- •Методические указания к лабораторной работе № 1
- •Новороссийск
- •Председатель методического совета нпи________________ в.В. Дьяченко Содержание
- •Общие правила работы в лабораториях во время занятий с учащимися [1]
- •Требования безопасности при работе с кислотами и щелочами [1]
- •Растворять твердые щелочи следует путем медленного прибавления их небольшими кусочками к воде при непрерывном перемешивании. Кусочки щелочи нужно брать только щипцами.
- •Правила безопасности работы с химической посудой и ампулами [1]
- •Дисперсные системы [2] Основные определения
- •Дисперсность
- •Классификация дисперсных систем [2, 5 – 7] Классификация по дисперсности
- •Классификация по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды
- •Классификация, учитывающая различие в форме частиц
- •Классификация по термодинамической устойчивости и характеру образования
- •Получение дисперсных систем [2, 5]
- •Условия образования новой фазы
- •Влияние способа получения на строение порошковых частиц
- •Строение коллоидной мицеллы
- •«Получение золей и их характеристика»
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Дисперсность
Предположим, что полученные дисперсные системы с одинаковым составом дисперсных фаз и дисперсионных сред. Различие заключается лишь в том, что одна система содержит дисперсную фазу в виде частиц одного и того же размера, а другая частицы разного размера. Это простейший пример, когда различие между системами устанавливается указанием размера частиц. Однако наиболее часто встречаются системы, в которых частицы дисперсной фазы неодинаковы по размерам.
Мерой раздробленности всякой дисперсной системы может служить либо поперечный размер частиц а (для сферических частиц – диаметр d, а частиц, имеющих форму куба, – ребро l), либо обратная ему величина , называемая обычно просто дисперсностью, либо, удельная поверхность Sуд, т. е. межфазная поверхность, приходящаяся на единицу объема дисперсной фазы. Все эти величины взаимосвязаны. Чем меньше размеры частиц, тем больше дисперсность или удельная поверхность наоборот.
В качестве характеристики, используемой для сравнения дисперсных систем, В. Оствальд предложил применять степень дисперсности, мерой которой служит удельная поверхность.
Удельной поверхностью называют площадь раздела фаз, на единицу массы или объема дисперсной фазы. Если частицы дисперсной фазы имеют форму куба или сферы и одинаковы по размерам, то удельная поверхность системы вычисляется по формуле
Sуд = (1)
где Sч поверхность частицы;
Vч ее объем;
а длина ребра кубической частицы (диаметр сферической частицы).
В общем случае для систем, содержащих одинаковые частицы произвольной формы,
Sуд = kа1, (2)
где k коэффициент, зависящий от формы частиц (для пленки k = 2, для бруска k = 4, для куба и сферы k = 6);
а выбранный линейный размер частиц.
Удельная поверхность системы с частицами одной формы, но разных размеров определяется по формуле
где (а) относительное содержание в системе частиц дисперсной фазы, имеющих выбранный линейный размер а;
amin и amax минимальный и максимальный размеры частиц дисперсной фазы;
V объем дисперсной фазы.
Число сферических частиц в 1 кг дисперсной фазы
n = (4r3/3)1, (3)
где плотность вещества дисперсной фазы, кг/м3;
r – радиус частиц, м.
удельная поверхность раздела фаз определяется по формуле:
Sуд = Sуд . n (4)
C учетом плотности вещества дисперсной фазы формула (2) принимает вид:
Sуд = k(а)1 (5)
Используя удельную поверхность как усредненную характеристику, можно сравнивать микро- и ультрамикрогетерогенные системы с пористыми телами, также включаемыми в класс дисперсных систем. Например, средний размер частиц в ультрамикрогетерогенных системах можно принять равным 108 м, чему соответствует удельная поверхность 109 м2/м3. Имеющие развитую внутреннюю поверхность активированный уголь и силикагель по этому показателю близки к ультрамикрогетерогенным систем; их удельная поверхность соответственно 8 .105 м2/кг и 4.105 м2/кг.