Классификация дисперсных систем по размеру частиц дисперсной фазы
Понятие и сущность дисперсности. Рассмотрение возможных способностей частиц дисперсной фазы взаимодействовать с дисперсионной средой с помощью понятий лиофильность и лиофобность. Характеристика и отличительные черты основных видов дисперсных систем.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.03.2022 |
| Размер файла | 45,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Классификация дисперсных систем по размеру частиц дисперсной фазы
Дисперсность- характеристика размеров частиц в дисперсных системах. Дисперсность D обратно пропорциональна среднему диаметру частиц би определяется удельной поверхностью Sуд, т.е. отношением общей поверхности частиц к единице объема (или иногда массы) дисперсной фазы: дисперсная фаза лиофобность
или
где S12 - поверхность между фазами 1 и 2;
V1 - объем дисперсной фазы; m1 - масса дисперсной фазы.
В зависимости от степени дисперсности и особенностей поведения все дисперсные системы обычно подразделяют на молекулярные, высокодисперсные и грубодисперсные. Зависимость удельной поверхности системы Sуд от размера ее частиц б представлена на рис.1.
1 100 1000нм
Рис. 1. Зависимось удельной поверхности системы от размера ее частиц
Данная классификация представлена также в табл. 1.
|
Тип системы |
Размер частиц |
Название |
Состояние системы |
||
|
Й |
Молекулярно- и ионнодисперсные |
< 10 Е (10-9 м) |
истинныерастворы |
гомогенные |
|
|
ЙЙ |
Высокодисперсные и микрогетерогенные |
10-9 - 10-7 м и 10-7 - 10-5 м |
коллоидныерастворы |
ультра- и микро-гетерогенные |
|
|
ЙЙЙ |
Грубодисперсные |
>10-5 м (10 мкм) |
взвеси |
гетерогенные |
Видно, что переход от грубодисперсных систем к молекулярным непрерывен и границы между ними условны. Однако, каждый из типов этих систем качественно вполне специфичен.
Основным объектом изучения коллоидной химии являются высокодисперсные (ультрамикрогетерогенные) системы, в которых частицы дисперсной фазы имеют размеры 10-9 - 10-7м(1-100 нм). Их особенностью и характерными признаками являются гетерогенность и высокая дисперсность. Эти системы обладают самой большой удельной межфазной поверхностью, величина которой составляет десятки и сотни квадратных метров на один грамм дисперсной фазы. В этой связи они обладают избытком поверхностной энергии более высоким, чем грубодисперсные системы. По традиции их называют коллоидно-дисперсными или просто коллоидными системами. Кроме них к числу объектов коллоидной химии относят также тонкопористые тела, микрогетерогенные и грубодисперсные системы. Тонкопористые тела характеризуют пористостью - понятием, аналогичным дисперсности. Примером микрогетерогенных систем являются порошки, суспензии, эмульсии, пены и ряд других систем, имеющих огромное практическое значение.Молекулярно-дисперсные системы (истинные растворы, а также смеси газов) гомогенны, удельная поверхность в них отсутствует, поскольку отдельные молекулы фазовой поверхностью не обладают. К числу объектов коллоидной химии они не относятся.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
По дисперсности, т.е. размеру частиц дисперсной фазы дисперсные системы делят на взвеси (суспензии и эмульсии) и коллоидные системы.
Взвеси - это дисперсные системы, в которых размеры распределённых частиц (частицы дисперсной фазы) сравнительно велики (10-7 - 10-5 м). Взвеси делятся на суспезии и эмульсии. В суспезиях распределённое вещество твёрдое, а в эмульсиях - жидкое. Частицы взвесей видны простым глазом или в обычный оптический микроскоп. Поэтому взвеси представляют собой мутные системы. Взвеси неустойчивы, если диспергированное вещество в них имеет бульшую плотность, чем дисперсионная среда, то диспергированное вещество постепенно выпадает в осадок. Если его плотность меньше плотности среды - оно, наоборот, всплывает. Например, если смешать глину и воду, то через некоторое время глина постепенно будет оседать на дно сосуда. Если же смешать воду и масло, то масло, наоборот, будет всплывать на поверхность и собираться там. Первый процесс называется седиментацией (для суспезий), второй расслоением (для эмульсий). Суспензии легко разделяются фильтрованием через обычную фильтровальную бумагу, смеси можно быстро разделить в центрифуге.
