2. Класифікація колоїдних систем

Колоїдні системи класифікують:

І. За агрегатним станом дисперсної фази та дисперсійного середовища:

Таблиця 1

Класифікація дисперсних систем за агрегатним станом дисперсної фази та дисперсійного середовища.

Дисперсна фаза	Дисперсійне середовище	Назва системи
Газ	Газ	Не утворюються
Рідина	Газ	Туман
Тверде тіло	Газ	Дим, порошок
Газ	Рідина	Піна
Рідина	Рідина	Емульсія
Тверде тіло	Рідина	Золь, суспензія
Газ	Тверде тіло	Тверда піна
Рідина	Тверде тіло	Тверда емульсія
Тверде тіло	Тверде тіло	Тверді золі, сплави

ІІ. За будовою частинок дисперсної фази:

Корпускулярні (рис.2,а) – системи, всі три виміри частинок дисперсної фази яких знаходяться в межах від 1·10^-9до 1·10^-5м.

Фібрілярні або волокнисті (рис.2,б)- системи, два виміри частинок дисперсної фази яких знаходяться в межах від 1·10^-9до 1·10^-5м.

Ламінарні або плівкові (рис.2,в) – системи, в яких тільки один вимір частинок дисперсної фази яких знаходяться в межах від 1·10^-9до 1·10^-5м.

Рис. 2. Типові форми частинок дисперсної фази.

ІІІ. За кінетичними властивостями дисперсної фази:

Вільнодисперсні – це системи в яких частинки дисперсної фази вільно і безперервно рухаються.

Зв’язанодисперсні - системи в яких частинки дисперсної фази утворюють просторову сітку яка обмежує їх можливості вільно рухатися.

IV. Дисперсні системи поділяються на монодисперсні – системи в яких частинки ДФ мають однакові розміри, та полідисперсні – системи в яких частинки ДФ мають різні розміри.

Рис. 3. Монодисперсна (а) та полідисперсна (б) системи.

Контрольні питання:

1. Що вивчає колоїдна хімія? Які ознаки її об’єктів? Які основні відмінності між істинними та колоїдними розчинами?

2. Обґрунтуйте особливості стану речовини на межі поділу фаз.

3. Об’єкти якого розміру вивчає колоїдна хімія? Відповідь аргументуйте.

4. Наведіть приклади корпускулярних, фібрилярних та ламінарних колоїдних систем.

5. Як класифікують дисперсні системи за агрегатним станом?

6. Дайте визначення понять “дисперсна фаза”, дисперсійне середовище”. Які системи називають “вільнодисперсними”, а які “зв’язанодисперсними”?

7. Що розуміють під термінами “монодисперсна система”, “полідисперсна система”?

В якому агрегатному стані знаходиться одна молекула?

2. Поверхневі явища та їх класифікація

   1. Класифікація поверхневих явищ

Поверхневі явища зручно класифікувати використавши об’єднане рівняння І і ІІ законів термодинаміки для рівноважних систем з врахуванням поверхневої енергії:

dG = -SdT + Vdр + _idn_i + dq + dS ( 2.0)

_i-хім. потенціал і-го компоненту;

n_i- кількість молів і-го компоненту;

 - електричний потенціал;

q- кількість електрики;

 - поверхневий натяг;

S– площа поверхні.

Поверхнева енергія (dS) може змінюватися за рахунок зміни:

1) енергії Гіббса (dG);

2)теплоти (SdT);

3)виконання роботи (Vdp);

4)хімічної енергії (_idn_i);

5)електричної енергії (dq).

Згідно другого закону термодинаміки самочинно відбуваються процеси, які йдуть зі зменшенням енергії Гіббса dG<0.

Якщо вважати, що всі параметри рівняння (2.1) крім  і S не змінюються, або їх зміна в порівнянні зі зміною і Sнезначна, тоді зміна енергії Гіббса дорівнює:

dG = d(·S) (2.0)

dG = dS + Sd ( 2.0)

а) якщо площа міжфазної поверхні залишається незмінною, то:

S=const, dS=0, dG = Sd

в цьому випадку будуть відбуватися процеси, в результаті яких зменшується поверхневий натяг (d<0): адгезія, адсорбція, електричні та теплові явища на поверхні;

б) якщо поверхневий натяг залишається незмінним, то:

=const, d=0, dG = dS

будуть відбуватися процеси, в результаті яких зменшується площа міжфазної поверхні (S<0): утворення рівної або сферичної поверхні, укрупнення частинок, коагуляція, коалесценція, ізотермічна перегонка.