Osztályozása diszperz rendszerek
Osztályozása diszperz rendszerek
Szerint a mértéke fragmentáció (diszperzió) a rendszer vannak osztva a következő osztályokba: durva részecskemérete, ahol több, mint 5,10 m; finom (microheterogeneous), amelynek részecskemérete 10-5 10-7 m; kolloidálisan diszpergált (heterogén-ultramikro) egy részecskemérete 10-7 és 10-9 M. Ha fix figyelmet két fő összetevője a diszperz rendszerek, aztán egyikük kell tulajdonítani a szerepe a diszperziós közeg, és a többi - a szerepe a diszpergált fázis. Ebben az esetben az összes szétszórt rendszerek szerint kell besorolni a fázis összesített államokban.
Ez az osztályozás által javasolt Ostwald és széles körben használják a mai napig. A hátránya az osztályozást kell fontolóra venni lehetetlensége diszperz rendszerek előállíthatók egy szilárd vagy folyékony diszpergált fázis bármely osztály, amennyiben a részecskeméret több nanométer. Egy példa az ilyen osztályozás táblázatban mutatjuk be. 1.
akadémikus PA Rehbinder azt javasolta, hogy egy jobb osztályozás diszperz rendszerek Komplett államok a fázisban. Ő osztott diszperz rendszer két osztályba svobodnodispersnye rendszer és folyamatos (vagy svjaznodispersnye) rendszer (2. és 3. táblázat). Azokban a rendszerekben, svobodnodispersnyh nemfolytonos fázis nem képez egy folytonos merev szerkezetet (rácsok, állványok vagy gazdaságok). Ezek a rendszerek az úgynevezett szolok. A szilárd anyagot (svjaznodispersnye) diszperz fázis részecskeméret rendszerek képezik merev, háromdimenziós struktúrák (rácsok, keretek, rácsos tartók). Az ilyen rendszerek egy nyírási ellenállás. Ezek az úgynevezett gélek.
A diszperziót az alábbi osztályozás szerint Rebinder jelöljük frakciót, amelyben a diszpergált fázis kerül a számlálóban, és a diszpergáló közegben - a nevezőben. Például: T1 / R2. Index 1 a diszpergált fázis, és az index 2 - a diszperziós közegben.
Kolloidkémiában tanulmányozza tulajdonságait egyaránt finoman és durvára diszpergált rendszerek; mint a szabad és svjaznodispersnye rendszereket.
Szereplő egy tudomány ilyen nagy számú különböző rendszerek különböző fázisok, mint a természet, és a szemcseméret és halmazállapotban fázisaiban a tényen alapul, hogy azok mind a közös tulajdonságok - heterogenitás és az alapvető termodinamikai instabilitása. A központi helyet a kolloidkémiai elfoglalni ultramicroheterogeneous rendszer a szabad részecskék. Ez - az úgynevezett kolloid rendszerek.
Az osztályozás diszperz rendszerek Komplett államok a fázisban.
Példák Disperse Systems
Ruby üvegből; pigmentált szál; ötvözetek; minta a szövet által okozott pigment nyomtatási
Pearl, a víz a gránit víz a beton, a maradék monomer a polimer-monomer részecskéket
Gáz zárványok a különböző szilárd anyagok: habbeton, fagyasztott hab, horzsakő, láva, polimer hab, poliuretán hab
Kolloid rendszer képződik
A kolloid rendszerek rendkívül labilis, azaz instabil. Sok közülük egészen jelentéktelen mennyiségű elektrolit adagolásának összeget kicsapódás. Ennek oka az ilyen egyszerű változás a kolloid rendszer állapota összefüggésben van a variabilitás diszperziós fok. Kétféle stabilitást bármilyen széttagolt rendszer - Kinetic és aggregációs.
Példák a rendszerek svobodnodispersnyh
1. diszperz rendszerek gázok
2. Oszlassunk rendszerek folyadékok
T1 / T2 - a por a felső atmoszférában, aeroszolok.
T1 / R2 - liozoli, diszperziós festékek vízben, szintetikus latexek polimerek.
