Классификация дисперсных систем

Классификацию можно проводить по различным признакам.

1.По дисперсности. Т.е. по размерам частиц дисперсной фазы

В грубодисперсных системах частицы оседают под действием силы тяжести, не проходят через бумажные фильтры, видимы в обычный микроскоп. Отметим, что система приобретает коллоидные свойства, если хотя бы в одном из измерений размеры соответствуют коллоидной дисперсности (например, пленки, поверхностные слои на границе раздела фаз).

Высоко дисперсные частицы проходят через обычные фильтры, но задерживаются ультрафильтрами (целлофан, пергамент), практически не оседают, невидимы в оптический микроскоп.

2. По агрегатному состоянию дисперсионной среды (д.с.).

А) д.с. – газ: аэрозоли (пыли, дымы, туманы). Пыли образуются при дроблении твердых тел, имеют сравнительно крупные частицы (тв/г).

Туманы (ж/г) содержат капельки жидкости, взвешенные в газе (водяной туман).

Дым (тв/г) образуются при химических реакциях (например, при горении), содержат высокодисперсные частицы. Если и дисперсная фаза газообразна, тогда образуется истинный раствор.

Б) д.с. – жидкая. Общее название лиозоли (гидрозоли, органозоли).

ж/ж – эмульсии; образуются как правило при смешении полярной и неполярной жидкости (молоко, кремы, мази).

г/ж – пена, газовая эмульсия (мыльная пена).

тв/ж – суспензии, гидрозоль гидроксида железа, взвеси в природных водах.

В) д.с. твердая.

Тв/тв – сплавы, рубиновые стекла, опал, некоторые минералы, сталь, чугун.

ж/тв – жидкие включения в горных породах, вода в парафине.

Г/тв – твердые пены (пемза, пористый шоколад, хлеб), капиллярно-пористые тела (силикагель, активные угли).

Основной признак д.с. – непрерывность. Например, по водным пленкам мыльной пены можно пройти из любой точки в любую точку, а по пузырькам газа в пене это сделать нельзя.

3. Все дисперсные системы можно разделить на два класса: свободнодисперсные, в которых дисп. частицы не связаны между собой и могут свободно перемещаться (золи); и связнодисперсные системы, в которых дисп. фаза не перемещается свободно, поскольку структурно закреплена (гели).

4. По межфазному взаимодействию.

Взаимодействие между веществом д.с. и д.ф. за счет межмолекулярных сил имеет место всегда, но степень его проявления различна. Поэтому различают лиофильные и лиофобные дисп. системы. Для лиофильных характерно сильное межмолекулярное взаимодействие, которое приводит к образованию сольватных оболочек из молекул д.с. вокруг частиц д.ф. Лиофильные системы термодинамически устойчивы, характеризуются самопроизвольным диспергированием. При этом увеличение свободной энергии за счет роста межфазной поверхности компенсируется уменьшением энтальпии за счет сольватации и увеличением энтропии системы за счет движения образующихся частиц.

Системы, в которых самопроизвольного диспергирования не происходит и имеет место слабое межмолекуляное взаимодействие между веществом дисперсной фазы и д.с., называют лиофобными. Однако, они могут быть лиофилизированы.

ВМС и их растворы занимают особое место в коллоидно-химической классификации. Растворы ВМС, будучи истинными молекулярными растворами, обладают многими признаками коллоидного состояния, поскольку размеры макромолекул соспоставимы с размерами коллоидных частиц.