double arrow

Оптические и молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем

Классификации дисперсных систем

Дисперсные системы – гетерогенные двух- или многофазовые системы, состоящие из частиц дисперсной фазы и окружающей их дисперсионной среды.

Глава 8. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

Наука, изучающая свойства веществ в дисперсном состоянии и явления на поверхности раздела фаз – коллоидная химия.

I. По размеру частиц дисперсной фазы дисперсные системы делят на коллоидно-дисперсные (коллоидные) системы (размеры частиц 10–7–10–9 м) и грубо-дисперсные системы (размеры частиц порядка 10–7 м и более). Количественной характеристикой дисперсности (раздробленно­сти) вещества является степень дисперсности – величина, обратная размеру дисперс­ных частиц.

II. В зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды (Т, Ж, Г – соответственно твердое, жидкое и газообразное состояние) выделяют следующие основные типы:

Дисперсная фаза Непрерывная фаза (дисперсионная среда) Обозна-чение Примеры
Системы с жидкой дисперсионной средой
Твердая Жидкая Т/Ж высокодисперсные золи(краски), связанодисперсные системы или гели (желе, агар-агар) и суспензии или взвеси
Жидкая Жидкая Ж12 эмульсии (нефть, молоко, майонез, водоэмульсионные краски)
Газообразная Жидкая Г/Ж пены (мыльная пена, взбитые сливки)
Системы с газообразной дисперсионной средой или аэрозоли
Твердая Газообразная Т/Г дым, пыль
Жидкая Газообразная Ж/Г туман, облака
Системы с твердой дисперсионной средой
Твердая Твердая Т12 горные породы, сплавы, цветные стекла
Газообразная Твердая Г/Т твердые пены (пенопласты, пенобетон, пемза, шлак, хлебобулочные изделия)
Жидкая Твердая Ж/Т масло, жемчуг, клетки живых организмов

III. По природе устойчивости и интенсивности межмолекулярных взаимодействий на границе раздела фаз выделяют лиофильные (термодинамически устойчивые) и лиофобные (кинетически устойчивые)системы. В лиофильных системах частицы прочно связывают значительное количество молекул дисперсионной среды и при выделении удерживают их образуя гели; в лиофобных – подобного взаимодействия не наблюдается. И обычно они выпадают в виде порошкообразных продуктов.




IV. В зависимости от отсутствия или наличия взаимодействия между частицами дисперсной фазы дисперсные системы могут быть свободнодисперсными (аэрозоли, золи, разбавленные суспензии и эмульсии; они текучи) и связанодисперсными (гели; они тредрообразны).



Оптическое свойство коллоидных систем – опалесценция, т.е. рассеивание света малыми частицами, приводящее, в частности, к возникновению эффекта Фарадея-Тиндаля – луч света в дисперсной системе становится видимым.

Молекулярно-кинетические свойства – диффузия, броуновское движение, седиментация связанны с хаотическим тепловым движением частиц.

Броуновское движение – беспорядочное движение частиц. А.Эйнштейн и независимо от него М. Смолуховский развили молекулярно-статистическую теорию броуновского движения, доказав, что оно является отражением теплового, хаотичного движения молекул дисперсионной среды. Интенсивность движения возрастает с повышением температуры, уменьше­нием размеров частиц и вязкости среды.

Диффузия – самопроизвольный процесс перемещения вещества, приводящий к выравниванию его концентрации. Скорость диффузии при постоянных температуре и вязкости среды зависит от величины и формы частиц. Особые формы диффузии – осмос и диализ. Осмос – диффузия частиц растворителя через полупроницаемую мембрану. Диализ – диффузия частиц растворенного вещества через полупроницаемую мембрану.

Седиментация – свободное оседание частиц в вязкой среде под действием гравитационного поля. Седиментируют только достаточно круп­ные частицы. Закон Стокса:скорость оседания прямо пропорциональна ус­корению гравитационного поля Земли, разности плотностей частиц и окру­жающей среды, квадрату радиуса оседающих сферических частиц и обратно пропорциональна вязкости среды.






Сейчас читают про: