Распространение дисперсных систем в природе

Классификаций дисперсных систем

Классификация поверхностных явлений

Поверхностные явления удобно классифицировать в соответствии с 1 и 2 началами термодинамики. Для системы его удобно записать в следующем виде:

где G - энергия Гиббса

S - энтропия

T - температура

V - объем

P - давление

- поверхностное натяжение

S - площадь поверхности

- химический потенциал i -го компонента

n_i - число молей i -го компонента

- электрический потенциал

q - количество электричества

Это уравнение показывает приращение энергии Гиббса через алгебраическую сумму приращений других видов энергии. Поверхностная энергия, равная может быть превращена:

1) в энергию Гиббса -

2) в теплоту –

3) в механическую энергию -

4) в химическую энергию -

5) в электрическую энергию -

Эти превращения связаны с таким явлением, как изменение реакционной способности с изменением дисперсности, адгезия и смачивание, адсорбция, капиллярность, электрические явления. Превращение поверхностных энергий отвечает определенным названным поверхностным явлениям.

В коллоидной химии дисперсные системы гетерогенны, состоят минимум из двух фаз. Одна из них является сплошной и называется дисперсионной средой. Другая фаза раздробленна и распределена в первой – ее называют дисперсной фазой. Классификация дисперсных систем основана на различии агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды (твердые, жидкие и газообразные).

Рассмотрим их, учитывая, что числитель – дисперсная фаза, а знаменатель – дисперсионная среда. Выделяют 9 типов дисперсионных систем:

Тип системы	Название системы и примеры
	т/т	твердые гетерогенные системы: минералы, сплавы, ситаллы, бетон
	ж/т	капиллярные системы: жидкость в пористых телах, адсорбенты в растворах, грунты
	г/т	пористые тела: адсорбенты и катализаторы в газах
	т/ж	суспензии и золи: промышленные суспензии, взвеси, пасты
	ж/ж	эмульсии: природная нефть, кремы, молоко
	г/ж	газовые эмульсии и пены: флотационные, противопожарные и мыльные пены
	т/г	аэрозоли (пыли, дымы): порошки
	ж/г	аэрозоли: туманы, облака
	г/г	коллоидные системы отсутствуют, это истинные растворы

Дисперсные системы по кинетическим свойствам (взаимодействию между частицами) можно разделить на 2 класса:

· свободнодисперсные системы (дисперсная фаза подвижна), частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом, бесструктурность системы,

· связаннодисперсные системы (дисперсная фаза неподвижна, где дисперсионная фаза – твердое тело), образуются пространственные сетки, каркасы (гели, концентрированные суспензии, эмульсии, пены), взаимодействие за счет межмолекулярного расстояния 1нм = 10^-9 м = 10^-7см

Однодисперсные системы подразделяют на:

1) ультрамикрогетерогенные, где размер частиц 10^-7-10^-5см (от 1 до 100 нм) – коллоидные системы или золи: твердые золи – т/т, аэрозоли – дисперсионная среда-газ, лиозоли – дисперсионная среда – жидкость;

лиозоли бывают гидрозолями (дисперсионная среда – вода) и органозолями;

2) микрогетерогенные, размер частиц 10^-5 -10^-3см (от 0,1 до 10 мкм), к ним относятся суспензии (т/ж), эмульсии (ж/ж), пены (г/ж), порошки (т/г);

3) грубодисперсные, размер частиц превышает 10^{-3 см, к ним относят песок, щебень.}

Наибольшее значение в промышленности, особенно в химической, имеют микрогетерогенные системы.

Связаннодисперсные системы (пористые тела) классифицируют на микропористые, с размером пор до 2 нм, переходнопористые, от 2 до 200 нм, и макропористые – выше 200 нм.

Дата добавления: 2014-01-11