Коллоидные системы (или коллоидные растворы) - это гетерогенные дисперсные системы, в которых частицы распределённого вещества имеют размеры порядка 10-9 - 10-7 м или от 1 до 100 нм. Суммарная поверхность системы, состоящей из частиц такого размера, достигает необычайно большой величины. Например, 1 г вещества при размере частиц 10-8 м будет иметь поверхность порядка нескольких сотен квадратных метров. Каждая частица может содержать большое число атомов или молекул. Однако, такие частицы не видны ни простым глазом, ни в оптический микроскоп, но они (частицы) образуют отдельную фазу.
Следует отметить, что если диспергированное вещество распределено в среде в виде молекул или ионов (размер частиц 10-10 - 10-9 м), то система является истинным раствором (или просто раствором). В данном случае граница (поверхность раздела) между растворённым веществом и растворителем отсутствует, так как понятие поверхности раздела неприменимо к отдельным атомам, молекулам и ионам. Истинный раствор представляет собой гомогенную (однородную) систему.
По агрегатному состоянию дисперсионной среды и дисперсной фазы выделяют следующие виды дисперсных систем:
1. Аэрозоли - это аэродисперсные (газодисперсные) системы с газовой дисперсионной средой. Примером таких систем являются дымы, туманы, пыли.
2. Системы с жидкой дисперсионной средой. В этих системах дисперсная фаза может быть твёрдой (грубодисперсные суспензии и пасты, высокодисперсные золи и гели) жидкой (грубодисперсные эмульсии, высокодисперсные микроэмульсии и латексы) или газовой (грубодисперсные газовые эмульсии и пены).
3. Системы с твёрдой дисперсионной средой: стеклообразные или кристаллические тела с включением мелких твёрдых частиц, капель жидкости или пузырьков газа. Например, рубиновые стёкла, минералы типа опала, разнообразные микропористые материалы.
Дисперсные системы ещё классифицируют по способности частиц дисперсной фазы взаимодействовать с дисперсионной средой (растворителем) с помощью понятий лиофильность и лиофобность.
Лиофильность (если дисперсионной средой является вода, то гидрофильность) означает хорошее смачивание коллоидных частиц, т.е. в таких системах на поверхности частиц имеется уплотнённый слой молекул растворителя. В лиофильных системах наблюдается усиление межмолекулярного взаимодействия между дисперсионной средой и дисперсной фазой. Межфазное поверхностное натяжение очень мало и достигает ? 10-2 мДж/м2, а межфазная граница может быть размыта и по толщине соизмерима с размерами частиц коллоидного раствора. Лиофильные дисперсные системы термодинамически равновесны, они всегда высокодисперсны, образуются самопроизвольно и при сохранении условий их возникновения могут существовать сколь угодно долго.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Экологические проблемы и влияние жизнедеятельности человека на атмосферу и гидросферу Земли. Дисперсные системы. Атмосферные аэрозоли, классификация и размер. Характеристика частиц дисперсной фазы. Газокинетические процессы в дисперсной системе.
дипломная работа [939,8 K], добавлен 12.10.2008Явление перемещения жидкости в пористых телах под действием электрического поля. Электрокинетические явления в дисперсных системах. Уравнение Гельмгольца–Смолуховского для электроосмоса. Движение частиц дисперсной фазы в постоянном электрическом поле.
реферат [206,2 K], добавлен 10.05.2009Проточная цитометрия как метод исследования дисперсных сред в режиме поштучного анализа элементов дисперсной фазы по сигналам светорассеяния и флуоресценции. Параметры клеток, регистрация флуоресценции. Неспецифическое связывание антител, гейтирование.
реферат [547,0 K], добавлен 10.06.2015Причины возникновения поверхностных явлений в дисперсных системах. Классификация дисперсных систем. Уравнение, описывающее диффузионно-седиментационное равновесие. Адсорбция газов на твердой поверхности. Капиллярное давление. Поверхностное натяжение.
шпаргалка [1,3 M], добавлен 01.07.2013Взаимодействие заряженных частиц и со средой. Детектирование. Определение граничной энергии бета-спектра методом поглощения. Взаимодействие заряженных частиц со средой. Пробег заряженных частиц в веществе. Ядерное взаимодействие. Тормозное излучение.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.02.2008Получение композиционных материалов. Применение топологического подхода, основанного на теории катастроф, к аномальному поведению дисперсных систем и материалов. Анализ процессов структурообразования дисперсных систем при динамических воздействиях.
