 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Дисперсные системы – термины и классификацияСтр 1 из 3Следующая ⇒
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 Дисперсные системы (золи). Получение белого золя канифоли и турбодиметрическое определение размеров частиц методом спектра мутности. Синтез гидрозоля гидроксида железа (III) и его коагуляция электролитами. Проверка выполнения правила Шульце – Гарди
Дисперсные системы – термины и классификация Дисперсная система – это гетерогенная (неоднородная) система, состоящая обычно из двух фаз, одна из них образует непрерывную дисперсионную среду, по объему которой распределена вторая дисперсная фаза в виде твердых частиц, капель или пузырьков, имеющих размеры от 1 нм до 10 мкм. Величина, обратная размеру частиц, называется дисперсностью, она определяет степень раздробленности дисперсной фазы, причем при повышении дисперсности резко растет суммарная площадь поверхностного контакта между частицами и дисперсионной средой – это обстоятельство и определяет все специфические свойства дисперсных систем. Дисперсные системы очень разнообразны, их классификация проводится по нескольким признакам: 1 По размерам частиц дисперсной фазы.
В грубодисперсных системах частицы с размерами более 1000 нм под действием силы тяжести быстро оседают, если плотность дисперсной фазы больше плотности дисперсионной среды, в противном случае – всплывают. Для высоко- и ультрадисперсных систем характерно интенсивное броуновское движение частиц, поэтому эти частицы не оседают в поле силы тяжести и равномерно распределены по всему объему дисперсионной среды. Частицы, размер которых лежит в интервале от 1 до 100 нм, называют наночастицами. Дисперсные системы с частицами дисперсной фазы одинакового размера называют монодисперсными, а если частицы имеют разные размеры, то полидисперсными. К объектам коллоидной химии относят растворы полимеров и высокомолекулярных соединений (ВМС), которые называют молекулярными коллоидами. По существу они являются истинными растворами, в которых растворенное вещество присутствует в виде отдельных молекул, но размеры макромолекул ВМС являются гигантскими и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Кроме того, в зависимости от природы растворителя (дисперсионной среды) гибкие макромолекулы обладают способностью изменять свое пространственное строение – от палочкообразной формы при полном выпрямлении цепи до плотного клубка, причем в последнем случае образовавшиеся системы можно рассматривать как аналоги микроэмульсий. 2 По агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды (это наиболее распространенная классификация дисперсных систем; обозначение системы : агрегатное состояние дисперсной фазы / агрегатное состояние дисперсионной среды).
3 По структуре дисперсной системы. Различают свободнодисперсные и связнодисперсные системы. В первых – частицы дисперсной фазы не связаны между собой и могут свободно перемещаться по всему объему дисперсионной среды (коллоидные растворы, суспензии, эмульсии, аэрозоли), а во вторых – частицы дисперсной фазы структурно закреплены (гели, капиллярно-пористые тела, студни (их образуют полимеры и ВМС)). Следует отметить, что в коллоидных растворах, суспензиях и твердых аэрозолях частицы дисперсной фазы обычно имеют произвольную форму, а дисперсную фазу разбавленных эмульсий, жидких аэрозолей и пен образуют мелкие капли и пузырьки сферической формы. Этот факт объясняется тем, что в дисперсных системах с подвижной межфазной границей (г/ж и ж/ж) частицы дисперсной фазы принимают такую форму, чтобы при заданных размерах их площадь контакта с дисперсионной средой была минимальной. Например, у частиц кубической и сферической формы, имеющих одинаковый объем V, площадь поверхности у первой выше, чем у второй: Sкуб = 6V2/3 и Sсф= 4π (3V/4π)2/3 , тогда Sкуб / Sсф = 1,24, что и обуславливает сферическую и близкую к ней форму мелких капель и пузырьков. 4 По характеру взаимодействия между частицами дисперсной фазы и дисперсионной средой. Различают лиофильные и лиофобные системы. Для первых характерно сильное межмолекулярное взаимодействие вещества дисперсной фазы со средой вдоль поверхности их соприкосновения, а для вторых – слабое. Это взаимодействие приводит к образованию сольватных (гидратных) оболочек из молекул дисперсионной среды вокруг частиц дисперсной фазы. Лиофильные системы устойчивы во времени и возникают при внесении в растворитель лиофильного вещества с последующим его набуханием и самопроизвольным диспергированием. Например, желатина, крахмал, мыла и многие глины легко «распускаются» в воде с образованием мутных коллоидных систем. Системы, в которых набухания и самопроизвольного диспергирования вещества не происходит, называют лиофобными, хотя поверхность лиофобных частиц может быть в той или иной степени сольватированной. К лиофобным системам относят коллоидные растворы малорастворимых солей и гидроксидов, которые получают методом химической конденсации. Эти системы, как правило, малоустойчивы и могут быть легко разрушены за счет внешних воздействий, например, в результате коагуляции (слипания) частиц при внесении в коллоидный раствор электролитов-коагулянтов.
Поиск по сайту: |