Строение, классификация и свойства дисперсных систем. Электрокинетические явления. Электрофоретические процессы, область их эффективного использования.
В растворах сахара или хлорида натрия растворенное вещество раздроблено до размеров молекул или ионов, составляющих с другими компонентами системы одну фазу. Такие растворы называют истинными, а также молекулярными или ионными.
Однако наряду с истинными, существуют растворы, в которых частицы растворенного вещества слагаются из многих атомов и ионов и образуют свою фазу. Их называют дисперсными системами. Дисперсные системы состоят из дисперсионной среды и находящихся в ней частиц дисперсной фазы.
По размерам частиц дисперсной фазы различают следующие дисперсные системы (размеры частиц измеряют в мм или микрометрах, 1 мкм = 10-6 м): грубодисперсные, предельно-высокодисперсные, молекулярные и ионные (см. таблицу 8).
Таблица 8. Классификация дисперсных систем по степени раздробленности частиц дисперсной фазы
| Системы | Раздробленн-ость вещества | Поперечник частиц, см | Число атомов в одной частице |
| Грубодисперсные | Макроскопи-ческая | 1-10-2 | ›1018 |
| Микроскопи-ческая | 10-2-10-3 | ›109 | |
| Предельно-высокодисперсные | Коллоидная | 10-5-10-7 | 109-103 |
| Молекулярные и ионные | Молекулярная и ионная | 10-7-10-8 | ‹ 103 |
По агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды различают следующие дисперсные системы (табл.9):
Таблица 9. Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды
| Дисперсионная среда | Дисперсная фаза | ||
| Твердая | Жидкая | Газообразная | |
| Жидкая | Золи, суспензии, гели, пасты | Эмульсии | Газовые эмульсии, пены |
| Твердая | Твердые золи, сплавы | Твердые эмульсии | Твердые пены |
| Газообразная | Дым, пыль | Туманы | Отсутствуют |
Аэрозоли представляют собой системы с газообразной дисперсионной средой. Они делятся на туманы — аэрозоли с жидкой дисперсной фазой, пыли и дымы — аэрозоли с твердой дисперсной фазой (пыли образуются при измельчении твердых веществ, а дымы при конденсации твердых веществ из газовой фазы).
Дисперсии в жидкой среде делятся на пены (дисперсная фаза газ), эмульсии (дисперсная фаза жидкость), суспензии или взвеси (грубодисперсные системы твердых частиц в жидкостях) и коллоидные растворы или золи (тонкодисперсные системы твердых частиц в жидкостях).
Слово «золь» произошло от латинского слова (solutio), обозначающего раствор.
Дисперсии в твердых телах представляют собой системы с твердой дисперсионной средой. К ним относятся твердые пены (дисперсная фаза газ, например, пенобетоны, пенопласт, хлеб и т.п.), твердые эмульсии (дисперсная фаза жидкость, например, жемчуг, где в твердом карбонате кальция диспергирована вода), а также системы типа твердое в твердом: например, рубиновое стекло, в котором в силикатном стекле находятся частички золота размером 4-30 мкм.
В зависимости от того, одинаковы или нет размеры частиц, различают соответственно монодисперсные и полидисперсные системы. Подавляющее большинство реальных систем полидисперсны.
Дисперсные системы подразделяют также по характеру взаимодействия между частицами дисперсной фазы на свободнодисперсные и связаннодисперсные.
Свободнодисперсные системы — дисперсные системы, в которых частицы дисперсной фазы свободны и могут независимо друг от друга перемещаться в дисперсионной среде. Такие системы обладают текучестью.
Примеры: золи, суспензии, аэрозоли…
Связаннодисперсные (структурированные) системы — дисперсные системы, в которых частицы связаны между собой межмолекулярными силами, образуя трехмерную пространственную структуру.
Примеры: гели, студни…
Ваша оценка?
