Основные признаки дисперсных систем

Дисперсными системами называют системы, состоящие из частиц одной фазы, распределенных в другой.

Измельчение вещества одной фазы в другой называют диспергированием.

Понятие “дисперсный” происходит от латинского “dispersus”- раздробленный.

Это может быть твердое вещество, измельченное в жидком или газообразном.

Фазу, состоящую из частиц раздробленного вещества, называют дисперсной фазой, а среду, в которой распределены частицы – дисперсионной средой.

Любая дисперсная система, независимо от агрегатного состояния вещества, состоит из дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Одним из характерных признаков дисперсной системы является гетерогенность, которая указывает на наличие межфазной поверхности.

Дисперсные системы имеют сильно развитую межфазную поверхность.

Ко второму признаку дисперсных систем относится размер частиц или величина, ему обратная – дисперсность. Чем меньше размер частиц, тем больше дисперсность.

Таким образом, для всех дисперсных систем характерны два основных признака:

1. Дисперсность, т.е. высокая раздробленность;

2. Гетерогенность (неоднородность), система состоит

из 2-х и более фаз.

С уменьшением размера частиц при дроблении вещества увеличивается удельная поверхность, т.е. поверхность, приходящаяся на единицу объема дисперсного вещества.

Данные табл. 1.1 показывают, как изменяется удельная поверхность 1см³ вещества при дроблении его на частицы (кубики) меньшего размера.

Таблица 1.1

Изменение удельной поверхности

при дроблении 1см³ вещества

Длина грани кубика, см	Число кубиков	Удельная поверхность, см2
1	1	6
1·10-1(1мм)	1·103	60
1·10-3	1·109	6·103
1·10-5(0,1мкм)	1·1015	6·105
10·10-7(1нм)	1·1021	6·107

Дисперсионная среда	Дисперсная фаза	Условное обозначение	Название системы и примеры
Твердая	Твердая Жидкая Газообразная	Т/Т Ж/Т Г/Т	Твердые гетерогенные системы: минералы, сплавы, бетон, цветные смеси, композиционные материалы. Капиллярные системы: почвы, грунты, жидкость в пористых телах, опал, жемчуг, хризокола. Пористые тела: пемза, силикагель, активные угли.
Жидкая	Твердая Жидкая Газообразная	Т/Ж Ж/Ж Г/Ж	Суспензии и золи: пасты, взвеси, ил, пульпа. Эмульсии: нефть, кремы, молоко. Газовые эмульсии: пены.
Газообразная	Твердая Жидкая Газообразная	Т/Г Ж/Г Г/Г	Аэрозоли: (пыли, дымы), порошки. Аэрозоли: туманы, облака. Коллоидные системы отсутствуют.

Благодаря высокой удельной поверхности дисперсных систем, в них наиболее сильно проявляются поверхностные явления, протекающие на границе раздела фаз и определяющие их особые свойства.

Особенно важной характеристикой коллоидной системы служит удельная поверхность дисперсной частицы: отношение поверхности частицы к ее объему.

Другими словами, основной признак коллоидной системы состоит в размерном факторе.

К коллоидным системам относят такие, у которых поперечный размер частицы (для сферических – диаметр, а для частиц, имеющих форму куба – ребро куба) находятся в пределах 1-100 нм (10^-7-10^-5 см).

Верхний предел обусловлен тем, что при дальнейшем дроблении частицы в системе будут находится уже отдельные молекулы, а не их агрегаты т.е. теряется свойство фазы.

Нижний предел дисперсности определяется снижением интенсивности теплового движения частиц с поперечным размером более 100 нм.