1.3.4. Классификация по соотношению размеров частиц дисперсной фазы

В зависимости от соотношения размеров частиц дисперсной фазы бывают системы монодисперсные и полидисперсные.

Монодисперсные системы состоят из частиц одного размера, а полидисперсные - из частиц различного размера. Монодисперсные системы встречаются крайне редко

В полидисперсных системах содержание частиц различного размера неодинаково. Дисперсный состав в таких системах выражают графически в виде функций распределения частиц по размерам (поверхности, массе ). На рис. 1.2 представлены дифференциальные кривые распределения для двух систем. В системе 1 преобладают мелкие частицы, а в системе 2 - более крупные.

1.3.5. Классификация по характеру межфазного взаимодействия

По данному признаку все системы делятся на два вида - лиофильные (ЛФЛ) и лиофобные (ЛФБ).

Для ЛФЛ - . характерно сильное межмолекулярное взаимодействие дисперсной фазы и дисперсионной среды. Это приводит к образованию сольватных оболочек вокруг частиц дисперсной фазы. Они термодинамически устойчивы

В ЛФБ (ГФБ - гидрофобных, в случае воды) наблюдается слабое взаимодействие дисперсной фазы и дисперсионной среды. В них на границе раздела не скомпенсированы силы взаимодействия и имеется избыток свободной поверхностной энергии. Такие системы термодинамически неустойчивы и требуют дополнительной стабилизации.

1.3.6. Классификация по кинетическим свойствам дисперсной фазы и дисперсной среды

I класс - свободнодисперсные системы, в которых частицы дисперсной фазы могут свободно передвигаться, так как дисперсионная среда жидкая или газообразная.

II класс - связнодисперсные системы, где дисперсная фаза неподвижна, ее частицы не могут передвигаться. В таких системах дисперсионная среда твердая.

Билет 2 Характерные особенности дисперсных систем.

Для дисперсных систем характерны два признака: гетерогенность - это основная характеристика дисперсных систем и дисперсность - это дополнительная характеристика дисперсных систем.

Мерой доп. характеристики - дисперсности или раздробленности вещества может служить удельная поверхность Sуд:

, (1.2)

где S - общая поверхность между фазами;V - объем дисперсной фазы.

Для частиц, имеющих кубическую форму, получаем

,

где  - длина ребра куба, а для сферических частиц

, где  - диаметр частиц, ,

Sуд - это поверхность единицы объема дисперсной фазы. Часто Sуд рассчитывается на единицу массы раздробленного вещества (дисперсной фазы). m=V, то или, ,

Наибольшее значение Sуд приходится на ультрамикрогетерогенные системы (заштрихованная область). По мере приближения к области молекулярнодисперсных систем кривая обрывается, так как Sуд исчезает совсем, она теряет физический смысл.

растворы высокомолекулярных соединений (ВМС), обладают только одним - дисперсностью.

Растворы ВМС как бы связывают в единое целое все дисперсные системы, обладая свойствами как истинного раствора, так и коллоидного раствора. Мерой качественной характеристики дисперсных систем - гетерогенности в системах может служить величина удельной поверхностной энергии, которая называется поверхностным натяжением . Величина поверхностного натяжения определяет резкость перехода от одной фазы к другой. поверхностную энергию GS - новый вид энергии для дисперсных систем:

GS=S (1.5)

Дисперсные системы имеют очень большую поверхность раздела и, следовательно, обладают огромным запасом свободной поверхностной энергии. Следствием большого избытка свободной поверхностной энергии в дисперсных системах является их термодинамическая неустойчивость.

Сочетание поверхностных свойств и молекулярно-кинетических - это характерная особенность высокодисперсных или коллоидных систем (ультрамикрогетерогенных). В гомогенных системах наблюдаются лишь молекулярно-кинетические свойства. Растворы ВМС обладают молекулярно-кинетическими свойствами, но в них нет поверхностных явлений. В системах с меньшей дисперсностью остаются только поверхностные свойства, в них частицы уже не могут принимать участие в тепловом движении.

Цель и задачи изучения дисциплины

Цель изучения - получить представление о специфических свойствах дисперсных систем и методах их описания.

Знание закономерностей, присущих дисперсным системам, необходимо не только на химическом производстве, но и при получении новых материалов с заданными свойствами: цемента, керамики, сплавов, полимеров, смазочных материалов, бумаги, пищевых продуктов, лекарственных веществ.

Задачей изучения дисциплины является глубокое проникновение в механизм процессов с участием дисперсных систем с целью сознательного управления ими. Это необходимо для оптимизации технологических режимов в самых различных отраслях промышленности.

Билет 3. Поверхностные явления

Поверхностные явления – это явления связанные с особенностями границы раздела фаз, в частности, с избыточной энергией, сосредоточенной на поверхности, по сравнению с энергией в объеме фаз. Самопроизвольное уменьшение поверхностной энергии и превращение ее в другие виды энергии приводит к возникновению различных поверхностных явлений