Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы (ДФ) и дисперсионной среды (ДС)

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 8Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Необходимое условие образования дисперсной системы – ограниченная растворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде. Системы Г – Г обычно не рассматриваются вследствие неограни-ченной взаимной растворимости газов. Однако и они в некоторых условиях (например, при высоком давлении) могут проявлять свойства гетерогенных систем благодаря флуктуации[14] плотности и концентрации, вызывающим появление неоднородности.

Рис. 17. Дисперсная система Г – Ж (мыльная пена)

Рис. 18. Дисперсная система Ж – Ж (битумно-водная эмульсия)

Рис. 19. Дисперсная система Т – Т (минерал агат)

Кроме приведённых в табл. 2 простых дисперсных систем могут быть и сложные, содержащие две, три и более дисперсных фаз или дисперсных сред. Например, система Т, Ж – Г содержит две дисперсные фазы и называется смогом[15] (рис. 20).

Рис. 20. Дисперсная система Т, Ж – Г (смог в Москве)

Изменение типа дисперсных систем может происходить в технологическом процессе. Так, при выпечке хлеба система Т – Г (мука) превращается в систему Г – Т (хлеб).

По степени взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды дисперсные системы делятся на два вида – лиофильные (гидрофильные) и лиофобные (гидрофобные).

Для лиофильных систем характерно сильное взаимодействие частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды. Это приводит к образованию сольватных (гидратных) оболочек вокруг частиц дис­персной фазы и снижению свободной поверхностной энергии. По­этому они термодинамически устойчивы к агрегированию (укрупнению) частиц и характеризуются самопроизвольным диспергированием (измельчением).

В лиофобных системах наблюдается слабое взаимодействие частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды. В них межмолекулярные связи на границе раздела фаз нескомпенсированы, и имеется большой избыток свободной поверхностной энергии. Такие системы термодинамически неустойчивы и требуют дополнительной стабилизации. Именно та­кой тип систем является наиболее распространённым.

По степени взаимодействия частиц дисперсной фазы дисперсные системы делят на два класса:

- свободнодисперсные, в которых частицы дисперсной фазы не связаны между собой и могут свободно перемещаться (аэрозоли, разбавленные суспензии и эмульсии, лиозоли);

- связнодисперсные, в которых одна из фаз структурно закреплена и не может перемещаться свободно (гели и студни, пены, твёрдые растворы).

Коллоидные системы

Коллоидные системы (или коллоиды) – разновидность гетерогенных дисперсных систем, характеризующиеся высокой степенью дисперсности, размеры частиц дисперсной фазы коллоидных систем 1-100 нм.

Коллоидные системы, дисперсионная среда которых жидкость, называется коллоидными растворами или золями (или лиозолями). Застывший золь, превратившийся в довольно плотную студнеобразную массу, называют гелем. В гелях дисперсная фаза образует пространственную структуру, в ячейках которой находится дисперсионная среда (газ или жидкость).

Если дисперсионной средой является вода, то коллоидные растворы называются гидрозолями, а гели – гидрогелями, если же дисперсионной средой являются органические жидкости, то соответственно они называются органозолями и органогелями.

На рис. 21 представлены процессы обратимого превращения твёрдого коллоида в гель и золь.

Рис. 21. Превращения твёрдого коллоида в гель и золь

(– частицы дисперсной фазы, ● – молекулы дисперсионной среды)

Многие осадки, образовавшиеся после длительного стояния, в результате коагуляции (слипания) лиофильных коллоидных растворов становятся гелями. Например, коллоиды метакремниевой кислоты H₂SiO₃ образуют гели с большим количеством воды. При высушивании этих гидрогелей получаются так называемые силикагели, которые являются хорошими адсорбентами (часто пакетики с ними вкладывают в новую обувь).

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров