лекция 17. ДисперснЫе систеМы

Коллоидное состояние характеризуется определенной дисперсностью (раздробленностью) вещества. Вещество в этом состоянии диспергировано до очень малых частиц или пронизано тончайшими порами; эти частицы и поры невидимы в оптическом микроскопе, но превышают по размерам обычные молекулы. Поскольку раздробленное вещество находится всегда в какой-либо среде, с которой оно в большей или меньшей степени взаимодействует, свойства его нельзя рассматривать в отрыве от этой среды. Следовательно, коллоидные или дисперсные системы состоят из двух (или более) фаз: дисперсной фазы (одной или нескольких) — совокупности частиц или пор и дисперсионной среды, т. е. являются гетерогенными. Таким образом, коллоиды — это не вещества (как считали раньше), а гетерогенные системы, содержащие вещества в высокодисперсном состоянии.

Дисперсные (коллоидные) системы (ДС) - гетерогенные системы, которые состоят из двух компонентов:

1. Дисперсной фазы (ДФ);

2. Дисперсионной среды (ДСр).

Дисперсная фаза – вещество (смесь веществ), которое находится в виде малоразмерных частиц или пор.

Дисперсионная среда - вещество или смесь веществ в котором распределена дисперсная фаза.

Кроме обычной для истинных растворов массовой или объёмной концентрацией компонентов дисперсные системы характеризует ряд специфических показателей:

Счётная концентрация – показывает число частиц дисперсной фазы (N_i) в единице объёма или массы ДС

N_i = N_Σ/V₀; [1/M³]

N_i = N_Σ/M₀; [1/КГ].

Р азмер частиц – либо средний размер частиц ДФ

Либо распределение частиц ДФ по размеру N_i = f(d_i).

Удельная поверхность (S₀) – поверхность межфазного контакта приходящаяся на единицу объёма или массы ДС;

Классификация дисперсных систем

Классификация дисперсных систем проводится по нескольким признакам

1.По дисперсности (размеру частиц дисперсной фазы):

2.По концентрации дисперсной фазы;

3.По агрегатному состоянию компонентов дисперсной системы;

4.По характеру взаимодействия компонентов дисперсной системы;

5.По природе дисперсионной среды.

По дисперсности различают:

Вид системы	Размер частиц или пор, м
Грубодисперсные системы(суспензии, эмульсии).	> 10-6
Системы промежуточной дисперсности(тонкие взвеси, дымы, пористые тела)	10-6 — 10-7
Высокодисперсные системы(собственно коллоиды)	10-7 — 10-9

По концентрации дисперсной фазы:

1.Низко концентрированные (золи);

2.Высоко концентрированные (гели).

По агрегатному состоянию компонентов дисперсной системы

Дисперсная фаза	Дисперсионная среда	Примеры дисперсных систем
Твердая	Газообразная	Табачный дым; пыль: цементная, сахарная, мучная
Твёрдая	Жидкая	Суспензия; холодное молоко, коллоидные растворы металлов
Твёрдая	Твердая	Металлические сплавы; искусственные драгоценные камни; цветные стекла
Жидкая	Газообразная	Аэрозоли: туман, облака; распыленные ор ганические вещества, газ в критическом состоянии
Жидкая	Жидкая	Эмульсии: горячее молоко, маргарин, сливочное масло; эмульсии масла в воде, воды в нефти, бензина в воде; некоторые кремы
Жидкая	Твердая	Природные минералы с жидкими включениями: жемчуг. опал и др
Газообразная	Жидкая	Различные пены; пивная, противопожарная и др.
Газообразная	Твердая	Твердые пены; пенопласты, пемза; активированный уголь; микропористая резина; ряд ионообменных смол

По характеру взаимодействия компонентов дисперсной системы

1. Лиофильные – ДС, в которых компоненты взаимодействуют между собой;

2. Лиофобные - ДС, в которых компоненты не взаимодействуют между собой.

По природе дисперсионной среды:

По природе вещества дисперсионной среды ДС системы могут быть:

Гидрозоли - низко концентрированные ДС, в которых дисперсионной средой является вода;

Гидрогели – высоко концентрированные ДС, в которых дисперсионной средой является вода;

Органозоли - низко концентрированные ДС, в которых дисперсионной средой является органическая жидкость. В зависимости от природы органической жидкости это могут быть бензозоли, кетозоли, альдозоли, …

Органогели; высоко концентрированные ДС, в которых дисперсионной средой является органическая жидкость.