Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Аналитическая химия (Семинары по аналитической и коллоидной химии).doc
Скачиваний:
122
Добавлен:
20.05.2014
Размер:
412.16 Кб
Скачать

4.2.Классификация дисперсных систем.

По подвижности дисперсной фазы дисперсные системы разделяются на два класса: 1) свободнодисперсные, где дисперсная фаза подвижна.

2) связнодисперсные (структурированные) с твердой дисперсионной средой (гели, твердые растворы).

Рассмотрим классификацию свободнодисперсных систем. Дисперсностью называют величину, обратную среднему размеру частиц дисперсной фазы. Три типа дисперсных систем в таблице:

Грубодисперсные системы

Коллоидные системы (золи)

Истинные растворы

Диаметр больше 10-7 м

от 10-7 до 10-9 м

меньше 10-9 м

Фильтруются через бумажные фильтры

фильтруются через полупроницаемые мембраны

нельзя отфильтровать

Неустойчивы

Относительно устойчивы

Устойчивы

Мутные

образуют “конус Тиндаля”

Прозрачны

Связнодисперсные системы (пористые тела) подразделяют на :

1) микропористые (диаметр пор до 2 нм)

2) переходнопористые (2 - 200 нм)

3) макропористые (выше 200 нм).

Коллоидные системы разделяются на лиофобные и лиофильные. Первые характеризуются взаимодействием частиц со средой (дисперсии глин и ПАВ), вторые не взаимодействуют и поэтому неустойчивы. Введение стабилизаторов.

Теперь рассмотрим классификацию по агрегатным состояниям

Ж в Г (туман, облака)

Т в Г (дым, пыль, порошки)

Г в Ж (пены)

Ж в Ж (эмульсии, молоко, нефть)

Т в Ж (суспензии, золи, илы)

Г в Т (адсорбенты, пемза, пенопласт)

Ж в Т (капиллярные системы, почвы)

Т в Т (минералы, сплавы, бетон)

4.3. Роль поверхностных сил в дисперсных системах.

Как было сказано ранее, поверхность раздела фаз находится в особом энергетическом состоянии, благодаря чему происходит адсорбция частиц на поверхности. Это особенно заметно проявляется на границе раздела газ-жидкость, где поверхностная энергия (избыток энергии в поверхностном слое жидкости по сравнению с объемным) приводит к поверхностному натяжению. Поверхностное натяжение  измеряется работой образования новой поверхности раздела фаз с единичной площадью. Она объясняет стремление жидкости принять форму с наименьшей площадью, то-есть сферу. Большое количество жидкости может образовать сферу только в невесомости, а малое количество может образовать почти сферические шарики на масляной поверхности. Эта тенденция объясняется увеличением относительного вклада поверхностных сил при уменьшении размеров фаз по сравнению с гравитационными и др.

При соприкосновении разнородных твердых или жидких тел возникает их сцепление, называемое адгезией, за счет сил межмолекулярного взаимодействия либо химических связей.

4.3.1. Смачивание

Рассмотрим взаимодействие жидкости с твердым телом на границе раздела трех фаз: Ж-Г-Т или Ж-Г-Ж. Наблюдается искривление поверхности жидкости, пропитывание пористых тел или растекание жидкости по поверхности твердого или жидкого тела. Эти явления называются смачиванием. Смачивание определяется межмолекулярными силами, а в ряде случаев процессами в поверхностном слое смачиваемого тела (образование твердых или жидких растворов, хемосорбция и диффузия). Следствием смачивания являются капиллярные явления: подъем жидкости в капиллярах и пористых телах и возникновение капиллярного давления, обусловленные искривлением поверхности жидкости вблизи стенки. Мерой смачивания является краевой угол  между плоскостью смачиваемой поверхности и плоскостью, касательной к поверхности жидкости (рис.4.1). Его можно рассчитать по уравнению Юнга:

cosт-гт-жж-гh

Если то смачивание полное, если 0 то смачивание неполное, если смачивание отсутствует. Смачивание стекла водой практически неограничено (а парафин водой не смачивается (

Краевой угол смачивания зависит от соотношения сил сцепления молекул жидкости с молекулами или атомами смачиваемого тела (адгезия) и сил сцепления молекул жидкости между собой (когезия). Работа сил адгезии выражается формулой:

Аадг = (1+cos

А работа сил когезии формулой:

Аког = 2.