Класифікація за агрегатним станом фаз

Кожна із фаз може бути в трьох агрегатних станах: газоподібному, рідкому, твердому. Тому залежно від агрегатного стану дисперсної фази та дисперсійного середовища для двохфазних систем можливі такі 9 комбінацій дисперсних систем:

Таблиця 2.1.

№ п/п	Дисперсна фаза – Дисперсійне середовище	Назва системи	Приклади
1.	Тверде тіло - Рідина	Золі, суспензії	Врівноважені частинки в природних водах, фруктові соки, томатна паста, розтоплений шоколад, цукеркові маси, золі металів, бактерії
2.	Рідина - Рідина	Емульсія	Молоко, соуси, маргарин, майонез, харчові креми, десерти, фарби, мастила, латекси, сира нафта
3.	Газ - Рідина	Піни	Мильна піна, протипожежні піни, напівпродукти бродильних виробництв, шипучі напої, ігристі вина, пиво, шампанське
4.	Тверде тіло – Тверде тіло	Тверді колоїдні розчини	Сплави металів, мінерали, м’ясо, риба, ковбаса, шоколадні маси
5.	Рідина – Тверде тіло	Пористі тіла	Адсорбенти, вологі ґрунти, жива тканина, жирові включення в тісто і кондитерські маси
6.	Газ – Тверде тіло	Пористі тіла	Селікагелі, пемза, активоване вугілля, хлібобулочні вироби, сир, пастила, зефір
7.	Тверде тіло - Газ	Аерозолі	Дим, пил, борошно, крупи, крохмаль, сухе молоко, розчинна кава, какао-порошок
8.	Рідина - Газ	Аерозолі	Хмари, тумани, сировина (зерно, плоди, овочі)
9.	Газ - Газ	Атмосфера Землі. Колоїдні системи неможливі

Системи з газовим дисперсійним середовищем незалежно від природи газу називають аерозолями.

Системи з рідким дисперсним середовищем називають ліозолями. В залежності від природи рідини ліозолі ділять на гідрозолі (дисперсійне середовище – вода), органозолі (дисперсійне середовище – органічна рідина), які в свою чергу, діляться на алкозолі, бензозолі, етерозолі тощо. Дисперсіним середовищем в них, відповідно, є спирт, бензен, етер.

Колоїдні системи типу газ /газ неможливі, але блакитний колір неба можна пояснити лише гетерогенністю того газового середовища, що над нами. Якби воно було однорідним, без флуктуацій густини, то ми бачили б чорне небо.

Незвичним для нас випадком гомогенної дисперсної системи є «місячний пил» (з лінійними розмірами частинок α від 1 до 100 мікрон), оскільки в Місяця відсутня газова атмосфера.

Класифікація по міжфазній взаємодії

Залежно від характеру взаємодії між речовинами дисперсної фази та дисперсійного середовища, що виникає внаслідок дії міжмолекулярних сил на межі розділу фаз, дисперсні системи поділяють на ліофільні (грецьк. той що любить розчинення) та ліофобні (боятися розчинення).

Поняття ліофобності дисперсних систем розглядається як синонім їх термодинамічної нестійкості. Для ліофобних систем характерна слабка взаємодія речовини дисперсної фази з середовищем. Зміни, які відбуваються в ліофобних системах, як правило, необоротні. Такі системи термодинамічно нестійкі і вимагають спеціальних методів стабілізації. До них відносяться більшість дисперсних систем - ліозолі, аерозолі, емульсії, піни. Але термодинамічна нестійкість мало говорить про кінетику «вмирання» тієї або іншої системи; наприклад, ультрамікрогетерогенні ліофобні системи можуть існувати десятиріччями.

Ліофільні золі відрізняються досить сильною міжмолекулярною взаємодією речовин фази і середовища з утворенням сольватних (гідратних) оболонок з молекул речовини, дисперсного середовища. Ці системи термодинамічно стійкі, дисперсна фаза в таких середовищах може самочинно диспергуватися. Так мила, деякі глини самочинно утворюють колоїдні розчини у воді. А подрібнення цієї самої глини в бензині чи часі самочинно не відбувається. Треба витратити механічну енергію, щоб одержати ліофобний колоїд. Якщо дисперсійним середовищем є вода, то такі системи поділяються на гідрофільні та гідрофобні.

ДИСПЕРСНІ СИСТЕМИ

ЛІОФІЛЬНІ –(грец. – люблять розчинятися)

Характерні особливості:

• сильна міжмолекулярна взаємодія речовин фази і середовища з утворенням сольватних (гідратних) оболонок з молекул речовини дисперсного середовища;

• термодинамічно стійкі;

• дисперсна фаза в таких середовищах може самочинно диспергуватися;

• речовини з іонними кристалічними гратками;

• речовини з полярними групами (-ОН; -СООН; -NО₂ тощо)

Приклади:

Силікати, сульфати, фосфати, глини, мила, будівельні матеріали

ЛІОФОБНІ - (грец. – бояться розчинятися)

Характерні особливості:

• речовина дисперсної фази слабо взаємодіє з дисперсійним середовищем;

• термодинамічно нестійкі;

• вимагають спеціальних методів стабілізації;

Приклади:

Ліозолі, аерозолі, емульсії, піни, метали, розчини крохмалю, желатину, агар-агару

Треба витратити механічну енергію, щоб одержати ліофобний колоїд

У ліофільних систем спостерігається більш сильна взаємодія молекул дисперсної фази з середовищем, ніж між молекулами однієї фази. Ліофільними вважаються термодинамічно стійкі дисперсні системи, що перебувають у стані термодинамічної рівноваги. Отже, диспергування в даному рідкому середовищі є процесом самодовільним, енергетично вигідним (∆G_дисп. < 0). У такому випадку процес утворення дисперсної системи повинен бути оборотним. Наприклад, якщо після випаровування розчинника він знову буде доданий у тій же кількості, то дисперсна система, яка виникне, нічим не буде відрізнятися від первинної.