Классификация дисперсных систем

В презентации табл. 2.1. Сумм

1. По размеру частиц дисперсной фазы.

В зависимости от среднего размера (  дисперсных частиц принято выделять 3 группы дисперсных систем:

1) ультрадисперсные системы (наносистемы),  = 1 – 10 нм;

2) высокодисперсные системы,  = 10 нм – 1 мкм;

3) грубодисперсные системы,  = 1 – 100 мкм.

2. По фракционному составу частиц дисперсной фазы.

В зависимости от однородности размеров дисперсных частиц выделяют 2 группы:

1) монодисперсные системы с частицами одинакового размера;

2) полидисперсные системы, в которых размер частиц изменяется; характеризуются распределением частиц по размерам, для установления которого проводят седиментационный анализ.

       3. По агрегатному состоянию фаз

Дисперсная фаза (ДФ) и дисперсионная среда (ДС) могут быть в каждом из трех агрегатных состояний – твердом (Т), жидком (Ж) и газообразном (Г), образуя девять различных сочетаний.

Агрегат. сост. ДФ/ДС	Название систем	Примеры
Т/Ж	Лиозоли Суспензии   Пасты (концентри- рованные суспензии)	Гидрозоли AgI, Au, As2S3, латексы Флотационная пульпа, взвиси бактерий, вирусов в воде Тесто пекарное, цементное, керамические массы
Ж/Ж	Эмульсии	Сырая нефть, молоко, маргарин, масло
Г/Ж	Пены	В пищевых производствах, в пожаротушении, латексные пены для производства пенорезины
Т/Т	Твердые золи	Рубиновое стекло и др. цветные стекла, сплавы, резина, горные породы
Ж/Т	Твердые золи	Опал, жемчуг
Г/Т	Пористые тела	Силика- и алюмогели, активный уголь, пенобетон, пенопласты
Т/Г	Аэрозоли	Дымы, пыли, перистые облака
Ж/Г	Аэрозоли	Дымы, туманы, кучевые облака
Г/Г	Системы с флуктуациями плотности	Атмосфера Земли

 

     4. По структуре

1. Свободнодисперсные системы.

Частицы не связаны между собой, совершают броуновское движение независимо друг от друга. Ведут себя как вязкие жидкости (лиозоли), газы (аэрозоли).

2. Связнодисперсные системы.

Частицы связаны друг с другом (обычно за счет межмолекулярных, иногда – химических сил), образуя пространственную сетку (каркас), в ячейках которой удерживается дисперсионная среда. Это твердообразные системы – гели и студни. Гели образуются в результате структурообразования суспензоидов и являются двухфазными системами. Студни – гомогенные системы, возникающие из растворов полимеров в результате образования поперечных связей между макромолекулами. К связнодисперсным системам относятся также пористые тела (ксерогели).

       5. По характеру взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды

1) Лиофобные системы. В этом случае граничащие фазы сильно различаются по природе, химическому составу, строению (эмульсии вода/масло и масло/вода, латексы, золи нерастворимых в воде веществ). Для таких систем характерно весьма слабое межмолекулярное взаимодействие дисперсной фазы с дисперсионной средой. Такие системы не могут возникать самопроизвольно, они термодинамически неустойчивы, находятся в метастабильном состоянии, требуют специальной стабилизации. При снятии действия стабилизатора частицы при столкновениях слипаются за счет действия сил межмолекулярного притяжения в агрегаты, укрупнение которых приводит к расслоению системы на две макрофазы с минимальной поверхностью раздела и следовательно, с минимальной поверхностной энергией. Такой процесс слипания частиц при их столкновениях называется коагуляцией.

2) Лиофильные системы характеризуются сильным межмолекулярным взаимодействием между дисперсной фазой и дисперсионной средой и весьма низким значением свободной поверхностной энергии (σ → 0), при их образовании ΔG < 0, т.е. они способны образовываться в результате самопроизвольного диспергирования, являются термодинамически устойчивыми. Примеры – критические эмульсии, растворы мыл выше критической концентрации мицеллообразования.