46 Вопрос.

К грубодисперсным системам относятся:

-суспензии,

-эмульсии,

-пены.

Суспензиям в силу низкой дисперсности частиц нехарактерен конус Тиндаля.

К суспензиям относятся:

-многие масляные краски,

-шлифовальные, полировальные пасты,

-глиняные , известковые, цементные растворы.

Без стабилизатора суспензии существовать не могут.

Чтобы суспензии существовали, необходимо одно из двух условий:

-либо они являются гидрофильными системами, в которых стабилизатором является гидратная оболочка вокруг частиц дисперсной фазы,

-либо они являются гидрофобными системами, в которых стабилизатором, как правило, является поверхностно – активное вещество, которое, адсорбируясь на поверхности частицы, понижает поверхностную энергию.

Эмульсия – две взаимно нерастворимые жидкости. Одна жидкость находится в виде отдельных капелек и является дисперсной фазой, другая образует непрерывную фазу и является дисперсионной средой. Как правило, нерастворимые в воде жидкости называются маслами.

Если дисперсной фазой является масло, а дисперсионной средой - вода, то такая эмульсия называется "масло в воде" и обозначается м/в. Такая эмульсия считается прямой системой.

Если дисперсной фазой является вода, а дисперсионной средой масло, то эмульсия называется "вода в масле", обозначается в/м и считается обратной системой.

При определённых условиях прямая и обратная эмульсии способны переходить друг в друга. 

Чтобы эмульсия существовала, необходим стабилизатор, который в данном случае называется эмульгатором. Эмульгаторами служат поверхностноактивные вещества: Поскольку эмульсия - неустойчивая система, в качестве поверхностноактивного вещества иногда используют не жидкости, а высокодисперсные порошки. Эти порошки, располагаясь на границе раздела фаз, придают эмульсии механическую прочность.

Пена - ещё одна грубодисперсная система.

В пенах тоже используются стабилизаторы, которые в данном случае называются пенообразователями. Это тоже поверхностноактивные вещества.

Пены имеют три основных характеристики:

-пенистость - отношение объёма газовых пузырьков к общему объёму жидкостных прослоек; 

-толщина жидкостных прослоек; 

-устойчивость пен, характеризующаяся временем жизни пены, т.е. временем с момента возникновения пены и до момента её исчезновения.

Как и для эмульсий, для пен часто используют высокодисперсные порошки для придания пенам механической прочности. Пены очень важны для очистки самых разных веществ и поверхностей, а также при процессе флотации, т.е. обогащении различных руд и веществ.

47вопрос.

Коллоидные системы (коллоиды, др.-греч. κόλλα — клей и εἶδος — вид; «клеевидные») — дисперсные системы, промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными системами — взвесями. Или это система, в которой дискретные частицы, капли или пузырьки дисперсной фазы, имеющие размер хотя бы в одном из измерений от 1 до 100 нм, распределены в другой фазе, обычно непрерывной, отличающейся от первой по составу или агрегатному состоянию и именуемой дисперсионной средой.

Размеры коллоидных частиц варьируются в пределах от 0.001 до 0.1 мкм. В свободнодисперсных коллоидных системах (дымы, золи) частицы не выпадают в осадок.

Основные свойства

-Коллоидные частицы не препятствуют прохождению света.

-В прозрачных коллоидах наблюдается рассеивание светового луча (эффект Тиндаля).

-Дисперсные частицы не выпадают в осадок — Броуновское движение поддерживает их во взвешенном состоянии.

Способы получения коллоидных систем

Существует две группы методов получения коллоидных систем: 1) конденсационные; 2) диспергационные. Конденсационные методы основаны на образовании новой фазы в условиях пересыщенного состояния веществ; при этом система из гомогенной превращается в гетерогенную. Конденсационный процесс включает в себя две стадии: 1) образование центров конденсации (зародышей); 2) рост зародышей. Доказано, что самопроизвольное образование зародышей за счет удачного столкновения молекул маловероятно. Зародыши образуются на уже имеющихся поверхностях раздела (пылинки или другие чужеродные частицы). В тщательно очищенных системах образование новой фазы не происходит даже при очень высоких степенях пересыщения. Рост зародышей происходит в результате отложения их на поверхности вещества из пересыщенной системы. Размер образующихся частиц коллоидной системы и полидисперсность этой системы зависит от соотношения скоростей образования зародышей и их роста. Для образования монодисперсной коллоидной системы скорость образования зародышей (v₁) должна быть велика, а скорость их роста (v₂) мала. Факторы, влияющие на скорость отдельных стадий процесса: - растворимость дисперсной фазы в дисперсионной среде – чем она меньше, тем больше v₁ и меньше v₂ , то есть образуется мелкодисперсная система; - концентрация дисперсной фазы в системе: а) при малых концентрациях образуется мелкодисперсная система (коллоидный раствор), v₁ > v₂,  т.к. v₂ мала; б) при больших концентрациях тоже образуется мелкодисперсная система (гель), v₁ > v₂ ,  т.к. v₁ велика; в) при средних концентрациях образуется крупнодисперсная система, v₁ ≈ v₂ ; - температура: при повышенных температурах образуются мелкие кристаллы, при низких – более крупные аморфные образования; - присутствие веществ, препятствующих образованию зародышей, или тормозящих их рост (механизм действия – адсорбционный); - необходимым условием получения коллоидных систем является наличие стабилизатора. Виды конденсационных методов: 1) физические процессы, протекающие при охлаждении системы: кристаллизация (образование твердой фазы в жидком растворе); конденсация (превращение паров в жидкость); десублимация (переход из газовой фазы в твердую).  2) химические процессы (реакции обмена, окисления, гидролиза и др.)

AgNO_3(p) + KI_(p) = Ag I_(т) + KNO₃ образуется гидрозоль NH_3(г) + HCl_(г) = NH₄Cl_(т)  образуется дым SO_3(г) + H₂O_(г) = H₂SO_4(ж) образуется туман Диспергационные методы основаны на измельчении (диспергировании) грубых частиц и распределении их в объеме дисперсионной среды. В зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы диспергирование достигается: 1) в случае твердой фазы – механическим измельчением с последующим перемешиванием в жидкой среде или распылением в газовой;  2) в случае жидкой фазы – интенсивным перемешиванием или разбрызгиванием с помощью специальных устройств; 3) в случае газовой фазы - барботажем через слой жидкости. Методы диспергирования обычно значительно уступают методам конденсации по дисперсности полученных систем (а ≥ 10^-6 м). Метод пептизации – переход в коллоидный раствор осадков, образующихся при коагуляции. Пептизация может происходить в результате промывания осадка или под действием специальных веществ – пептизаторов. Пептизация происходит за счет удаления из осадка коагулирующих ионов или в результате адсорбции пептизатора коллоидными частицами осадка. Явление пептизации имеет большое значение в технике при переведении различных осадков в коллоидные растворы. Однако иногда оно играет отрицательную роль, затрудняя технологические процессы.