JF1 / R2 - folyadék emulzió
G1 / M2 - gáz emulziók
3. Diszperziós rendszerek szilárd
T1 / T2 - szilárd szolok, például az arany-szol a pohárban,
pigmentált szál töltött polimerek
Ennek alapján meghatározott besorolási halmazállapotban fázisban diszpergált rendszer.
A koncepció aggregátum stabilitását, ami először a NP Peskov, azt jelenti, távollét összesítés, azaz csökkenti a diszperziós foka kolloid rendszerek a tárolás. Annak megállapításához, a kinetikai stabilitása szükséges tanulmányozni feltételeit elosztását a diszpergált részecskék gravitációs vagy centrifugális mezőt. A sebessége az elválasztás függ a intenzitása a Brown-mozgás a részecskék, azaz A diszperziós foka a rendszer, és a különbség a sűrűsége és a diszperziós közeg és a diszpergált fázis, és a a közeg viszkozitása.
1. Olyan rendszerek fázis elválasztásával a folyadék felületi
2. Rendszerek egy szilárd felületre interfész
AE1 / M2 - hab emulzió
T1 / T2 - porózus testek, természetes szálakból, horzsakő, szivacs, szén
JF1 / T2 - nedvesség a gránit
T1 / T2 -, egymásbahatoló polimer háló
Ha azt szeretnénk, hogy meghatározzuk az aggregált a rendszer stabilitását, vizsgálja meg a feltételeket a folyamatosság (vagy az ellenkezője - múlandóság) diszperziós fok rendszereket. Az egyik drámai és jellegzetes különbség a kolloid rendszer mindkét valódi oldatot, és a felfüggesztett rendszerek is, hogy a diszperziós fok nagyon instabil, és a mérete változhat attól függően, hogy a különböző okok miatt.
Ennek alapján a besorolás a halmazállapotát a felület.
A fentiek alapján, határozzuk meg a kolloid rendszerek.
Kolloid rendszerek úgynevezett két- vagy többfázisú rendszer, ahol az egyik fázis formájában van jelen, finoman eloszlatott részecskék, diszpergálva egy másik fázisban. Az ilyen ultramicroheterogeneous rendszer specifikus (kolloid) képesség mutatnak diszpergálhatóságot intenzív Brown-mozgás és nagy kinetikai stabilitása.
Miután egy nagy felületű fázisszétválás, és ennek következtében, óriási feleslegben felületi szabad energia, a rendszerek alapvetően termodinamikailag instabilak, ami aggregációt a részecskék, azaz hiányában aggregátum stabilitását. Azonban ezek a tulajdonságok nem merítik ki az összes funkcióját, amely kolloid rendszerek különböznek a más rendszerekkel. Például első pillantásra úgy tűnik, érthetetlen, hogy miért a kolloid részecskék, így élénk mozgás, és összeütközött egymással, nem mindig tömörülhet nagyobb aggregátumok és nem csapódik ahogy azt várják alapján a termodinamika második törvénye, mivel ez csökkentette a teljes felületre, és vele együtt a szabad energia.
Kiderült, hogy sok esetben a az ilyen rendszerek stabilitásának kapcsolódik a stabilizátor jelenléte a felületi réteg a kolloid részecskék. Így a szükséges feltétele a stabil kolloid rendszerek jelenléte egy harmadik komponenst - stabilizátort. Stabilizátorok kolloid rendszerek lehetnek elektrolitok, vagy bizonyos más anyagok, amelyek nem rendelkeznek a természet a elektrolit, mint makromolekuláris vegyületek (BMC), vagy felületaktív vegyületekkel (felületaktív anyagok). A stabilizálásának mechanizmusa elektrolitok és a nem-elektrolitok jelentősen eltérő.
Befolyásolja az elektrolitok a stabilitását kolloid rendszerek komplex. Egyes esetekben elhanyagolható elektrolit adalékanyagok vezethet zavar a rendszer stabilitását. Más - a bevezetése elektrolit növeli a stabilitást.
