Sistemele heterogene constând din două sau mai multe faze, dintre care unul este uniform dezintegrat în altul, sunt numite dispersive.
Faza care este fragmentată se numește faza de dispersie (denumită în cele ce urmează "df").
Faza în care faza dispersată este dezintegrată se numește mediul de dispersie (abreviat la "ds").
Clasificați sistemele de dispersie prin următoarele caracteristici:
1) sistemele de dispersie fin dispersate și dispersate gros se deosebesc prin gradul de fragmentare a fazei dispersate. Măsura dezintegrării substanței este dispersia, desemnată prin litera "D". Este invers proporțională cu dimensiunea medie liniară a particulelor sale și este măsurată în contoare inverse:
Dacă particula are o formă sferică, atunci d este lungimea diametrului său, dacă este cubică, atunci dimensiunea marginii cubului.
Cu cât dispersia este mai mare, cu atât este mai mare suprafața specifică (suprafața per unitate de masă) a materialului zdrobit. Pe măsură ce suprafața crește, energia de suprafață a particulelor situate la limita de fază a sistemului eterogen crește. Aceasta conduce la o creștere a reactivității substanței și, în consecință, face posibilă fluxul spontan al diferitelor fenomene de suprafață (adsorbție, udare etc.).
Dimensiunea medie a particulelor fazei dispersate a sistemelor de înaltă dispersie se situează în intervalul 10 -9 -10 -7 m. Astfel de sisteme sunt numite coloidale. Sistemele coloidale naturale sunt praful cosmic, sucul de plante. Tehnologia folosește vopsele foarte dispersate, aerosoli.
Sistemele dispersate sub formă de particule constau în particule cu dimensiuni cuprinse între 10 și 7 până la 10-4 m. Astfel de sisteme sunt numite microheterogene, deoarece particulele lor pot fi văzute într-un microscop convențional. Acestea includ fluide biologice (sânge), alimente (lapte, pâine), sisteme naturale (ceață, nori), materiale tehnice (vopsele, emulsii, spume);
2) Se disting 8 tipuri de sisteme de dispersie în funcție de starea agregată (solidă, lichidă și gazoasă) a fazei dispersate și a mediului de dispersie. Conform acestei clasificări, dispersia este înregistrată ca o fracție, numărătorul care indică starea fizică a fazei dispersate, iar numitorul - mediul de dispersie, adică „DF / DS“ ... Fiecare dintre cele opt tipuri (al nouălea tip "y / y" se referă la soluțiile reale) are un nume specific. Exemplele acestor sisteme sunt prezentate în tabelul 1.
3) prin prezența interacțiunii particulelor fazei dispersate, se disting între ele sistemele libere și coerente dispersate (structurate), schemele cărora sunt prezentate în Fig. 1 și 2.
Fig.1. Sisteme de dispersie liberă: corpuscular - (a-c), fibros (g) - și dispersat pe peliculă (e).
Fig.2. Sisteme coerente: gel (a); Coagul cu o structură densă (b) și loose (in).
Prin definiție, condiția pentru formarea sistemelor de dispersie este solubilitatea limitată sau insolubilitatea reciprocă a particulelor fazei dispersate și a mediului de dispersie. Din acest motiv, astfel de sisteme sunt instabile termodinamic și, în timp, trebuie să se separe în două faze separate. Pentru a asigura stabilitatea agregatelor (capacitatea particulelor de fază dispersată, nu se lipesc între ele păstrând în același timp un anumit grad de dispersie) și stabilitatea cinetică (abilitatea de a nu sag pentru a forma o fază separată) în sistemele disperse sunt introduse în al treilea component - stabilizator.
Sisteme disperse sunt intermediare între sisteme și soluții eterogene, totuși utilizate pentru prepararea lor sunt două căi - dispersie (rupere faza existentă insolubilă în mediul de dispersie) sau condensarea (crearea unui nou sistem omogen fază, obținându-se astfel sistemul cu două faze).
Metodele de dispersie sunt împărțite în fizică și chimică. Dispersia fizică poate fi efectuată prin metode mecanice (agitare, zdrobire pe mori cu bile), ultrasonică, electrică (evaporarea electrodului metalic în formarea arcului voltaic). Dispersie chimică. sau peptizare, se bazează pe tratarea unui sediment vâscos proaspăt căzut cu o soluție electrolitică sau un solvent, având ca rezultat dezagregarea particulelor sale și distribuția lor pe volumul mediului de dispersie.
Metodele de condensare pot fi și fizice sau chimice. Cu o metodă chimică se formează o nouă fază datorită unei reacții chimice. Poate fi o reacție redusă oxidativ pentru obținerea soluțiilor coloidale de metale (argint) sau nemetalice (sulf):
Cu ajutorul reacției de hidroliză, se obține o soluție coloidală de hidroxid de fier (III):
Concentrația fizică poate fi efectuată prin înlocuirea solventului cu un non-solvent pentru substanța dizolvată, ceea ce conduce la formarea unui sistem eterogen. Deci, puteți obține o dispersie apoasă de sulf sau colofoniu din soluția lor de alcool.
