27.5. Грубодисперсные системы

К грубодисперсным системам относятся суспензии, эмуль­сии, пены, порошки, аэрозоли. Размеры частиц дисперсной фа­зы в грубодисперсных системах 10^-6-10^-4 м, и в отличие от ультрамикрогетерогенных систем, к которым относятся колло­идные растворы, их называют микрогетерогенными системами.

Грубодисперсные системы широко распространены в природе и имеют большое значение в биологической и медико-санитарной практике. Порошки и пасты (высококонцентрированные суспен­зии), мази и кремы (концентрированные эмульсии) используются для лечения различных заболеваний кожи и других органов. Аэ­розоли широко применяются для введения лекарственных пре­паратов в организм через дыхательные пути. С другой стороны, некоторые аэрозоли, содержащиеся в окружающей человека сре­де, оказывают вредное воздействие на его организм. Так, биоаэ­розоли вирусов и микроорганизмов, а также пыльцы и спор не­которых растений способствуют распространению инфекционных и аллергических заболеваний у людей и животных.

27.5.1. Суспензии

Суспензиями называются микрогетерогенные дисперс­ные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость, а дисперсная фаза представлена твердыми частицами с размерами 10^-6-10^-4 м.

Суспензии отличаются от коллоидных растворов (золей) значи­тельно большими размерами частиц дисперсной фазы, и этим обу­словлена разница в их свойствах. Относительно крупные частицы дисперсной фазы в суспензиях практически не подвержены бро­уновскому движению, и поэтому они не проявляют способность к диффузии, а также не способствуют явлению осмоса в системе.

Суспензии отражают видимый свет: при прямом освещении они мутны, в то время как коллоидные растворы при прямом освещении прозрачны.

Суспензии являются седиментационно неустойчивыми сис­темами вследствие относительно крупных размеров частиц, ко­торые оседают или всплывают в зависимости от соотношения плотностей дисперсионной среды и дисперсной фазы. В то же время удельная поверхность раздела фаз, а значит, и свободная поверхностная энергия в суспензиях существенно меньше, чем в золях (при одинаковой массовой концентрации дисперсной фазы в обеих системах). Агрегативная устойчивость суспензий обеспечивается, как и у коллоидных растворов, расклиниваю­щим давлением в тонких слоях жидкости между частицами.

В лиофильных суспензиях из-за наличия сродства дисперс­ной фазы к дисперсионной среде на поверхности частиц обра­зуются " сольватные оболочки, препятствующие их слипанию, поэтому нет надобности вводить стабилизатор. Примером таких систем может служить суспензия целлюлозных волокон или зерен крахмала в воде.

В лиофобных суспензиях необходимо присутствие стабили­затора, роль которого могут играть ионы электролитов в малых концентрациях, а также ПАВ или ВМС, которые, адсорбируясь на твердых частицах, лиофилизируют поверхность раздела фаз и поэтому оказывают стабилизирующий эффект.

В медицинской практике при лечении ряда кожных заболева­ний используют суспензии, содержащие кальциевые, магниевые, цинковые и другие препараты, а также пасты - предельно концен­трированные суспензии. Высокая концентрация дисперсной фазы в гостах препятствует свободной седиментации частиц, и этим обеспечивается устойчивость паст и длительность их хранения-Сусзензии ядохимикатов, пестицидов, минеральных удобрений применяют в сельском хозяйстве. Многие продукты питания пред-ста!ляют собой суспензии и пасты.