Виды дисперсных систем

Лекция 2. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. КОЛЛОИДЫ.

1 Виды дисперсных систем

2 Коллоидные растворы

3 Свойства коллоидных растворов

4 Устойчивость и разрушение коллоидных растворов

В технологии очистки воды разного происхождения понятие дисперсность характеризует степень раздробленности частиц примесей, или их размер. Примеси воды с размерами частиц <10 см образуют с ней истинные растворы – систе­мы гомогенные, однофазные. Природные и сточные воды в большинстве случаев являются гетерогенными системами, состоящими, по меньшей мере, из двух фаз.

Дисперсными называются системы, в которых одно ве­щество в виде очень мелких частиц распределено в среде другого вещества. Дисперсные системы гетерогенны. Сово­купность мелких частиц составляет дисперсную фазу, а вещество, в котором они распределены, называется дисперсионной средой.

Дисперсные системы имеют много разновидностей, отличающихся агрегатным состоянием дисперсной фазы и дисперсионной среды. Если обозначить Г – газ, Ж – жидкость, Т– твердое агрегатное состояние, при этом индекс 1 отнести к среде, а 2 – к фазе, то возможно несколько комбинаций. Например,

Г₁–Ж₂ – это аэрозоль, более конкретно туман, когда в газообразной среде раст­ворены капли воды;

Г₁–Т₂ – тоже аэрозоли (аэрозоль пыль представляет собой газообразную систему с растворенными в ней твердыми частичками, а аэрозоль дым – ту же систему с конденсированными летучими вещест­вами);

Ж₁–Г₂ – это пена;

Ж₁–Ж₂ – эмульсия;

Ж₁–Т₂ с низкодисперсными частичками – суспензия, с тонкодиспергированными частичками – коллоидные растворы, или золи.

Свойства любой такой системы существенно зависят от размера частиц дисперсной фазы. Для количественной оценки дисперсности введено понятие степень дисперсности Д – величина, обратная поперечному размеру частицы.

Гетерогенные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость, по степени дисперсности частиц под­разделяются на взвеси (суспензии и эмульсии) с D < 10⁵ см^-1 и коллоидные растворы (10⁷ > D > 10⁵ см^-1).

Дисперсные системы подразделяют также на лиофильные, частицы которых способны в большом количестве связывать молекулы дисперсионной среды, и лиофобные, в которых взаимодействие частиц с дисперсионной средой незначительно. Если дисперсионной средой в системе является вода, пользуются соответственно терминами гидрофильный и гидрофобный.

В гетерогенных дисперсных системах, например Ж₁–Т₂, жидкость и твердое вещество дисперсной фазы имеют поверхностную границу, где происходит их соприкосно­вение. Поверхность соприкосновения называется межфазо­вой. Состояние молекул в соприкасающихся слоях Ж₁ и Т₂ отличается от состояния их внутренних слоев. На меж­фазовой поверхности молекулы твердого вещества диспер­сной фазы испытывают притяжение молекул жидкости меньшее, чем со стороны молекул внутренних слоев Т₂.

Возникающая при этом напряженность межмолекулярных сил на границе раздела фаз определяет так называемую поверхно­стную энергию.

Дата добавления: 2014-01-05