Дисперсные системы
Дисперсная система - гетерогенная система из двух или более веществ, в которой одно (или несколько) вещество измельчено и распределено в объёме другого.
Измельченное и распределённое вещество – дисперсная фаза. Вещество, образующее сплошную среду – дисперсная среда.
Для дисперсных систем характерны:
- раздробленность
- гетерогенность
Дисперсные системы классифицируют:
(Ф/с):
Г/т – пенопласт Г/ж – коктейль
Ж/г –туман, аэрозоли Ж/ж – крем,эмульсия
Ж/т –почва Т/г – пыль, дым
Т/ж–пасты, суспензии, золи
Т/т – минералы, композиционные материалы
В зависимости от размера частицы различают:
1) D > 10-3 см – грубодисперсные (оптическое устройство не нужно).
При дисперсии Т/ж – суспензия или взвеси( глина - вода, порошок- вода ...).
2) D = 10-3 – 10-5 см – микрогетерогенные (нужен обычный микроскоп).
При дисперсии Т/воздух – аэрозоль ( дым, пыль...).
При дисперсии Ж/воздух – аэрозоль (туман, облака).При дисперсии Ж/ж –эмульсия (масло- вода, молоко..).
3)D = 10-5 - 10-7 см – коллоидные (нужен ультрамикроскоп).
При дисперсии Т/ж –золь ( клей, крахмал в воде, желатин в воде при высоких Т…).
При дисперсии Т/ж образуется гель - твердообразное, студенистое тело, способное сохранять форму, обладающее упругостью и пластичностью (раствор желатина в воде при низких Т).
1,2 типы - неустойчивы, легко разделяются механически.
3 - более устойчивы, при длительном хранении могут разлагаться.
При D < 10-7 см – поверхность раздела исчезает, имеем гомогенную систему – истинный раствор.
Наиболее распространенными являются коллоидные системы К.С.
Так, например, при сварке стали под водой образуется красно-коричневое облако коллоида (т/ж). Fe испаряется, затем конденсируется и реагирует с водой:
Fe + 3 H2O →Fe (OH)3 + 3H2
Мельчайшие частицы Fe(OH)3 объединяясь, приобретают огромную поверхность, на которой адсорбируются ионы из воды (одного знака) и образуется ядро коллоидной частицы. В целом, коллоидная частица содержит и некоторое количество притянутых из раствора противоионов с молекулами растворителя. Образуется золь, мешающий сварке.
Коллоидные системы обладают особыми кинетическими, электрическими и оптическими свойствами.
Так, для К.С. характерна продолжительная кинетическая устойчивость в результате наличия заряда. Процесс потери устойчивости К.С. за счет укрупнения частиц - коагуляция (ее осуществляют, в основном, за счет введения в систему противоинов по отношению к заряженным коллоидным частицам).
В электрическом поле д.с. и д.ф. перемещаются в сторону электродов противоположного знака. Движение частиц д.ф.-электрофорез, а движение частиц д.с. – электроосмос.
При освещении прозрачной коллоидной системы, находящейся в темноте пучком сходящихся световых лучей в жидкости возникает светящийся конус, из-за способности частиц д.ф. рассеивать свет (эффект Тиндаля).
Эффект Тиндаля дает возможность отличить коллоидные растворы от истинных, светорассеивание которых для глаз незаметно.
Дисперсные системы широко используют:
в технологии энергомашиностроения( СОЖ-эмульсии из масла в воде, суспензии абразивных материалов и др.),
для осушки газов и поглощения паров (силикагель и алюмогель, обезвоженные при выс. Т) и др.
Поскольку в коллоидном состоянии в живых организмах находятся кровь, лимфа, внутриклеточная жидкость, то в медицине используют электрофорез для введения лекарств.
Природные воды и дымовые газы, содержащие примеси К.С. подвергаются при очистке коагуляции.
РАСТВОРЫ