Cele mai comune sisteme de dispersie sunt emulsii, suspensii, spume și aerosoli.
· Emulsiile sunt sisteme microeterogene, în funcție de starea agregată a fazelor, denumită "w / w". Acestea sunt formate din două lichide nemiscibile reciproc, dintre care unul, sub formă de picături, este zdrobit în celălalt. În funcție de polaritatea fazelor, există două tipuri de emulsii: o emulsie directă, denumită "m / v" și o emulsie inversă, care este înregistrată ca "in / m". Faza polară se numește "apă" (notată cu litera "c"), iar faza nepolară se numește "ulei" (marcat cu litera "m"). Un exemplu de emulsie naturală de primul tip, adică tipul "apă în ulei", este laptele constând din picături de grăsime distribuite în apă și un al doilea tip, adică "Apă în ulei", - unt, ulei. O proprietate specifică a emulsiilor este inversarea fazelor lor, ceea ce înseamnă o tranziție reversibilă de la un tip la altul. Acest fenomen poate fi cauzat de acțiunea mecanică (agitare) sau de schimbarea stabilizatorului de emulsie, numit "emulgator". Emulsiile sunt, de regulă, stabilizate de substanțele active de suprafață (agenți tensioactivi).
· Suspensiile sunt sisteme microeterogene care corespund tipului "t / f". Suspensiile diluate sunt numite suspensii, care includ sânge (fluid biologic) utilizat în construcții (ciment, var) soluții și vopsele. Suspensiile sunt stabile numai cu stabilizatori, al căror rol poate fi jucat de pulberi sau surfactanți. Suspensiile concentrate sunt numite paste. În tehnica de utilizare a pastelor abrazive, în construcția de grunduri, chituri, masticuri, vopsele sunt utilizate. Suspensiile concentrate aparțin sistemelor structurate și sunt stabile.
· Spumă - sisteme microheterogene, care sunt o dispersie de gaze în lichid (spumă lichidă) sau în mediu de dispersie solid (spumă solidă). Un exemplu de spumă naturală naturală este piatra ponce - un produs cu activitate vulcanică, spumă artificială - pâine, spumă, cauciuc spumant. Stabilizatorul de spumă lichidă este numit agent de spumare. Agenții de spumare buni sunt săpunuri - săruri ale acizilor organici mai mari. Stabilitatea spumei este determinată de timpul în care volumul său este redus la jumătate. Depinde de natura agentului de spumare, de temperatura și de viscozitatea mediului de dispersie. Proprietățile spumei includ multiplicitatea, adică raportul dintre volumul spumei obținut și volumul lichidului din care este format. Multiplicitatea spumei bune poate ajunge la 1000 de unități. spuma concentrata constau din bule de aer sau de gaz, înconjurate de filme subțiri structurate mediu de dispersie lichid utilizat pentru îmbogățire spumelor minereurilor metalice prin flotație, stingerea incendiilor și altele. D. Uneori fenomenul de spumare este de nedorit. De asemenea, poate preveni amestecarea în timpul tratării apelor uzate sau în orice proces tehnologic. În aceste cazuri, spumele "stingă", adăugând substanțe speciale - antifoam, înlocuind agentul de spumare. Defoamerele bune sunt alcooli organici.
· Aerosolii sunt sisteme dispersate sau dispersate cu dispersie foarte mare, cu un mediu de dispersie gazos, denumit g / g sau t / g. Denumirea aerosolilor depinde de metoda de preparare. Se obține prin dispersarea picăturilor de lichid într-un aerosoli gazoși mediu numite „spray-uri“, acestea includ produse cosmetice (parfumuri, deodorant), medicamente. Când particulele solide ale rocilor sunt dispersate în aer, se produce praf, răspândit de vânt pe distanțe enorme. Prin urmare, aerosolii joacă un rol important în ciclul elementelor chimice din natură. Condensarea picăturilor de umiditate din aer produce nori și ceață, iar atunci când particulele solide de carbon - fum condensate. Aerosolii fără stabilizator sunt stabile datorită proprietăților de izolare ale mediului gazos care împiedică particulele dispersate aglomereze, chiar dacă acestea sunt încărcate. Sistemele de aerosoli coloidali combină manifestarea împrăștierii luminii (opalescență). Proprietate aerosol specific - Termodifuziune fenomen (deplasează particule de aerosoli de la cald la partea rece) a cauzat mai mari lovituri de intensitate de moleculele din mediul gazos la parcelele de temperatură ridicată. Formată în atmosfera marilor orașe industriale, smogul este un aerosol cu o compoziție complexă formată din particule de faze solide, lichide și gazoase dispersate în aer și desemnate ca
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: