Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
учебноепособиепохимии / учебное пособие по химии.pdf
Скачиваний:
398
Добавлен:
14.05.2015
Размер:
2.32 Mб
Скачать

8. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

Вещества в диспергированном состоянии можно представить в виде совокупности большого числа мелких частиц. В дисперсной системе выделяют две фазы: непрерывную (дисперсионную среду) и прерывистую (дис-

персную фазу).

8.1. Классификация дисперсных систем

Дисперсные системы классифицируются по различным признакам.

По кинетическим свойствам дисперсной фазы различают свободно-

дисперсные системы, имеющие подвижную дисперсную фазу, и связнодисперсные системы, дисперсная фаза которых неподвижна.

Ксвободнодисперсным системам относятся бесструктурные системы,

вкоторых частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом в одну сплошную сетку и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде под влиянием броуновского движения или силы тяжести. Это приводит к тому, что такие системы не оказывают сопротивления сдвиговому усилию, обладают текучестью и всеми остальными свойствами, характерными для обычных жидкостей. К подобным системам относятся лиозоли, достаточно разбавленные суспензии и эмульсии, аэрозоли.

Ксвязнодисперсным системам относятся системы, в которых частицы связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил, образуя в дисперсионной среде своеобразные пространственные сетки или каркасы (структуры). Частицы такой структуры могут совершать только колебательные движения. Сюда относятся капиллярно-пористые тела, мембраны, гели (образовавшиеся из золей в результате потери ими устойчивости), студни, твердые растворы.

По дисперсности (размеру частиц дисперсной фазы l) системы подразделяются на следующие виды (табл. 8.1).

 

 

 

Таблица 8.1

Классификация дисперсных систем по размеру частиц

 

 

 

 

Название

Характер и размеры

 

Гетерогенность и

системы

частиц, м

 

устойчивость

Грубодисперсные системы (сус-

Крупные частицы, 10–5 – 10–7

Гетерогенны,

пензии, эмульсии, аэрозоли)

 

 

неустойчивы

Коллоидно-дисперсные системы

–7

–9

Микрогетерогенны,

(золи)

Коллоидные частицы, 10

– 10

довольно устойчивы

Истинные растворы

Молекулы, ионы, 10–10

 

Гомогенны,

 

 

 

устойчивы

Для любой гетерогенной системы удельная поверхность Sуд, т. е. поверхность S, приходящаяся на единицу массы m или объема диспергируемого вещества V, определяется по формулам

Химия. Учеб. пособие

-111-

8.ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

8.1.Классификация дисперсных систем

Sуд =

S

;

Sуд =

S

.

m

 

 

 

 

V

Степень раздробленности дисперсной системы может быть охарактеризована или поперечным размером частиц а, или обратной величиной 1/а,

называемой дисперсностью. Чем меньше размеры частицы, тем больше дисперсность и больше удельная поверхность системы. С ростом удельной поверхности увеличивается доля молекул или атомов, находящихся на поверхности раздела фаз и обладающих избыточной энергией, которую они приобрели в процессе диспергирования, следовательно, в дисперсных системах велика роль поверхностных явлений.

Наиболее общая классификация дисперсных систем основана на разли-

чии в агрегатном состоянии дисперсной фазы и дисперсионной среды и

позволяет выделить девять типов систем. Сокращенно тип записывается в виде дроби, числитель которой указывает на агрегатное состояние дисперсной фазы, а знаменатель – дисперсионной среды (табл. 8.2).

В общем случае все системы, отвечающие коллоидной степени дисперсности, принято называть золями. Поэтому системы Ж/Г и Т/Г имеют общее название аэрозоли, Г/Ж, Ж/Ж, Т/Ж – лиозоли. В зависимости от природы дисперсной среды лиозоли называют гидрозолями, алкозолями, бензозолями и др.

Таблица 8.2

Типы дисперсных систем

Дисперсная

Дисперсион-

Условное

обозначение

фаза

ная среда

системы

 

 

Твердая

Жидкая

Т/Ж

 

 

 

Жидкая

Жидкая

Ж/Ж

 

 

 

Газообразная

Жидкая

Г/Ж

 

 

 

Твердая

Твердая

Т/Т

 

 

 

Жидкая

Твердая

Ж/Т

 

 

 

Газообразная

Твердая

Г/Т

 

 

 

Твердая

Газообразная

Т/Г

 

 

 

Название дисперсной системы. Примеры

Золи, суспензии. Пульпы, пасты, илы, бактерии, золи металлов в воде, взвеси Эмульсии. Молоко, природная нефть, кремы, смазки Пены, газовые эмульсии. Флотационные,

противопо-жарные, мыльные пены Твердые коллоидные растворы. Минералы, бетон, сплавы, ситаллы, композитные материалы, самоцветы Пористые тела, капиллярные системы,

гели. Адсорбенты, почвы, грунты, некоторые минералы Пористые и капиллярные системы, ксе-

рогели. Пемза, силикагель, активные угли, катализаторы в газах Аэрозоли (пыли, дымы). Порошки, та-

бачный дым, угольная, космическая пыль

Химия. Учеб. пособие

-112-