Билет 1. Понятие о дисперсности, дисперсных системах и поверхностных явлениях.

Определение дисциплины включает в себя два понятия: дисперсные системы и поверхностные явления.

Дисперсность D (раздробленность) вещества - это величина обратная линейному размеру частиц  :

, (1.1)

где  - длина ребра куба или диаметр частицы.

Дисперсные системы - это двух- или в общем случае многофазные гетерогенные системы, в которых хотя бы одна из фаз представлена очень малыми частицами, размеры которых, однако, превосходят молекулярные.

Дисперсная система состоит из дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Дисперсная фаза - это та фаза дисперсной системы, которая раздроблена до мельчайших частиц.

Дисперсионная среда - это фаза, в которой распределено раздробленное вещество.

Дисперсные системы являются телами с высокоразвитой поверхностью. (Сыпучие и пористые материалы, почва, растительный и животный мир, суспензии, пасты, пены, эмульсии, кожа,)

Дисперсные системы имеют несколько фаз, причем хотя бы одна фаза в этих системах раздроблена. Это означает, что они имеют поверхность раздела, то есть являются гетерогенными. Раздробленность или дисперсность фаз приводит к резкому увеличению поверхности раздела, даже к появлению огромной поверхности, и все, что происходит на этой поверхности является определяющим для свойств дисперсной системы. Особые свойства поверхности, связаны, с избытком энергии. сосредоточенной в поверхностном слое. Эта избыточная энергия приводит к возникновению поверхностных явлений.

Поверхностные явления - это явления, происходящие на поверхности, в межфазном поверхностном слое.

Классификация дисперсных систем.

В основу классификации могут быть положены размеры частиц, агрегатное состояние фаз, форма частиц дисперсной фазы - это все общие признаки, характерные для всех систем. .Существуют и частные, справедливые не для всех систем. Классификация по характеру взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды, классификация по кинетическим свойствам фаз и др.

1.3.1. Классификация по дисперсности

ДИСПЕРСНОСТЬ
Молекулярная	Высокая или ультрамикрогете-рогенная	Средняя или микрогетероген-ная	Грубая
=10-10-10-9 м	=10-9-10-7 м	=10-7-10-5 м	10-5
Истинные растворы-гомогенные системы, не имеющие повер-хности раздела. Sуд=0	Ультрамикрогете-рогенные или коллоидные системы с высоко-развитой поверх-ностью раздела. Золи: твердые золи, лиозоли, аэрозоли. Sуд1000 м2/г	Микрогетероген-ные системы с меньшей поверхностью раздела Sуд1м2/г Суспензии, эмульсии, пены, порошки. Имеют большое значение в химической технологии	Наиболее распространенные системы. Строительные материалы – песок, щебень, бетон и т.д.
Изучаются в кур-се физической хи- мии	Изучаются в курсе "Поверхностные явления и дисперсные системы"

1.3.2. Классификация по агрегатному состоянию фаз

Основанная на различии в агрегатном состоянии дисперсной фазы и дисперсионной среды. Три агрегатных состояния фаз (Т, Ж, Г) позволяют иметь девять типов дисперсных систем. Дисперсные системы обозначаются дробью, числитель которой указывает на агрегатное состояние дисперсной фазы, а знаменатель - дисперсионной среды

Дисперсная фаза	Дисперсионная среда
	Т	Ж	Г
Т	Т/Т-твердые колло-идные растворы (горные породы, стройматериалы, сплавы, пластмассы)	Т/Ж – золи  гели (высокодисперсные) суспензии  пасты (грубодисперсные)	Т/Г - пыль, дым, порошок, туман Аэрозоли
Ж	Ж/Т – капиллярные системы (почва, жи-вые клетки, адсорбе-нты)	Ж/Ж – эмульсии (молоко, нефть, кремы, латекс)	Ж/Г - туман, облака Аэрозоли
Г	Г/Т – пористые тела (адсорбенты, уголь, пемза, пенобетон, пенопласт)	Г/Ж –пены, газовые эмульсии	Г/Г – гомогенные сис-темы (нет поверхнос-ти раздела) Дисперсная система отсутствует

Кроме простых дисперсных систем могут быть и сложные, содержащие две, три и более дисперсных фаз или дисперсионных сред. Например, система Т, Ж / Г содержит две дисперсные фазы и называется смогом.

1.3.3. Классификация по форме частиц дисперсной фазы

трехмерные, в которых дисперсность определяют все три измерения; для них Sуд=6D;

двухмерные - нити, волокна, капилляры, поры, в которых одно измерение - длина не влияет на дисперсность ; для них Sуд=4D;

одномерные - мембраны, пленки, в которых только одно измерение - толщина пленки определяет дисперсность, а два других измерения только характеризуют габариты тела; для них Sуд=2D.