Материал: Общая химия с физкалом

Кинетическая или седиментационная устойчивость

– это устойчивость дисперсной системы к оседанию частиц ДФ к оседанию под действием собственной силы тяжести.

Агрегативная устойчивость – устойчивость системы к самопроизвольному укрупнению частиц ДФ за счет слипания.

Дисперсные системы чрезвычайно многообразны; практически всякая реальная система является дисперсной.

Классификация дисперсных систем по степени раздробленности (дисперсности)

Все дисперсные системы по размерам частиц дисперсной фазы можно разделить на следующие группы:

Грубодисперсные системы (ГДС) (микрогетерогенные). Эти системы содержат в качестве дисперсной фазы наиболее крупные частицы диаметром 10-7-10- 4 м. К ним относятся суспензии, эмульсии, пены и аэрозоли, различающиеся по фазовому составу дисперсной фазы и дисперсионной среды. Если дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой – твердые частицы, система называется взвесью или суспензией; если дисперсная фаза представляет собой капельки жидкости, то систему называют эмульсией. Эмульсии, в свою очередь, подразделяют на два типа: прямые, или "масло в воде" (когда дисперсная фаза – неполярная жидкость, а дисперсионная среда – полярная жидкость) и обратные, или "вода в масле" (когда полярная жидкость диспергирована в неполярной).

Частицы грубодисперсных систем характеризуются следующими свойствами:

а) видны в обычный микроскоп; б) задерживаются бумажным фильтром;

в) для них не характерно броуновское движение; г) они гетерогенны (расслаиваются при стоянии) и

агрегативно и кинетически неустойчивы.

Коллоидные системы (золи) (ультрамикрогетерогенные). Они имеют размеры частиц дисперсной фазы 10-9-10-7 м.

136

Частицы золей:

а) проходят через бумажный фильтр; б) задерживаются полупроницаемыми мембранами; в) не видимы в обычный микроскоп;

г) для них характерно Броуновское движение.

Золи гетерогенны и относительно устойчивы (седиментационно учтойчивы, агрегативно неустойчивы), т.е. не расслаиваются.

Молекулярно (ионно)-дисперсные системы или истинные растворы низкомолекулярных соединений (НМС) с размерами частиц 10-12-10-10 м и высокомолекулярных соединений (ВМС) с размерами частиц 10-9-10-7 м.

Частицы истинных растворов : а) не видимы в микроскоп;

б) проходят через полупроницаемую мембрану(НМС); в) для них характерно Броуновское движение. Системы гомогенны и устойчивы.

Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз по Оствальду:

137

Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз по Ребиндеру

Академик П.А. Ребиндер предложил более совершенную классификацию дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз. Он разделил все дисперсные системы на два класса:

138

- свободнодисперсные системы (золи) В

свободнодисперсных системах дисперсная фаза не образует сплошных жестких структур (сеток, ферм или каркасов). Эти системы называют золями. К свободнодисперсным системам относятся аэрозоли, лиозоли, разбавленные суспензии и эмульсии. Они текучи. В этих системах частицы дисперсной фазы не имеют контактов, участвуют в беспорядочном тепловом движении, свободно перемещаются под действием гравитационной силы.

- сплошные (или связнодисперсные) системы (гели).

В сплошных (связнодисперсных) системах частицы дисперсной фазы образуют жесткие пространственные структуры (сетки, каркасы, фермы). Такие системы оказывают сопротивление деформации сдвига. Связнодисперсные системы — твердообразны; они возникают при контакнодисперсные системы — твердообразны; они возникают при контакте частиц дисперсной фазы, приводящем к образованию структуры в виде каркаса или сетки. Такая структура ограничивает текучесть дисперсной системы и придает ей способность сохранять форму. Подобные структурированные коллоидные системы называют гелями.

Классификация дисперсных систем по интенсивности молекулярного взаимодействия

Классификация систем предложена Г. Фрейндлихом. Классификация пригодна только для систем с жидкой дисперсионной средой.

1)лиофильные системы – в них дисперсная фаза взаимодействует с дисперсионной средой и при определенных условиях способна в ней растворяться – растворы коллоидных ПАВ (компоненты моющих средств), растворы ВМС. В случае водной дисперсионной среды такие системы называются гидрофильными.

2)лиофобные системы – в них дисперсная фаза не способна взаимодействовать с дисперсионной средой и растворяться в ней.

139

В лиофобных системах взаимодействие между молекулами различных фаз значительно слабее, чем в случае лиофильных систем; межфазное поверхностное натяжение велико, вследствие чего система проявляет тенденцию к самопроизвольному укрупнению частиц дисперсной фазы. К лиофобным системам относятся грубодисперсные системы и коллоиды, у которых частицы не имеют сродства к растворителю, слабо с ним сязаны и образуют вокруг себя только тонкую оболочку из молекул растворителя. В частности, если дисперсионной средой является вода, то такие системы называются гидрофобными. Для лиофобных коллоидов единицей структуры является сложный многокомпонентный агрегат переменного состава – мицелла.

Особые свойства коллоидных растворов

Коллоидные растворы представляют собой дисперсные системы, частицы которых, как правило, невозможно наблюдать с помощью обыкновенного микроскопа - они видны через световой микроскоп в виде точек, находящихся в беспрерывном движении (броуновское движение). Коллоидные растворы легко проходят через обычные фильтры и почти полностью усваиваются организмом. К коллоидным растворам относятся все внутренние среды организма (кровь, лимфа, внутри- и внеклеточная жидкости).

Для коллоидных и грубодисперсных систем характерны два основных признака: гетерогенность (неоднородность) и раздробленность дисперсной фазы. Гетерогенность в коллоидных и грубодисперсных системах характеризуется наличием поверхности раздела между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды. Как видно, коллоидные растворы по размерам частиц являются промежуточными между истинными растворами и суспензиями и эмульсиями. Коллоидные частицы обычно состоят из большого числа молекул или ионов. Золи в зависимости от размеров частиц могут иметь различную окраску, а у истинных растворов она

140