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!