МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет» ФБГОУ ВПО «СамГТУ»

Л.В. Кольцов, м.А. Лосева

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Самара

Самарский государственный технический университет

2012

УДК 544.72

Рецензенты:

Кольцов Л.В., Лосева М.А.

К- Поверхностные явления в дисперсных системах: учеб. Пособ./Л.В. Кольцов, М.А. Лосева – Самара. Самар. гос. техн. ун-т., 2012. - 140 с.: ил.

Кратко рассмотрены основные разделы курса «Поверхностные явления в дисперсных системах». Предназначено студентам заочного факультета химических специальностей для самостоятельного изучения теоретических основ курса.

ISBN

Ил. 40. Табл. 2. Библиогр: 7 назв.

УДК 544.72

К-

I SBN		© Л.В. Кольцов, М.А. Лосева, 2012 ©Самарский государственный технический университет, 2012
Раздел 1.	СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Глава 1.1 Предмет курса. Основные понятия. Классификация дисперсных систем. Методы получения дисперсных систем

Предмет курса «Поверхностные явления в дисперсных системах» (коллоидной химии) - изучение дисперсных систем и явлений, происходящих на поверхности раздела фаз.

Дисперсной называют систему, в которой одно вещество распределено в среде другого, причем между частицами и дисперсионной средой есть граница раздела фаз. Дисперсные системы состоят из дисперсной фазы и дисперсионной среды (рис. 1.1.1.1).

Дисперсная фаза - это частицы, распределенные в среде. Ее признаки: дисперсность и прерывистость.

Дисперсионная среда- материальная среда, в которой находится дисперсная фаза. Ее признак - непрерывность.

Поверхность раздела фаз характеризуется раздробленностью и гетерогенностью. Раздробленность характеризуется:

1) минимальным размером частицы a, [см; м] по трем осям. В зависимости от размеров частиц они имеют свои исторические названия (рис. 1.1.1.2); а также приведенным (эквивалентным, эффективным) радиусом - радиусом воображаемых идеально сферических частиц, обладающих той же массой и оседающих с той же скоростью, что и частицы дисперсной системы.

2) степенью дисперсности

, [см^-1; м^-1]

где В- суммарная межфазная поверхность или поверхность всех частиц дисперсной фазы;

V- объем частиц дисперсной фазы.

3) дисперсностью - величиной, обратной минимальному размеру а:

[; ];

4)удельной поверхностью

, [м²/кг; см²/г]; 

где m- масса частиц дисперсной фазы.

4) кривизной поверхности .

Для частицы неправильной формы ,

где r₁иr₂- радиусы окружностей при прохождении через поверхность и нормаль к ней в данной точке двух перпендикулярных плоскостей.

Классификация дисперсных систем осуществляется по нескольким признакам (рис. 1.1.1.3).

1. По дисперсности различают:

а) грубодисперсные системы, для них D < 10³ [1/см] (рис. 1.1.1.3);

б) микрогетерогенные системы, для них D = 10³ - 10⁵ [1/см];

в) ультрамикрогетерогенные системы, для них D = 10⁵ - 10⁷ [1/см].

2. По агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. Эта классификация была предложена Оствальдом (см. табл. 1.1.1.1).

3. По структуре дисперсные системы различают:

• свободные дисперсные системы, когда частицы обеих составляющих системы могут свободно перемещаться друг относительно друга (золь);

• связанные дисперсные системы, когда одна из составляющих системы представляет собой структурированную систему, т.е. частицы фазы жестко связаны между собой (студень, композиты).

Таблица 1.1.1.1