Классификация дисперсных систем

Дисперсные системы классифицируют по степени дисперсности раздробленного вещества на высокодисперсные или коллоидные системы, в которых размеры частиц дисперсной фазы составляют 10^–9-10^–7 м, микродисперсные (10^–7-10^–4 м) и грубодисперсные системы (10^–4-10^–2 м). Частицы коллоидных растворов в отличие от остальных проходят через бумажные фильтры, но задерживаются ультрафильтрами. Коллоидные растворы также называют золями, такие системыхарактеризуются кинетической и агрегативной устойчивостью. Системы, имеющие все частицы дисперсной фазы одинакового размера, называются монодисперсными. Если частицы дисперсной фазы неодинакового размера, то образуются полидисперсные системы.

Наиболее общая классификация дисперсных систем основана на различии в агрегатном состоянии дисперсной фазы и дисперсионной среды и приведена в табл. 1.

Таблица 1

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию

Дисперсные системы в зависимости от характера взаимодействия между частицами дисперсной фазы могут быть свободнодисперсными и связнодисперсными. В свободнодисперсных системах частицы дисперсной фазы не взаимодействуют между собой, они участвуют в беспорядочном тепловом движении и перемещаются под действием силы тяжести. К ним относятся аэрозоли, разбавленные суспензии и эмульсии. Связнодисперсные системы возникают при взаимодействии частиц дисперсной фазы, которое приводит к образованию структуры в виде каркаса или сетки. Такая структура ограничивает текучесть дисперсной системы и позволяет ей сохранять форму, поэтому связнодисперсные системы являются твердыми, например концентрированные эмульсии и суспензии (пасты), пены. Структурированные дисперсные системы называются гелями. Переход золя в гель называется гелеобразованием. Обратный процесс самопроизвольного образования свободнодисперсной системы из осадка или геля при добавлении каких-либо веществ называется пептизацией.

По типу взаимодействия дисперсионной среды и дисперсной фазы коллоидные растворы разделяют на лиофобные (суспензоиды) и лиофильные (молекулярные коллоиды). Лиофобные коллоидные растворы характеризуются слабым взаимодействием между поверхностью частиц дисперсной фазы и дисперсионной средой, при этом частицы дисперсной фазы имеют молекулярную или ионную кристаллическую решетку. В лиофобных системах самопроизвольное растворение практически отсутствует и получить такие системы возможно только путём синтеза в специально подобранных условиях. Эти системы термодинамически неустойчивы или метастабильны – полуустойчивы. Такие системы являются необратимыми, т.е. осадки, остающиеся после разрушения системы, не образуют коллоидного раствора вновь при контакте с дисперсионной средой. К таким системам относятся коллоидные растворы металлов, их оксидов, гидроксидов, солей. Лиофильные коллоидные растворы характеризуются сильным взаимодействием между поверхностью частиц дисперсной фазы и дисперсионной средой, при этом частицами дисперсной фазы являются высокомолекулярные вещества, молекулы которых имеют размер коллоидных частиц. Лиофильные системы образуются самопроизвольно, когда вещества диспергируются в среде под влиянием теплового движения. Они термодинамически устойчивы. Такие системы являются обратимыми, т.е. осадки, остающиеся после разрушения системы, при контакте с дисперсионной средой вновь образуют коллоидный раствор. К таким системам относятся растворы различных полимеров.