05. Дисперсные системы

доц. М.В. Кирилив
Дисперсная система — это система, в
которой мелкие частицы одной или
нескольких веществ равномерно
распределены между частицами другого
вещества.
 Дисперсной
фазой называют
мелкие частицы вещества которое
распределено в системе.
 Дисперсионной средой называют
вещество в котором распределена
дисперсная фаза.
Гомогенная (однородная)
дисперсная система
это система в которой между
дисперсной фазой и дисперсионной
средой нет поверхности раздела.
 К таким системам принадлежат
истинные растворы. Размеры молекул,
ионов меньшие чем 1·10-9м. Такие
системы термодинамически устойчивые
и понятие дисперсности к ним не
относится.

Гетерогенная (неоднородная)
дисперсная система

это система в которой частицы
дисперсной фазы имеют размер
больше чем 1·10-9м и составляют
отдельную фазу от дисперсионной
среды.
Степень дисперсности (D)
это величина, обратная размеру
частицы(d)
D = 1/d
Чем меньше размер частицы тем больше
дисперсность системы
Классификация дисперсных
систем.
Классификация по
степени дисперсности
средней дисперсности
Грубодисперсные
(d= 10-3-10-5 м)
к ним принадлежат
грубые суспензии,
эмульсии, порошки.
(d= 10-5-10-7 м)
высокодисперсные
к ним принадлежат
тонкие суспензии,
дым,
пористые тела.
(d= 10-7-10-9 м)
это коллоидные
системы.
Классификация по агрегатному состоянию.
Классификация по межфазовому взаимодействию
лиофобные
это системы, в которых
слабые силы
Межмолекулярного
взаимодействия.
К ним принадлежат
лиозоли, аэрозоли,
эмульсии, пены.
Лиофобные золи
это коллоидные
растворы.
лиофильные
это системы, в которых
Интенсивное
взаимодействие
между фазой и
средой.
К ним принадлежат
растворы
высокомолекулярных
соединений.
Коллоидные растворы (золи)
Коллоидными растворами называют
микрогетерогенные дисперсные
системы с частицами размером от 10-7
до 10-9м. Их характеризует не только
наличие поверхности раздела между
дисперсной фазой (каждой частицей) и
дисперсионной средой (растворителем),
но и малая устойчивость; коллоидные
растворы не образуются
самопроизвольно.
Условия образования
коллоидных растворов
малая растворимость веществ дисперсной
фазы в дисперсионной среде
 -состветственная степень дисперсности
вещества (d = 10-7-10-9 м)
 -наличие стабилизатора, который придает
частицам дисперсной фазы одноименного
заряда, что предупреждает их объединение
(агрегацию).

Методы получения коллоидных
растворов (золей)

Конденсационные методы.
Это методы получения золей путем
укрупнением микрочастиц
Конденсационные методы разделяют на
физические и химические.

Диспергационные методы.
Это методы дробления больших частиц до
коллоидной степени дисперсности.
Строение коллоидной частицы
AgNO3 + КI = AgI + KNO3
(mAgI) —агрегат
[(mAgI) nAg+]n+— ядро
{[(mAgI)nAg+]n+(n-x)NO3-}x+ —
гранула
{[(mAgI) nAg+]n+(n-x)NO3-}x+х NO3- мицелла
Методы очистки коллоидных
растворов.
Диализ – это очищение коллоидных
растворов через полупроницаемую
мембрану, которая омывается
растворителем.
Схема диализатора
Электродиализ – это процесс очистки
золей от примесей электролитов
в электрическом поле которое
ускоряет движение ионов.
Схема электродиализатора
Ультрафильтрация – это метод очистки коллоидных растворов
путем фильтрования их под давлением через специальные
пленки – ультрафильтры.
Молекулярно-кинетические
свойства коллоиднодисперсных систем.
Молекулярно-кинетические свойства
это свойства, которые обусловлены
тепловым движением частиц.
 Это броуновское движение, диффузия,
осмотическое давление,
седиментационно-диффузионное
равновесие.

Броуновское движение.

Тепловое хаотическое движение
дисперсных частичек называется
броуновским движением. Это
движение возникает вследствие
ударов молекул дисперсионной
среды и частиц дисперсной фазы.
Диффузия
это процесс самопроизвольного
выравнивания концентрации
диспергированного вещества под
влиянием теплового хаотического
движения частичек системы.
 Скорость диффузии всегда
увеличивается с повышением
температуры.

Осмотическое давление

это явление, которое связано с
тепловым движением микрочастиц.
Дисперсные системы имеют
осмотическое давление, но оно очень
мало.
Седиментационно-диффузное
равновесие.
Седиментация- это процесс оседания
частиц дисперсной фазы под действием
силы земного притяжения.
 Процессы диффузии и седиментации
имеют противоположные направления в
результате чего в дисперсной системе
устанавливается седиментационнодиффузное равновесие.

Оптические свойства
дисперсных систем

Это свойства которые связаны с
прохождением, заломлением,
рассеиванием, отражением,
поглощением света.
Светорассеяние.
Для коллоидных систем в которых размеры
частичек меньше длинны волн видимого
спектра, характерно светорассеяние.
 При боковом освещении коллоидного
раствора можно наблюдать конус Тиндаля –
это образование светящегося конуса.
 Опалесценция – это матовое свечение золей.

Поглощение света и окраска
золей.
В высокодисперсных золях интенсивность
света уменьшается и за счет поглощения и за
счет рассеивания света частицами
дисперсной фазы. В зависимости от размеров
частиц золи могут иметь разные окраски.
 Чем меньше радиус частиц тем сильнее
поглощаются волны с меньшей длинной.
Например, высокодисперсный золь золота
имеет красную окраску. При увеличении
размеров частиц поглощается красная часть
спектра и золь будет синего цвета.

Электрокинетические
явления.
Это явления, которые базируются на
взаимодействии между электрическими
и кинетическими свойствами
дисперсных систем.
 Электрокинетические явления это
электрофорез и электроосмос.

Электрофорез

Движение
заряженных
коллоидных частиц,
а также частиц
грубых взвесей к
противоположно
заряженному
электроду
называется
электрофорезом.
Электроосмос

Перемещение
дисперсионной среды
относительно
неподвижной
дисперсной фазы к
электроду,
происходящее под
влиянием внешней
разности потенциалов,
называют
электроосмосом.
Коагуляция коллоидов
 Процесс
объединения
коллоидных частиц в более
крупные агрегаты называется
коагуляцией.
Коагуляция смесями
электролитов
I) суммирование коагулирующего
действия электролитов
(аддитивность);
2) один электролит ослабляет
действие другого (антагонизм);
3) один электролит усиливает
действие другого (синергизм).
Взаимная коагуляция
Если к золю с отрицательно
заряженными частицами
добавить золь с положительно
заряженными частицами, то
произойдет их взаимная
коагуляция.
Спасибо за
внимание!