Загальні властивості дисперсних систем

• Частинки дисперсної фази не проникають через пори напівпроникних мембран тваринного, рослинного або синтетичного походження

• Колоїдні системи термодинамічно нестійкі і не оборотні. Вони можуть самовільно розпадатися на фази і без затрати енергії їх не можна повернути у попередній стан. Це зумовлено значною вільною поверхневою енергією системи.

• Колоїдні системи характеризуються специфічними оптичними властивостями: розсіюють світло, оскільки розміри їх частинок одного порядку з довжинами хвиль видимого світла.

Із зменшенням розміру частинок при подрібненні речовини збільшується питома поверхня, тобто поверхня, що приходиться на одиницю об’єму диспергованої речовини.

Завдяки високій питомій поверхні дисперсних систем в них найбільш сильно проявляються поверхневі явища, що протікають на межі розподілу фаз і визначають їх особливі властивості.

При розмірах частинок, зщо складають декілька параметрів, дисперсні системи ще зберігають гетерогенність і їх питома поверхня досягає декількох тисяч м² на км³ дисперсної фази.

При такій великій питомій поверхні значна доля всіх молекул (або атомів) речовини дисперсної фази знаходяться на поверхні розподілу фаз.

Ці молекули володіють потенціальною енергією і з збільшенням дисперсності, а отже, і питомої поверхні, збільшується поверхнева енергія.

Поверхнева енергія, віднесена до одиниці площі поверхні - поверхневий натяг є в той же час і питомою вагою Гіббса (ізобарним потенціалом 1м² поверхні). Тому поверхнева енергія (ізобарний потенціал G) дисперсної системи при постійних температурі і тиску буде дорівнювати:

G = σ ∙ S,

де σ - поверхневий натяг;

S - площа поверхні.

З термодинаміки відомо, що самодовільно протікають процеси, які супроводжуються зменшенням ізобарного потенціалу, а також що системи з великим запасом енергії Гіббса термодинамічно нестійкі.

Більшість реальних тіл існує в колоїдному стані. Багато які з мінералів являють собою дисперсії твердих, а іноді рідких і газо­подібних частинок у твердому дисперсійному середовищі. Ці дисперсії утворилися при застиганні магми або в процесі оса­дження в океані. Річкова вода містить мінеральні та органічні речовини у вигляді частинок різної дисперсності. Грунт являє собою дисперсію різних мінералів та органічних речовин рос­линного і тваринного походження в колоїдному стані. Хмари, пил і дим також утворюють дисперсні системи. До дисперсних явищ також відносять явища, які спостерігаються в капілярах і вузьких порах. До дисперсних систем належать нафта, лаки, фар­би, мийні засоби, полімери, папір, тканини, молоко, масло та деякі інші продукти харчування. Нарешті, тіло людини містить гелі і розчини високомолекулярних сполук (ВМС), а кров скла­дається із золей, макромолекул і крапель емульсій. Згідно з кри­латим визначенням І. І. Жукова, «людина — ходячий колоїд».

Залежно від умов, у рідкому середовищі одна і та ж речовина може знаходитися як у вигляді істинного розчину, так і в колоїд­ному стані. Так, хлорид натрію у воді дає істинні розчини (дисо­ціюючи при цьому на іони Na⁺ і Сl^-), а у бензолі або ефірі мож­на приготувати колоїдні розчини NaC1. Сірка в етиловому спирті розчиняється з утворенням істинного розчину, колоїдні ж роз­чини сірки легко отримати у воді.