III. Растворы и дисперсные системы.

31.Общая характеристика растворов и дисперсных систем. Классификация дисперсных систем. Агрегативная и кинетическая устойчивость гетерогенных дисперсных систем. Характеристика раство­ров. Типы растворов.

Дисперсная система - это смесь, состоящая из минимум двух веществ, которые совершенно или практически не смешиваются друг с другом и не реагируют друг с другом химически. Первое из веществ (дисперсная фаза) мелко распределено во втором (дисперсионная среда, диспергатор). Фазы можно отделить друг от друга физическим способом (центрифугировать, сепарировать). Обычно дисперсные системы - это колоидные растворы, золи. К дисперсным системам относят также случай твердой дисперсной среды, в которой находится дисперсная фаза. Виды дисперсных систем: жидкий аэрозоль, твердый аэрозоль, эмульсия, суспензия, пена, гель, ассоциированный коллоид. Все дисперсные системы можно классифицировать по агрегатным состояниям фаз. Академик П.А. Ребиндер предложил более совершенную классификацию дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз. Он разделил все дисперсные системы на два класса: свободнодисперсные системы и сплошные (или связнодисперсные) системы. В свободнодисперсных системах дисперсная фаза не образует сплошных жестких структур (сеток, ферм или каркасов). Эти системы называют золями. В сплошных (связнодисперсных) системах частицы дисперсной фазы образуют жесткие пространственные структуры (сетки, каркасы, фермы). Такие системы оказывают сопротивление деформации сдвига. Их называют гелями.

Дисперсные системы принципиально термодинамически неустойчивы, т.е. рано или поздно должны самопроизвольно разрушиться. Агрегативная устойчивость дисперсных систем. В большинстве д.с. самопроизвольно идут процессы укрупнения частиц д. фазы из-за стремления уменьшить избыточную поверхностную энергию. Укрупнение частиц может идти двумя путями:

1.изотермическая перегонка – перенос вещества от мелких частиц к более крупным (↓G). Движущая сила – разность μчастиц различного размера

2.коагуляция – слипание, слияние частиц д. фазы. Коагуляция в узком смысле – это слипание частиц, а в широком смысле – потеря агрегативной устойчивости.

Кинетические факторы устойчивости – способствуют уменьшению скорости коагуляции.

1)структурно-механический – заключается в необходимости приложения энергии и времени для разрушения пленки среды из-за ее определенной упругости и прочности.

2)гидродинамический – заключается в уменьшении скорости коагуляции за счет увеличения η и ∆ρ.

РАСТВОРЫ, однофазные системы, состоящие из двух или более компонентов. По своему агрегатному состоянию растворы могут быть твердыми, жидкими или газообразными. То, что растворы однофазные системы, роднит их с химическими соединениями, а то, что они являются системами переменного состава, сближает их с механическими смесями. Поэтому и считают, что растворы имеют двойственную природу: с одной стороны, они сходны с химическими соединениями, а с другой — с механическими смесями. Так, воздух – это газообразный раствор, гомогенная смесь газов; водка – жидкий раствор, смесь нескольких веществ, образующих одну жидкую фазу; морская вода – жидкий раствор, смесь твердого (соль) и жидкого (вода) веществ, образующих одну жидкую фазу; латунь – твердый раствор, смесь двух твердых веществ (меди и цинка), образующих одну твердую фазу. Смесь бензина и воды не является раствором, поскольку эти жидкости не растворяются друг в друге, оставаясь в виде двух жидких фаз с границей раздела. Типы растворов (газообразные, жидкие, твердые).