60) Аэрозоли - дисперсные системы, в которых частицы дисперсной фазы находятся во взвешенном состоянии. Дисперсионная среда - газ, дисперсная фазы

 твердая(Т/г)

Дисперсная фаза	Обозначение	Название
твердая	Т/Г	Дым, пыль
жидкая	Ж/Г	Туман, капли
твердая и жидкая	Т, Ж/Г	Смог
пена	Ж, Г/Г	Жидкая аэрозольная пена
	Т, Г/Г	Твердая аэрозольная пена
газовые образования	Г/Г*	Газовые гидраты
твердая	Т/	Космическая пыль

Классификация аэрозолей

Образование и свойства аэрозолей

Концентрация и размеры частиц дисперсной фазы все время меняются.

Дисперсионная среда аэрозолей - газ, это обуславливает электрический заряд аэрозольных частиц. Электрические заряды возникают в результате трения твердых частиц при образовании аэрозолей, при дроблении жидкостей.

Электрические свойства аэрозолей отличаются от электрических свойств золей и суспензий. Здесь не образуется ДЭС, заряд частиц не компенсируется, является избыточным, частицы могут иметь заряды различного знака.

Агрегативная устойчивость аэрозолей также обусловлена особенностями газовой дисперсионной среды. Подвижность частиц в газовой среде в отсутствии электростатических сил отталкивания приводит к тому, что вероятность , которая характеризует кинетику коагуляции, равна или близка к единице. Это означает, что процесс идет по механизму быстрой коагуляции. В результате коагуляции частицы укрупняются и образуются агрегаты.

Оптические свойства

Интенсивность рэлеевского рассеяния света высокодисперсными аэрозолями зависит от показателя преломления дисперсионной среды и дисперсной фазы.

Вязкость воздуха примерно в 1000 раз меньше вязкости воды, поэтому седиментационная устойчивость аэрозолей ниже, чем у суспензий.

Для аэрозолей характерны более интенсивное броуновское движение  и диффузия, чем для золей.

Перевести частицы в аэрозольное состояние можно с помощью механических процессов или взрыва (Чернобыльская катастрофа - радиоактивное облако).

В атмосфере Земли возникновение аэрозолей происходит под действием воздушного потока.

На частицу, взвешенную в воздушном потоке, действует аэродинамическая сила. Препятствовать оседанию частиц будет сила трения и сила конвективных потоков.

Соотношение  сил может быть различным, может изменяться во времени.

Наибольшее значение в жизни людей имеют атмосферные аэрозоли, которые возникают самопроизвольно или искусственно, например, при работе промышленных предприятий (промышленная пыль).

Ежегодно в среднем один квадратный километр земной поверхности посылает в атмосферу 20 т раздробленной массы, которая превращается в аэрозоли. Большая часть этой массы в Результате разрушения аэрозолей возвращается на Землю.

Устойчивость аэрозолей нарушается естественным путем за счет процессов осаждения под действием дождя, снега и т.п.

Применение аэрозолей

1.Парфюмерная промышленность.

2.Пищевая промышленность и т.п.

Аэрозоли имеют побочное действие: они легковоспламенимы, токсичны, поэтому в нормативные документы внесены ПДК (предельно допустимые концентрации) аэрозолей, превышение этих норм опасно для здоровья.

45) Методы получения дисперсных систем.

Метод диспергирования. Заключается в механическом дроблении твердых тел до заданной дисперсности; диспергирование ультразвуковыми колебаниями; электрическое диспергирование под действием переменного и постоянного тока. Для получения дисперсных систем методом диспергирования широко используют механические аппараты: дробилки, мельницы, ступки, вальцы, краскотерки, встряхиватели. Жидкости распыляются и разбрызгиваются с помощью форсунок, волчков, вращающихся дисков, центрифуг. Диспергирование газов осуществляют главным образом с помощью барботирования их через жидкость. В пенополимерах, пенобетоне, пеногипсе газы получают с помощью веществ, выделяющих газ при повышенной температуре или в химических реакциях.

Несмотря на широкое применение диспергационных методов, они не могут быть применимы для получения дисперсных систем с размером частиц -100 нм. Такие системы получают кондесационными методами.

В основе конденсационных методов лежит процесс образования дисперсной фазы из веществ, находящихся в молекулярном или ионном состоянии. Необходимое требование при этом методе – создание пересыщенного раствора, из которого должна быть

получена коллоидная система. Этого можно достичь при определенных физических или химических условиях.

Физические методы конденсации:

1) охлаждение паров жидкостей или твердых тел при адиабатическом расширении или смешивании их с большим объемом воздуха;

2) постепенное удаление (выпаривание) из раствора растворителя или замена его другим растворителем, в котором диспергируемое вещество хуже растворяется.

Так, к физической конденсации относится конденсация водяного пара на поверхности находящихся в воздухе твердых или жидких частиц, ионов или заряженных молекул (туман, смог).

Замена растворителя приводит к образованию золя в тех случаях, когда к исходному раствору добавляют другую жидкость, которая хорошо смешивается с исходным растворителем, но является плохим растворителем для растворенного вещества.

Химические методы конденсации основаны на выполнении различных реакций, в результате которых из пересыщенного раствора осаждается нерастворенное вещество.

В основе химической конденсации могут лежать не только обменные, но и окислительно-восстановительные реакции, гидролиза и т.п.

Дисперсные системы можно также получить методом пептизации, который заключается в переводе в коллоидный «раствор» осадков, частицы которых уже имеют коллоидные размеры. Различают следующие виды пептизации: пептизацию промыванием осадка; пептизацию поверхностно – активными веществами; химическую пептизацию.

Например, свежеприготовленный и быстро промытый осадок гидроксида железа переходит в коллоидный раствор красно-бурого цвета от добавления небольшого количества раствора FeCl₃ (адсорбционная пептизация) или HCl (диссолюция).

Механизм образования коллоидных частиц по методу пептизации изучен довольно полно: происходит химическое взаимодействие частиц на поверхности по схеме:

Далее агрегат адсорбирует ионы Fe⁺³ или FeO⁺, последующие образуются в результате гидролиза FeCl₃ и ядро мицеллы получает положительный заряд. Формулу мицеллы можно записать в виде:

или

С точки зрения термодинамики, наиболее выгодным является метод диспергирования.