Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
К / Презентации / презентация - коллоидная химия.pptx
Скачиваний:
1
Добавлен:
13.01.2026
Размер:
233.24 Кб
Скачать

Таким образом, самые важные и неотъемлемые черты всякой дисперсной системы – гетерогенность и

высокая дисперсность – полностью определяют свойства и поведение этих систем.

Одной из центральных проблем коллоидной химии является рассмотрение изменения свойств по мере увеличения степени раздробленности (дисперсности) дисперсной фазы. Говоря о раздробленности, необходимо знать ее количественную характеристику.

основные характеристики являются количественной

мерой раздробленности вещества

1. Характеристический размер частиц – a; [см, м].

Для сферических частиц это диаметр сферы d, для кубических –

ребро куба l. Для определения размеров частиц неправильной формы существует несколько способов (. Причем иногда удобно пользоваться микрофотографиями частиц и определять их размер по диаметру Мартина (линия, которая делит площадь проекции частицы на две части) или с помощью прозрачных шаблонов, где d соответствует диаметру окружности, которая имеет то же поперечное сечение, что и частицы.

2.Дисперсность (раздробленность) – D.

Это величина, обратная характеристическому размеру частиц:

D = 1/a; [см–1, м–1].

3.Удельная поверхность – S уд.

Это площадь межфазной поверхности, отнесенная к единице объема дисперсной фазы или ее массы.

Как влияет геометрия частиц на величину площади удельной поверхности

Пусть материал с плотностью ρ существует в виде цилиндрических

частиц с радиусом R и длиной L. Площадь каждой цилиндрической

частицы равна сумме площадей двух оснований и поверхности

цилиндра:

S = 2πR2 + 2πRL

.

Объем каждой цилиндрической частицы равен πR2L, а ее масса –

ρπR2L .

Для ансамбля из n частиц суммарная площадь, поделенная на

суммарную массу, и даст удельную поверхность:

S = n(2πR2 + 2πRL) / ρπR2L = 2/ρ( 1/L + 1/R)

Следующим вариантом классификации дисперсных систем является классификация по числу характеристических

размеров или по геометрической форме частиц дисперсной фазы

-трехмерные или корпускулярные (твердые частицы, капли,пузыри): пыль, туман, почва, растворимый кофе, эритроциты в плазме крови, яичный белок, муть в природных водах, вирусы, бактерии;

- двумерные или фибриллярные (нити, поры, волокна): паутина,волосы, тонкие поры в угле, хлебобулочных изделиях, капилляры,нервные клетки, мышечные волокна;

-одномерные или ламинарные (пленки): пленки нефти или маслана воде, защитные пленочные покрытия на металлах, «просветляющие»оптику пленки, тонкие полимерные пленки (мембраны), в том числе клеточные мембраны.

дисперсные системы состоят из

дисперсной фазы и дисперсионной среды. При этом необходимым условием

существования дисперсных систем является нерастворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде

лиофильные (гидрофильные, если ДС – вода): мицеллярные растворы ПАВ, критические эмульсии, микроэмульсии, водные растворы некоторых природных ВМС, например, белков (желатина, яичного белка), полисахаридов (крахмала). Для них характерно сильное взаимодействие частиц ДФ с молекулами ДС. В предельном случае наблюдается полное растворение. Лиофильные дисперсные системы образуются самопроизвольно вследствие процесса сольватации. Термодинамически агрегативно устойчивы. Возрастание энергии в процессе диспергирования, связанное с увеличением поверхности, компенсируется уменьшением энтропии в процессе сольватации и ростом энтропии за счет участия частиц в поступательном броуновском(тепловом) движении.

Термодинамически агрегативно устойчивы, т.е.устойчивы в отношении образования агрегатов коллоидных частиц.

Процесс слипания коллоидных частиц называют коагуляцией, а в случаечастиц жидкости –

коалесценцией. В более широком смысле термин «коагуляция» используется для обозначения явления потери золямиустойчивости, т.е. полного разделения фаз в золе;

лиофобные (гидрофобные, если ДС – вода): эмульсии, суспензии,

золи. Для них характерно слабое взаимодействие частиц ДФ с молекулами ДС. Самопроизвольно не образуются, для их образования необходимо затратить работу. Термодинамически агрегативно неустойчивы (т. е. имеют тенденцию к самопроизвольной агрегации частиц дисперсной фазы), их относительная устойчивость (так называемая метастабильность) обусловлена кинетическими факторами

(т. е. низкой скоростью агрегации).

Взаимодействие частиц дисперсной фазы при выделении классификационных типов дисперсных систем

В соответствии с кинетическими свойствами дисперсной фазы различают свободнодисперсные и

связнодисперсные системы.

Выделяют также разбавленные и концентрированные системы. В связнодисперсных системах одна из фаз структурно закреплена (между частицами реализуется взаимодействие, они «связаны» друг с другом), и ее частицы не могут перемещаться свободно. В свободнодисперсных системах частицы обособлены и участвуют в тепловом движении и диффузии. В разбавленных связнодисперсных системах частицы

образуют сплошную пространственную сетку (дисперсную структуру) – возникают гели.