Классификация дисперсных систем
Лекции.ИНФО


Классификация дисперсных систем



 

Дисперсные системы можно классифицировать по различным признакам:

 

1. По размеру частиц дисперсной фазы:

первый вариант:

а) высокодисперсные d = 10-9 – 10-7 м (1-100 нм)

б) среднедисперсные d = 10-7 – 10-5 м

в) грубодисперсные d > 10-5 м

 

предпочитаю давать второй вариант (учебник МГУ):

а) наносистемы (ультрадисперсные) d = 1 - 10 нм

б) высокодисперсные d = 10 нм - 1 мкм

в) грубодисперсные d = 1 - 100 мкм

 

2. По фракционному составу:

а) монодисперсные

б) полидисперсные

 

3. По концентрации частиц дисперсной фазы (учебник МГУ):

а) малая

б) большая

 

4. По характеру распределения фаз (учебник МГУ):

а) сплошное распределение – континуальное

б) сетка тонких прослоек – биконтинуальное

 

5. По взаимодействию между частицами дисперсной фазы(по кинетическим свойствам)

а) свободно-дисперсные (при малой концентрации дисперсной фазы в жидкой и газообразной дисперсных средах)

б) связно-дисперсные (при большой концентрации дисперсной фазы – биконтинуальное распределение – либо в твердой дисперсионной среде)

 

6. По взаимодействию между частицами дисперсной фазы и дисперсионной средой:

а) лиофильные - хорошо сольватирующиеся лиофильные дисперсные системы образуются путём самопроизвольного диспергирования, термодинамически устойчивы.

 

Пример: растворы коллоидных ПАВ (образующих мицеллы при концентрации выше ККМ) и растворы полимеров.

Несмотря на то, что эти системы - гомогенны, тем не менее, они относятся к объектам изучения коллоидной химии, так как размеры агрегатов коллоидных ПАВ и макромолекул полимеров соизмеримы с размерами частиц дисперсной фазы в коллоидных системах, что проявляется в некоторых свойствах этих истинных растворов.

 

б) Все остальные коллоидные системы - лиофобные – неустойчивые, обладающие избытком поверхностной энергии, получаются путем принудительного диспергирования, в них самопроизвольно идут процессы по укрупнению частиц (коагуляции, разрушения). При слипании таких частиц поверхностная энергия уменьшается. По этой причине в коллоидные системы необходимо добавлять стабилизаторы.

 

7. По агрегатному состоянию фаз (табл. 1.1)

Таблица 1.1

Классификация коллоидных систем по агрегатному состоянию фаз

 

Дисперсионная среда Дисперсная фаза ж г (аэрозоли) тв
тв ж г т/ж: континуальные: малая концентрация -золи (коллоидные растворы с d =1-100 нм), суспензии; концентрированные - пасты, биконтинуальные: гели (концентриров.) ж12: эмульсии   г/ж: свободнодисперсные – газовые эмульсии связнодисперсные – жидкие пены т/г: в зависимости от дисперсности: дымы, пыли, порошки     ж/г: туманы, облака     г/г: - не существуют   т12: композитные материалы, горные породы, сплавы     ж/т: растительные клетки, живые организмы г/т: пористые материалы: пемза, хлеб, сыр, твердые пены

 


Лекция 2

Физическая химия поверхностных явлений

Межмолекулярные связи

 

Межмолекулярное взаимодействие может иметь различный характер:

1. химические связи – образуются путем перекрывания электронных орбиталей и потому сугубо специфичны

2. водородные связи возникают между молекулами, содержащими функциональную группу – ОН: кислотами, щелочами, водой и др. веществ -

 

силикагель - Si – OH H

O O

- Si – OH H

 

3. Силы Ван-дер-Ваальса(*) (молекулярные связи), действующие между любыми молекулами.

 

Отличия молекулярных сил притяжения от химических:

а) по величине энергии: Емол= 5 - 50 кДж/моль

Е хим = 80 – 800 кДж/моль

б) молекулярные силы неспецифичны

в) различие по радиусу действия

r хим~ 10-8

r мол > 10-7 см

г) молекулярные силы аддитивны, а химические связи насыщаемы

 

Молекулярные силы взаимодействия включают в себя:

а) ориентационные силы (Кеезома) (*)

Возникают между полярными молекулами в результате взаимодействия дипольных моментов. Из-за диполь-дипольного взаимодействия молекулы приобретают определенную ориентацию относительно друг друга

Энергия ориентационного взаимодействия сильно зависит от расстояния между молекулами:

Е μˉ1/ μˉ2 = - А1/r6 (2.1)

 

У полярной молекулы– центр тяжести «+» и «-» зарядов не совпадает (дипольный момент μˉi ≠ 0).

Степень полярности зависит от дипольного момента μˉi. Полярность многоатомных молекул определяется полярностями отдельных связей и их расположением относительно друг друга.

К неполярным неорганическим веществам относятся: элементы, симметрические молекулы газов, некоторые соли (сульфиды металлов).

При рассмотрении полярности или неполярности молекул органических следует обращать внимание не только на наличие полярной группы в молекуле, но и на расположение их в структурной формуле молекулы.

Например:

 

б) индукционные силы (силы Дебая(*)). Диполь у неполярной молекулы возникает в электрическом поле или под действием поля полярной молекулы.

Энергия связи зависит от поляризуемости молекул и также сильно уменьшается с увеличением расстояния:

Е инд = - А2/r6 (2.2)

в) дисперсионные силы (силы Лондона(*)) действуют между всеми молекулами. Возникают из-за непрерывного движения электронов в атомах, приводящего к образованию мгновенных диполей. В свою очередь электрическое поле мгновенного диполя одного атома индуцирует дипольный момент соседнего, что приводит к возникновению сил притяжения.

Е дисп = - А3/r6 (2.3)

точнее , (2.4)

где α – поляризуемость молекулы.

Дисперсионные силы притяжения не зависят от температуры.

Молекулярные силы быстро убывают с увеличением расстояния между молекулами.

Рассмотрим соотношения между отдельными силами притяжения молекул (табл. 2.1):

Таблица 2.1









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 149;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная