Глава 6. Дисперсные системы

Системы, состоящие из множества частиц вещества, распределенных в твердой, жидкой или газообразной среде другого вещества называются дисперсными (ДС). Непрерывная фаза дисперсной системы называется дисперсионной средой. Дисперсионная среда может быть твердой, жидкой, газообразной. Дисперсная фаза - вещество, равномерно распределенное в дисперсионной среде.

Свойства дисперсных систем зависят от природы веществ и раздробленности частиц дисперсной фазы. Степень раздробленности характеризуют:

– a – размером частиц, м;

– дисперсность (D) - величина обратная размеру частиц.

D = 1/ a, где а = диаметр или длина ребра, м.

– удельной поверхностью (S_уд)

S^/_уд = S/V или S^//_уд = S/m,

где S - поверхность частиц, м² V - объем частиц, м³

m - масса частиц, кг

Единицы измерения Sуд - м^-1 или м²/кг

S_уд- это общая поверхность всех частиц, объем которых 1м³ или масса которых 1 кг.

Эти величины взаимосвязаны. Если взять куб размером 1 см (10^–2 м), то его поверхность составит 6 см². При дроблении этого кубика

σS

Для дробления необходимо затратить энергию, следовательно, дисперсные системы обладают избыточной энергией, которая тем выше, чем больше удельная поверхность. (рисунок) Эту избыточную энергию называют свободной поверхностной энергией – σ^S [эрг/см²]. Физический смысл σ^S – энергия, необходимая для создания единицы поверхности. Частицы дисперсной фазы также взаимодействуют с молекулами дисперсионной среды (Е_вз). Если взаимодействие слабое σ^S > Е_вз , то система является термодинамически неустойчивой (ΔG> 0) и называется лиофобной (неорганические вещества). Если взаимодействие перекрывает избыточную поверхностную энергию σ^S < Е_вз, то система термодинамически устойчива (ΔG < 0) и называется лиофильной (глины, органические полимеры).