Тема №5: «дисперсные системы»

Вопросы лекции:

1. Классификация дисперсных систем

2. Коллоидные системы. Строение коллоидных частиц.

3. Получение и применение коллоидов.

4. Свойства коллоидных систем.

5. Устойчивость коллоидных систем.

6. Поверхностные явления.

ВОПРОС 1. Дисперсной называется такая система, в которой вещество находится в состоянии более или менее высокого раздробления (дисперсность) и равномерно распределено в окружающей среде. Дисперсные системы, рассматриваемые в коллоидной химии, гетерогенны, поэтому состоят как минимум из двух фаз.

Раздробленную частьдисперсной системы называютдисперсной фазой, анераздробленную(сплошную)–дисперсной средой. Между дисперсной фазой и средой образуется граница раздела. Необходимымусловием образования дисперсных системявляется нерастворимость или ограниченная растворимость дисперсной фазы и дисперсной среды.

Итак, дисперсные системы–это такие гетерогенные системы, которые состоят, по крайней мере, из двух фаз, одна из них – дисперсионная фаза – является раздробленной (прерывной), а другая - дисперсионная среда – представляет нераздробленную (непрепывную) часть системы.

Наиболее общая классификация основана на различии в агрегатном состоянии дисперсной фазы и дисперсной среды.

См. таблицу 1.

Дисперсионная среда	Дисперсная фаза	Условное обозначение системы	Название системы и примеры
твердая	твердая	Т/Т	Твердые гетерогенные системы: минералы, сплавы, бетон.
	Жидкая	Ж/Т	Капиллярные системы: жидкость в пористых телах, в адсорбентах; почвы, грунты.
	газообразная	Г/Т	Пористые тела: адсорбенты и катализаторы в газах.
жидкая	Твердая	Т/Ж	Суспензии и золи: промышленные суспензии, пульпы, взвеси, пасты, илы.
	Жидкая	Ж/Ж	Эмульсии: природная нефть, кремы, молоко.
	газообразная	Г/Ж	Газовые эмульсии и пены: флотационные, противопожарные, мыльные пены.
Газообразная	Твердая	Т/Г	Аэрозоли (пыли, дымы),порошки
	Жидкая	Ж/Г	Аэрозоли: туманы, в том числе промышленные облака
	газообразная	Г/Г	Коллоидная система не образуется

Г/Г не образует коллоидной системы, т.к. газы при обычных условиях при любых концентрациях дают истинные растворы.

Исходя из этой классификации, все дисперсные системы покинетическим свойствам дисперсной фазыможно разделить на два класса:

- свободнодисперсные системы– дисперсная фаза подвижна;

• связнодисперсные – системы с твердой дисперсионной средой.

Также эти системы можно классифицировать по размеру частиц дисперсной фазы.

См. таблицу 2.

Класс	Размеры частиц дисперсной фазы, м	Дисперсность, м-1	представители	Гетерогенность и устойчивость систем
Молекулярно-дисперсные системы	<10-9	109	Растворимый кофе, растворы сахара, соли и д.р.	Гомогенны, устойчивы
Коллоиднодисперсные системы	10-9-10-7	109 -107	Рубиновое стекло, золь кремниевой кислоты	Микрогетерогенны , довольно устойчивы
Грубодисперс ные	>10-7	<105	Крупа, капли дождя	Гетерогенны. неустойчивы

Частицы коллоиднодисперсных систем настолько малы, что вещество, из которого они состоят, почти целиком находится в коллоидном состоянии, т.е. практически содержит только поверхностные атомы и молекулы.

Коллоидные системы – это системы, размер частиц дисперсной фазы в которых составляет 10^-9-10^-7м.

По межфазному взаимодействию можно выделить следующие дисперсные системы:

1. Лиофобные коллоидные растворы (золи)-системы, в которых частицы дисперсной фазы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой; м.б. получены только с затратой энергии и устойчивы лишь в присутствии стабилизаторов. Единица структуры –мицелла.

2. лиофильные ( растворы высокомолекулярных соединений- ВМС)– образуются самопроизвольно благодаря сильному взаимодействию частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой, способны сохранять устойчивость без стабилизаторов. Единица структуры –макромолекула. Пример, мыла, многие глины.