Изменение удельной поверхности при дроблении

1 См3 вещества

Более подробная классификация систем по степени дисперсности приведена в табл.2.

Таблица 2

Классификация систем по степени дисперсности

Указание размеров частиц обычно недостаточно для полной характеристики системы, т.к. при этом не учитываются свойства дисперсной фазы и дисперсионной среды. Поэтому существует также классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. Если буквами Г, Ж и Т обозначить соответственно газообразное, жидкое и твердое состояния, то будут возможны различные сочетания агрегатных состояний дисперсионной среды и дисперсной фазы (табл.3, в знаменателе указано состояние дисперсионной среды).

Таблица 3

Классификация дисперсных систем по агрегатном состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды

Из табл. 3 видно, что возможны девять комбинаций дисперсной фазы и дисперсионной среды в различных их состояниях. Однако, практически можно реализовать лишь восемь комбинаций, поскольку газы в обычных условиях растворимы друг в друге и образуют гомогенную систему.

Высокодисперсные системы с частицами коллоидных размеров называют золями (от немецкого слова sole – коллоидный раствор). Системы Ж/Г и Т/Г с газовой дисперсионной средой, независимо от природы газа, называются аэрозолями, системы Т/Ж с жидкой дисперсионной средой – лиозолями (от греческого лиос – жидкость), которые в зависимости от природы жидкости могут быть гидрозолями (в воде), алкозолями (в спирте), бензозолями (в бензине) и т.п.

Если твердая фаза распределена в жидкой (взвесь твердых частиц в жидкости – Т/Ж), то такие системы называют суспензиями. Если и дисперсная фаза и дисперсионная среда – жидкости (взвесь капелек одной жидкости в другой – Ж/Ж), то такие системы называют эмульсиями.

Кроме перечисленных, существуют также классификации по структуре (свободно-дисперсные и связно-дисперсные), по межфазному взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды. Последняя классификация пригодна только для систем с жидкой дисперсионной средой. Взаимодействие между веществами дисперсной фазы и дисперсионной среды за счет межмолекулярных сил на границе раздела фаз протекает всегда, но степень его проявления может быть различна. В зависимости от этого дисперсные системы с сильным межмолекулярным взаимодействием вещества дисперсной фазы со средой называются лиофильными, а со слабым – лиофобными.

§ 2. Коллоидное состояние. Методы получения и очистки коллоидных растворов

Русский ученый П.П. Веймарн считает, что любое вещество можно перевести в коллоидное состояние, создавая соответствующие условия. Например, мыло в воде образует коллоидный раствор, а в спирте – истинный, из которого оно может кристаллизоваться; наоборот хлорид натрия в воде дает истинный раствор, а в бензоле – коллоидный. Поэтому правильнее говорить не о коллоидном веществе, а о коллоидном состоянии вещества. В коллоидном состоянии вещество сильно раздроблено и характеризуется определенной дисперсностью. Вещество в этом состоянии диспергировано до очень малых частиц, которые являются не молекулами, а агрегатами, состоящими из множества молекул. Совокупность агрегатов образует отдельную фазу, отграниченную поверхностью раздела от среды, в которой они находятся. Молекулы среды, в которой диспергированы коллоидные частицы, составляют другую фазу. Отсюда следует, что коллоидные растворы являются, в отличие от гомогенных истинных растворов, гетерогенными.

Коллоидные растворы по размеру частиц дисперсной фазы занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами, поэтому они могут быть получены либо путем соединения отдельных молекул или ионов растворенного вещества в агрегаты (конденсационные методы), либо в результате диспергирования (рис.1) сравнительно больших частиц на более мелкие (дисперсионные методы).