Статья: Дисперсные системы
Введение
Дисперсные системы изучаются коллоидной химией.
Коллоиды - это дисперсные системы, являющиеся промежуточным звеном между грубодисперсными системами и истинными растворами.
Для объектов, изучаемых коллоидной химией, характерны следующие особенности:
- Дисперсность (указывает на наличие большого числа частиц, которые распределены в объеме сплошной среды). Раздробленность частиц дисперсной фазы определяется: дисперсностью (является обратной величиной геометрического размера частицы) и удельной поверхностью (отношение площади межфазной поверхности к общему числу частиц).
- Гетерогенность (указывает на присутствие межфазной поверхности).
- Термодинамическая неравновесность.
Фазой называется совокупность частей системы, которые имеют одинаковый состав и термодинамические свойства.
Гетерогенной системой является та система, которая состоит из двух и более фаз.
Межфазная поверхность является границей фаз.
Дисперсная фаза - это вещество, находящееся в дисперсном состоянии, а дисперсная среда - это среда, в которой распределены частицы дисперсной фазы.
Классификация дисперсных систем
Дисперсные системы подразделяются:
-
По размеру частиц на:
- грубодисперсные (взвесь, суспензия) - размер $\mathrm {> 10^{-5} м}$;
- микрогетерогенные (аэрозоль, порошок) - размер равен $\mathrm {10^{-7} - 10^{-5} м}$;
- высокодисперсные (золь) - размер равен $\mathrm {10^{-9} - 10^{-7} м}$.
-
По межфазному взаимодействию на:
- лиофобные (межфазное взаимодействие слабое или вовсе отсутствует);
- лиофильные (характерно интенсивное межфазное взаимодействие).
-
По взаимодействию между частицами на:
- свободнодисперсные (частицы свободно способны перемещаться по всему объему системы);
- связнодисперсные (частицы связываются между собой и образуют каркас).
-
По агрегатному состоянию дисперсной среды и фазы:
Рисунок 1. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной среды и фазы.
Методы получения коллоидных систем
Выделяют два метода получения: диспергирование и конденсация.
Диспергирование.
Суть метода заключается в дроблении и измельчении веществ для образования частиц с помощью физико-механических (использование дробилок, мельниц) и физико-химических (пептизация) способов воздействия.
Пептизация основана на восстановлении стабилизирующих структур на поверхности частиц дисперсной фазы, которые отвечают за устойчивость.
Конденсация.
Данный метод основывается на ассоциации молекул/атомов/ионов в агрегаты коллоидной дисперсности с помощью физико-химических методов (осаждение, восстановление, метод замены, пересыщение паров).
Критическая степень пересыщения ($\mathrm {\gamma}$) свидетельствует о начале образования новой фазы.
$\mathrm {\gamma = \frac {P}{P_S}}$, где P - давление перенасыщенного пара, $\mathrm {P_S}$ - давление насыщенных паров жидкости.