Коллоидная химия

), приходящаяся на единицу объема дисперсной фазы (V) или ее массы (m).

Для сферической частицы с радиусом r:

Для кубической частицы с ребром куба d:

В общем случае

где - коэффициент формы частиц (для сферических и кубических частиц = 6).

2.1.3.

КЛАССИФИКАЦИЯ ДС

Классификация ДС может быть проведена на основе различных свойств.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ДИСПЕРСНОСТИ

Зависимость величины удельной поверхности от дисперсности (см. уравнение 1.1) графически выражается равносторонней гиперболой (рис. 1.2 ).

Из графика видно, что с уменьшением поперечных размеров частиц величина удельной поверхности существенно возрастает. Если кубик с размером ребра 1 см измельчить до кубических частиц с размерами cм, величина общей межфазной поверхности возрастет с 6 до 600 .

При см гипербола обрывается, так как частицы уменьшаются до размеров отдельных молекул, и гетерогенная система становится гомогенной, в которой межфазная поверхность отсутствует. По степени дисперсности ДС делятся на:

• грубодисперсные системы, см;

• микрогетерогенные системы, см;

• коллоидно-дисперсные системы или коллоидные растворы, см;

• истинные растворы, см.

Необходимо подчеркнуть, что самую большую удельную поверхность имеют частицы дисперсной фазы в коллоидных растворах.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО АГРЕГАТНОМУ СОСТОЯНИЮ ФАЗ

Классификация по агрегатному состоянию фаз была предложена Вольфгангом Оствальдом. В принципе возможно 9 комбинаций. Представим их в виде таблицы.

Таблица 1.1. Классификация по агрегатному состоянию фаз

Агрегатное состояние дисперсной фазы

Агрегатное состояние дисперсной среды

Условное обозначение ф/с

Название системы

Примеры

г

г

г/г

аэрозоли

атмосфера Земли

ж

г

ж/г

туман, слоистые облака

тв

г

тв/г

дымы, пыли, перистые облака

г

ж

г/ж

газовые эмульсии, пены

газированная вода, мыльная пена, лечебный кислородный коктель, пивная пена

ж

ж

ж/ж

эмульсии

молока, масло сливочное, маргарин, кремы и т.д.

тв

ж

тв/ж

лиозоли, суспензии

лиофобные коллоидные растворы, суспензии, пасты, краски и т.д.

г

тв

г/тв

твердые пены

пемза, твердые пены, пенопласт, активированный уголь, пенобетон, хлеб, порисные тела в газе и т.д.

ж

тв

ж/тв

твердые эмульсии

вода в парафине, природные минералы с жидкими включениями, пористые тела в жидкости

тв

тв

тв/тв

твердые золи

сталь, чугун, цветные стекла, драгоценные камни: золь Au в стекле - рубиновое стекло (0,0001%) (1 т стекла - 1 г Au)

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ И ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЫ (ПО МЕЖФАЗНОМУ ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ)

Эта классификация пригодна только для систем с жидкой дисперсионной средой. Г. Фрейндлих предложил подразделить ДС на два вида:

1) лиофобные, в них дисперсная фаза не способна взаимодействовать с дисперсионной средой, а следовательно, и растворяться в ней, к ним относятся коллоидные растворы, микрогетерогенные системы;

2) лиофильные, в них дисперсная фаза взаимодействует с дисперсионной средой и при определенных условиях способна в ней растворяться, к ним относятся растворы коллоидных ПАВ и растворы ВМС.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО МЕЖЧАСТИЧНОМУ ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ

Согласно этой классификации ДС подразделяют на:

1) свободнодисперсные (бесструктурные);

2) связнодисперсные (структурированные).

В свободнодисперсных системах частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом и способны независимо передвигаться в дисперсионной среде.