- •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
Классификация по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды
Классификация по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды была предложена Во. Оствальдом. Возможны девять комбинаций дисперсной фазы и дисперсионной среды в различных их состояниях (табл. 4 – 6). Однако практически можно реализовать только восемь комбинаций, поскольку газы в обычных условиях растворимы друг в друге и образуют гомогенную систему.
Наибольшее распространение получила классификация, в основу которой положено агрегатное состояние фаз, образующих дисперсную систему. Возможны следующие сочетания агрегатных состояний дисперсионной среды и дисперсной фазы (табл. 4 – 6). Вначале указано состояние дисперсионной среды: Г/Ж, Г/Т, Ж/Г, Ж/Ж, ж/т, Т/г, Т/ж, Т/Т. Буквами Г, Ж и Т обозначены соответственно газообразное, жидкое и твердое состояния.
Таблица 4 – Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды [6]
Дисперсная фаза |
Дисперсионная среда |
Условное обозначение системы |
Название системы |
Газ |
Газ |
Г/Г |
(Коллоидная система невозможна) |
Жидкость |
Газ |
ж/г |
Туманы |
Твердое тело |
Газ |
Т/г |
Дымы, пыль |
Газ |
Жидкость |
г/ж |
Пены |
Жидкость |
Жидкость |
Ж/Ж |
Эмульсии |
Продолжение таблицы 4 |
|||
Дисперсная фаза |
Дисперсионная среда |
Условное обозначение системы |
Название системы |
Твердое тело |
Жидкость |
т/ж |
Коллоидные растворы, суспензии |
Газ |
Твердое тело |
г/т |
Твердые пены, пористые тела |
Жидкость |
Твердое тело |
ж/т |
Твердые эмульсии |
Твердое тело |
Твердое тело |
т/т |
Твердые золи, сплавы |
Таблица 5 – Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию [2]
Дисперсионная среда |
Дисперсная фаза |
Характеристика по размеру частиц* |
Название системы |
г |
г |
– |
– |
ж |
Гд |
Туман |
|
Кд |
Аэрозоль |
||
т |
Гд |
Пыль, дым |
|
Кд |
Аэрозоль |
||
ж |
г |
Гд |
Пена |
Кд |
То же |
||
ж |
Гд |
Эмульсия |
|
Кд |
То же |
||
т |
Гд |
Суспензия |
|
Кд |
3оль |
||
т |
г |
Гд |
Твердая пена |
Кд |
То же |
||
ж |
Гд |
Нет названия |
|
Кд |
То же |
||
т |
Гд |
То же |
|
Кд |
Твердый золь ** |
Примечание: * Кд и Гд означают соответственно коллоидно-дисперсные и грубодисперсные системы.
** Примером твердого золя может служить «рубиновое стекло», в котором коллоидно-дисперсное золото распределено по объему силикатного стекла.
Таблица 6 – Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды [7]
Дисперсная фаза |
Дисперсионная среда |
Условное обозначение системы |
Название системы и примеры |
Твердая |
Твердая
|
т/т |
Твердые гетерогенные системы: минералы, сплавы, ситаллы, бетон, композиционные материалы |
Жидкая |
ж/т |
Капиллярные системы: жидкость в пористых телах, адсорбенты в растворах, почвы, грунты |
|
Газообразная |
г/т |
Пористые тела: адсорбенты и катализаторы в газах |
|
Твердая |
Жидкая |
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 |
|
Твердая |
Газообразная |
Т/Г |
Аэрозоли (пыли, дымы), порошки |
Жидкая |
ж/г |
Аэрозоли: туманы, в том числе промышленные, облака |
|
Газообразная |
Г/Г |
Коллоидные системы отсутствуют |
В коллоидной химии все системы, отвечающие коллоидной ступени дисперсности, принято называть золями. Поэтому системы Ж/Г и Т/Г имеют общее название аэрозолей. Это название условно, так как дисперсионной средой аэрозоля может быть не только воздух, но и любой другой газ.
Системы с жидкой дисперсионной средой, обозначаемые Г/Ж, Ж/Ж и Т/Ж, называют лиозолями (от греч. слова лиос – жидкость). В зависимости от природы дисперсионной среды лиозоли делят на гидрозоли, алкозоли, этерозоли, бензозоли (дисперсионной средой этих золей являются соответственно вода, спирт, эфир, бензол). Коллоидные системы, дисперсионной средой которых является органическая жидкость, объединяют под одним названием органозоли. Микрогетерогенные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой в коллоидной химии обычно называются суспензиями.
Классификация по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды весьма удобна для обобщения всего многообразия коллоидных систем и, пожалуй, в настоящее время является наиболее общепринятой. Однако эта классификация обладает существенным недостатком: с уменьшением размера частиц разница в агрегатном состоянии дисперсной фазы в различных коллоидных системах постепенно сглаживается. Говорить об агрегатном состоянии частиц с поперечным размером в несколько ангстрем, состоящих из сравнительно небольшого числа молекул, с точки зрения термодинамики едва ли можно. С этим вполне согласуется и опыт, который показывает, что по свойствам высокодисперсных систем невозможно отличить друг от друга золи, для приготовления которых в качестве дисперсной фазы были использованы вещества в жидком и твердом состояниях [6].