Oktatási adszorpciós rétegek, például stabilizátorokat, mint például felületaktív anyagokat, különösen fontossá válik jelenlétében kétdimenziós szerkezetek javított szerkezeti és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Sok esetben stabilizálás érhető el bevonjuk a egyrétegű mindössze 40-60% -át a felületet a kolloid részecskék, ha a védőréteg folytonos jellegű (formájában szigetek). Maximális stabilitást érünk el, természetesen, képződése során teljesen telített monomolekuláris réteg. Szerkezeti és mechanikai tulajdonságai adszorpciós rétegek nagymértékben meghatározza a viselkedését a kolloid rendszerek. Ezek a rétegek képezhetők, vagy módosítható kis mennyiségű bármely oldott anyagok, azonban létre a képességét, hogy ellenőrizzék a tulajdonságok száma kolloid rendszerek, amelyek széles körben használják a különböző gyakorlati alkalmazások.
A kolloid rendszereket a részecskékből álló a diszpergált anyag szabadon mozoghat egy folyékony diszperziós közegben, együtt az adszorbeált molekulák a felületükön vagy a harmadik komponens ionok (stabilizátor) hivatkozunk liozolyami, és a részecskék egy bonyolult szerkezetű - micellák.
A kölcsönhatás természetének a kolloid részecskék a diszperziós közeg liozoli osztható liofil és liofil. Ez az első alkalom, ezt az osztályozást javasolta a német tudós kolloidnikom Freundlich. Ő osztotta a rendszert két osztályba - lipofil és liofil. Összhangban a kialakított elképzeléseket Freundlich, vagy liofil hívás rendszer, a részecskék a diszpergált fázis, amely nem lép kölcsönhatásba a diszperziós közegben, nem szolvatált és nem oldódnak. Liofilnye- ez a rendszer, a diszperz fázis részecskék, amelyek erős kölcsönhatásban vannak a diszperziós közegben.
A liofil szolok rendszerek közé tartoznak a nemesfémek, metalloidok szolok (kén, szelén, tellúr), diszperziók, polimerek vizes (például, polisztirol, ftorolona) szolok arzén-szulfid, antimon, kadmium, higany, vas-hidroxid szolok, alumínium, stb Ezek a rendszerek jellemzője az úgynevezett kinetikai stabilitása és instabilitása összesített és igényelnek stabilizáció. Ahhoz, hogy egy liofil kolloid rendszerek Freundlich hajtjuk kialakított oldatokat feloldásával egy természetes vagy szintetikus IUD. Az ilyen megoldások a fehérjék, keményítők, pektinek, mézgák, cellulóz és a különböző gyanták, mind a természetes és szintetikus észterek.
Így, az oldatokat előzetesen figyelembe vett, méhen belüli eszközt, mint egy liofil kolloid rendszerek. Úgy tartották kétfázisú diszperz rendszerek, és így a lényege a besorolás Freundlich-ra csökkentettük molekuláris kölcsönhatások között a diszpergált fázis és a diszperziós közeg. Ez ezen az alapon a végrehajtott elválasztás lipofil és liofil rendszert. Freeze rendszerek tekinthető két- vagy többfázisú termodinamikailag instabil, makacs Gibbs fázis szabályt. De ez a gondolat kiderült, hogy rossz. Tény, hogy a már jól megalapozott, hogy a haditengerészet megoldások - egy igazi megoldás, azaz a egyfázisú rendszerek, homogén, termodinamikailag stabil, és engedelmeskedik a Gibbs fázisban szabályt. Úgy gondolták, hogy ez a reverzibilis - egy jellemző tulajdonságát lipofil kolloid rendszerek, de ez nem igaz, mert ebben az esetben a Navy megoldások nem diszpergált rendszereket.
Ebben a tekintetben, akadémikus VA Kargin 1948 felhívta a figyelmet arra a tényre, hogy a besorolás Freundlich teljesen rossz, és még inkább - káros.
Nem változik a értelmében ezek a kifejezések, PA Rehbinder javasolt hivatalossá fogalma lipofil és liofil kolloid rendszerek. Diszpergálva vagy többfázisú rendszerek van osztva két osztályba, értékei alapján specifikus határfelületi energia (felületi feszültség).
