Классификация дисперсных систем
В современной коллоидной химии отсутствует единая классификация дисперсных систем. Причина этого заключается в том, что любая предложенная классификация принимает в качестве критерия не все свойства дисперсной системы, а только какое-нибудь из них. Рассмотрим наиболее распространенные классификации дисперсных систем [1].
По агрегатному состоянию
Классификация по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды была предложена В.О. Оствальдом. Возможной девять комбинаций дисперсной фазы и и дисперсионной средой в различных их состояниях (табл. 1). Однако в обычных условиях реализуются только восемь комбинаций, поскольку газы в обычных условиях растворимы друг в друге и образуют гомогенную систему [3].
| Дисперсная фаза | Дисперсионная среда | Обозначение | Примеры |
| Твердая | Газообразная | Т/Г | Пыль, дым, смог |
| Жидкая | Т/Ж | Золи (золи металлов в воде, взвеси в природных водах), суспензии | |
| Твердая | Т/Т | Твердые коллоидные растворы (бетон, сплавы, цветные стекла, минералы, самоцветы) | |
| Жидкая | Газообразная | Ж/Г | Аэрозоли (туман, облака) |
| Жидкая | Ж/Ж | Эмульсии (молоко, сырая нефть, крема) | |
| Твердая | Ж/Т | Жидкость в пористых телах (адсорбенты, почвы) | |
| Газообразная | Газообразная | Г/Г | Системы с флуктуациями плотности (атмосфера Земли) |
| Жидкая | Г/Ж | Газовые эмульсии, пены | |
| Твердая | Г/Т | Пористые и капиллярные тела (адсорбенты, катализаторы, пемза, активированный уголь) |
Продолжение Таблица 1
|
|
|
В общем случае высокодисперсные системы называют золями (гидрозолями, органозолями, лиозолями, аэрозолями – по характеру дисперсионной среды), грубодисперсные системы типа Т/Ж называют суспензиями, типа Ж/Ж – эмульсиями [1].
По взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды
Это классификация пригодна только для систем жидкой дисперсионной средой. К системам с газовой или твёрдой дисперсионной средой она, очевидно, неприложима. Зигмонди предложил классифицировать коллоидные растворы по способности сухого остатка, полученного в результате осторожного выпаривания жидкости, растворяться в чистой дисперсионной среде. Системы, сухой остаток которых не способен самопроизвольно диспергироваться в дисперсионной среде, он назвал необратимыми. Сюда относятся типичный коллоидный раствор – лиозоли металлов, гидрозоли серебра и др. Обратимыми коллоидными системами он назвал системы, сухой остаток которых при соприкосновении со средой обычно набухает, а затем самопроизвольно растворяется [3].
Фрейндлих высказал мнение, что обратимость и необратимость коллоидных систем определяется взаимодействием дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза обратимых коллоидов молекулярная взаимодействует с дисперсионной средой. Исходя из этого, такие коллоидные системы Фрейндлих предложил также называть лиофильными коллоидными системами (от греческого слова лиос - жидкость люблю). Дисперсная фаза необратимо коллоидов не способна взаимодействовать с дисперсионной средой, а следовательно и растворяться в ней. Поэтому эти системы Фрейндлих назвал лиофобными. В том случае, когда дисперсионной средой системы является вода, эти два класса можно называть соответственно гидрофильными и гидрофобными системами [3].
|
|
|
По размерам частиц дисперсной фазы
По размерам частиц дисперсной фазы классифицируют на три части коллоидные системы. Соответственно, грубодисперсные (размер частиц > 10–5 м) – частицы видны в обычный микроскоп, оседают под действием силы тяжести, не проходят через бумажные фильтры; среднедисперсные или микрогетерогенные (размер частиц 10-5 – 10–6 м); высокодисперсные или коллоидные (размер частиц 10–7–10–9 м). С другой стороны одна дисперсная система может содержать в своем составе частицы разных размеров, то есть может быть полидисперсной. Реальные системы, как правило, полидисперсны. Неодинаковость, неоднозначность молекул одного химического состава, связанная с существованием поверхности раздела, предопределяет огромное своеобразие свойств дисперсных систем. Увеличение удельной поверхности с ростом дисперсности и возрастание роли поверхностных явлений – основа единства рассмотрения дисперсных систем и поверхностных явлений[1].
|
|
|
По кинетическим свойствам
Все дисперсные системы можно разделить на два класса: свободнодисперсные системы, в которых дисперсная фаза подвижна, и связнодисперсные системы – системы с твердой дисперсионной средой, в которой частицы дисперсной фазы связаны между собой и не могут свободно перемещаться [2].
В свою очередь, эти системы классифицируют по степени дисперсности. Для свободнодисперсных и связнодисперсных систем классификации по дисперсности имеют существенные различия [2].
Свободнодисперсные системы подразделяют на микрогетерогенные, размер частиц которых лежит пределах от 0,1 до 10 мкм., ультрамикрогетерогенные с размером частиц от 1 до 100 нм. и грубодисперсные с частицами размером 10^-3 см. Связнодисперсные системы классифицируют, согласно Дубинину, на микропористые, переходнопористые и макропористые [2].
|
|
|
По форме частиц
Форма дисперсных частиц очень разнообразна. На многие свойства дисперсных частиц и образуемых ими дисперсных систем влияет соот- ношение между их размерами: длиной (l), шириной (h), и толщиной (d). По этому признаку частицы классифицируют на три группы:
Корпускулярные (объемные, трехмерные) – все три размера (l, h, d) примерно одинаковы.
Ламинарные (поверхностные, двумерные) – толщина (d) отвечает дисперсному интервалу, а длина и ширина имеют макроскопические значения – пленки.
Фибриллярные (линейные, одномерные) – интервалу дисперсных размеров отвечает поперечный размер – тонкие нити, волокна [1].
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 629; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!