статья [171,2 K], добавлен 19.09.2017Ускорители заряженных частиц — устройства для получения заряженных частиц больших энергий, один из основных инструментов современной физики. Проектирование и испытание предшественников адронного коллайдера, поиск возможности увеличения мощности систем.
реферат [685,8 K], добавлен 01.12.2010Рассмотрение способов определения коэффициентов амбиполярной диффузии. Общая характеристика уравнения непрерывности. Анализ пространственного распределения частиц. Знакомство с особенностями транспортировки нейтральных частиц из объема к поверхности.
презентация [706,1 K], добавлен 02.10.2013Потенциал действия и его фазы. Роль ионов Na K в генерации потенциала действия в нервных и мышечных волокнах: роль ионов Ca и Cl. Восстановление от радиационного поражения. Основные методы регистрации радиоактивных излучений и частиц. Их характеристика.
контрольная работа [17,3 K], добавлен 08.01.2011Фундаментальные физические взаимодействия. Гравитация. Электромагнетизм. Слабое взаимодействие. Проблема единства физики. Классификация элементарных частиц. Характеристики субатомных частиц. Лептоны. Адроны. Частицы - переносчики взаимодействий.
дипломная работа [29,1 K], добавлен 05.02.2003Общие сведения о дисперсных системах, электрокинетические явления в них. Электроосмос и электроосмотическое скольжение электролита в капилляре. Электрофоретическое движение частиц в электролите. Практическое применение электрокинетических явлений в науке.
реферат [166,0 K], добавлен 29.01.2009Свойства всех элементарных частиц. Связь протонов и нейтронов в атомных ядрах. Классификация элементарных частиц. Величина разности масс нейтрона и протона. Гравитационные взаимодействия нейтронов. Экспериментальное значение времени жизни мюона.
реферат [24,3 K], добавлен 20.12.2011Анализом действующих на дипольную частицу сил. Изучение диполь-дипольного взаимодействия однодоменных дисперсных частиц. Формула расчета эффективных полей при разных формах зависимости, когда выполняется требование однородности среды.
доклад [47,9 K], добавлен 20.03.2007Ускорители заряженных частиц как устройства, в которых под действием электрических и магнитных полей создаются и управляются пучки высокоэнергетичных заряженных частиц. Общая характеристика высоковольтного генератора Ван-де-Граафа, знакомство с функциями.
презентация [4,2 M], добавлен 14.03.2016Рассмотрение основных особенностей изменения поверхности зонда в химически активных газах. Знакомство с процессами образования и гибели активных частиц плазмы. Анализ кинетического уравнения Больцмана. Общая характеристика гетерогенной рекомбинации.
презентация [971,2 K], добавлен 02.10.2013Явление рассеяния света. Воздействие частиц вещества на световые волны. Понятие рэлеевского рассеяния и частицы пигмента. Относительный показатель преломления частиц и среды. Увеличение количества отраженного белого света. Исчезновение насыщения цвета.
презентация [361,6 K], добавлен 26.10.2013Сущность элементарных частиц (лептонов и адронов), особенности их классификации. Общая характеристика гипотезы о существовании кварков: супермультиплеты, кварковая гипотеза. Специфика квантовой хромодинамики: понятие глюонов и асимптотической свободы.
курсовая работа [55,2 K], добавлен 20.12.2010Относительность и взаимность живого и неживого в природе. Структура планетарной системы с квантованием энергии по орбитам, параметры природных явлений. Взаимодействие частиц в макромире природы. Вихревая гипотеза образования частиц планетарной системы.
статья [190,9 K], добавлен 04.09.2013Сцинтилляционный, черенковский детектор частиц. Ионизационная камера, пропорциональный счетчик. Требования к детекторам. Каскадный ускоритель, электростатистический генератор. Ускорение протонов при облучении коротким лазерным импульсом тонкой фольги.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 16.11.2014Квантовая статистика систем одинаковых микрочастиц допускает два класса функций: симметричные, сохраняющие свой знак при перестановке двух частиц. Взаимная перестановка двух одинаковых частиц не изменяет физического состояния системы. Квантовая теория.
реферат [79,5 K], добавлен 10.01.2009