A liofil rendszerek osztottak diszperziók, amelyek kellően magas határfelületi feszültség (S12), egy nagy határérték SM:
Ezek a rendszerek jellemző a nagy határfelületi szabad energia, így a fázishatár expresszálódik drámai: a rendszer aggregáció törékeny, és bevezetését teszi szükségessé a stabilizátor. Diszpergálhatósága ilyen rendszerek tetszőleges.
Freeze rendszer - egy kétfázisú kolloid rendszerek alacsony, de pozitív felületi szabad energiája kevesebb vagy egyenlő a határérték,
Ezek olyan rendszerek nagyon alacsony határfelületi energia, azok termodinamikailag stabil és spontán képződnek. Diszperzitási őket teljesen meghatározott, és a területén kolloid.
Az a tény, hogy a diszperz rendszerek szerint osztályozzák értéke a felületi energia azt jelzi, hogy a kolloid jelenség szorosan összefügg a tulajdonságok a felület.
Liofilezéssel rendszerek a következők:
1) Az úgynevezett kritikus emulziót eredő felületi feszültség csökkenését melegítés során a hőmérséklet közel a hőmérséklet korlátlan keverés, vagy hozzáadásával rendkívül nagy mennyiségű felületaktív anyagot;
2) asszociatív kolloid rendszer alakult vizes közegben, mint például a mosás anyagok, egyes festékek és tanninok, és néhány nem-vizes felületaktív anyagot tartalmaz. Az ilyen anyagok híg oldatok a molekuláris állapotban, amikor a koncentráció molekuláris aggregáció történik a kialakulását kolloid szemcseméret, vagyis képződött micellák. A az anyag koncentrációja az oldatban, amelynél az átmenetet a igaz, hogy a kolloid oldat, az úgynevezett kritikus micella koncentrációja (CMC).
Osztályozása szétszórt rendszerek provoditpo fajlagos felülete és porozitása a diszpergált fázis.
Azokban eljárások, amelyek a két érintkező fázis fontos tulajdonságok a felület, vagy határréteg elválasztó egyik fázis a másik. Molekulák, amelyek ilyen rétegek speciális tulajdonságokkal. Ha figyelembe vesszük a monolit szakasz, a molekulák száma a felületet alkotó réteget el lehet hanyagolni, mint a hatalmas molekulák száma a szervezetben hangerőt. Feltételezhetjük, hogy a rendszer tápfeszültség arányos a tömeg foglalt mennyisége a szervezetben.
A folyamatos őrlés szervek a molekulák száma a felületi rétegben növekszik és eléri a maximális értéket a kolloid diszperz rendszerek. Ezért a folyamatok diszperz rendszerek, mivel a tulajdonságait a felületi rétegek a határfelületen. A formáció a habok, emulziók, ködök, flotációs folyamatok, nedvesítés és a diszpergálás, szorpciós technika és még sokan mások alapulnak tulajdonságai interfázis felületek diszpergált rendszerek.
Az aránya fajlagos felületének a test felületétől az térfogata vagy tömege:
Aud = A / V = A vagy vid / Vr. (3)
Aud ahol, A - és a teljes fajlagos felület, illetve; R - a sűrűsége az anyag, V - a térfogata a szervezetben.
A köbös részecskéket
Aud = 6A2 / A3R = 6 / Ar (m2 / kg). (4)
A gömb alakú részecskék
Aud 4 = R2 / (4/3 R3) (m-1)
Aud = 3 / rr (m2 / kg). (5)
Ha az előírtnál a kocka az anyag, három oldalán osztva 10 rész, és egy sík három irányban, megkapjuk a kisebb kockákra. Egy ilyen eljárás lehet tekinteni, mint a szimuláció a diszperziós folyamatot. A fajlagos felület változásának a diszpergálás során táblázatban mutatjuk be. 4.
A függőség a fajlagos felülete diszperzitás
Cube oldalhosszúságú, cm