Дисперсные системы
Дисперсные системы состоят из двух или более компонентов. Один из компонентов представляет собой непрерывную фазу и называется дисперсионной средой, все другие вещества относятся к дисперсной фазе. Частицы дисперсной фазы равномерно диспергированы, т.е. распределены [лат.< dispersus рассеянный] в дисперсионной среде. Схематично дисперсная система представлена на рис. 3.20.
Если частицы дисперсной фазы представляют собой отдельные молекулы, атомы или ионы, то система будет гомогенной. Примером таких систем могут служить истинные растворы или смеси газов. В гетерогенных дисперсных системах частицы фазы представляют собой более крупные агрегаты ( но не более 0,1 мм) и, самое главное, отделены от дисперсионной среды границей раздела фаз.
Дисперсионная
среда
Дисперсная
фаза
Рис. 3.20 ─ Схема дисперсной системы
Классификация дисперсных систем
Основными признаками, по которым классифицируют дисперсные системы:
Под дисперсностью понимают величину, обратную среднему размеру частиц дисперсной фазы, классификация дисперсных систем по данному признаку представлена в табл. 3.10. Гетерогенные дисперсные системы (ГДС) имеют размер частиц дисперсной фазы 10 –4…10 –9 м. Для получения ГДС частицы, имеющие больший размер (макротела) подвергают измельчению; атомы, молекулы и ионы соединяют (конденсируют) в более крупные агрегаты.
Таблица 3.10
Классификация дисперсных систем по размеру частиц дисперсной фазы
Средний диаметр частиц , м |
10-4 |
10-5...10-6 |
4·10-7...10-9 |
10-9 |
Классификация дисперсных систем |
грубо-дисперсные |
микрогете-рогенные |
коллоидные, наноcистемы |
истинные растворы |
Примеры |
взвеси |
суспензии, эмульсии |
золи, гели |
водные растворы электролитов и неэлектролитов |
Системы |
гетерогенные |
гомогенные |
||
В табл. 3.11 представлены типы дисперсных систем в зависимости от агрегатного состояния фазы и среды.
По характеру взаимодействия частиц дисперсной фазы между собой ГДС делятся на свободнодисперсные (золи), в которых такое взаимодействие мало. К свободнодисперсным системам относят аэрозоли, лиозоли, разбавленные суспензии и эмульсии. В связнодисперсных системах (гелях) частицы дисперсной фазы с участием дисперсионной среды связаны между собой силами межмолекулярного взаимодействия (рис. 3.21).
По степени молекулярного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды дисперсные системы подразделяют на лиофильные и лиофобные (рис. 3.21).
Лиофильный: в переводе с греческого означает «любящий растворение»; лиофобный – «боящийся растворения».
В лиофильных системах частицы дисперсной фазы взаимодействуют с молекулами дисперсионной среды, образуя сольватные оболочки. Если средой является вода, то говорят соответственно о гидрофильности, гидрофобности и гидратных оболочках. В грубо- и микродисперсных лиофобных системах частицы фазы фактически «выталкиваются» из дисперсионной среды.
Таблица 3.11
Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию фазы и среды
-
Фаза
Среда
Газ
Жидкость
Твёрдая
Газ
воздух, смесь газов
(система гомогенная)
аэрозоль
(туман, пар) (пыль, дым)
Жидкость
пена
(взбитые сливки,
мыльная пена)
эмульсия
(молоко, водо-
эмульсионные
краски
золь
(суспензии,
коллоидные
системы)
Твёрдая
твёрдая пена
(газосиликат,
пенобнтон)
(масло, желе,
минералы)
сплавы
с гетерогенной
структурой
Рис. 3.21 ─ Классификация дисперсных систем по видам взаимодействий