Дисперсные системы: получение и свойства

и конденсационные.

Диспергационные методы получения дисперсных систем основаны (чаще всего)

на механическом измельчении вещества.

Применяют для получения суспензий, эмульсий, порошков.
Диспергирование: механическое (проводят в дробилках, мельницах); с помощью ультразвука и др.

закладывают фарфоровые или стальные шары различного диаметра. Таким образом, шаровые

мельницы работают по принципу удара свободно падающих шаров при вращении барабана.

или по принципу истирания. Измельчение в коллоидной мельнице проводят всегда

в жидкой среде. Для гидрофильных материалов в качестве дисперсионной среды применяют воду, а для гидрофобных материалов, например для угля или графита, некоторые органические жидкости, по возможности неполярные. Для предотвращения слипания частиц и для облегчения дробления в дисперсионную среду (жидкость) добавляют поверхностно-активные вещества.

кристаллизации или конденсации из веществ, находящихся в молекулярном или ионном

состоянии.

Различают физические и химические конденсационные методы

облаков);
- Конденсация паров при пропускании через холодную жидкость (получение золей

ртути и благородных металлов в воде, золи металлов в органических растворителях);
- Замена растворителя, в результате чего растворенное вещество, оказавшись в иной среде, конденсируется, образуя частица дисперсной фазы.

Получают золи серы, фосфора, мышьяка, канифоли, ацетилцеллюлозы и многих органических веществ, вливая спиртовые или ацетоновые растворы этих веществ в воду. 

молекул нерастворимых веществ в результате химической реакции с последующим укрупнением

их до размеров коллоидных частиц.

Реакции гидролиза.
Гидролиз чаще всего используется для получения золей гидроксидов металлов:  
FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3HCl

Реакции обмена.
AgNO3 + KI = AgI + KNO3

Реакцию проводят при очень малых концентрациях, в противном случае AgI выпадает в осадок

полисилоксан, полихлорвинил, полиэтилен). В одном сосуде - очищаемый коллоидный раствор,

в другом – чистый растворитель. За счет диффузии все ионы из коллоидного раствора, способные пройти через отверстия мембраны, будут переходить в растворитель, а более крупные коллоидные частицы останутся в растворе.
Достоинство метода: простота и дешевизна.
Недостаток: время диализа - несколько суток. Скорость можно увеличить за счёт температуры, но очень незначительно.

Электродиализатор состоит из трех частей; в среднюю часть, отделенную от

двух других полупроницаемыми мембранами, за которыми помещены электроды, наливается золь. При подключении к электродам разности потенциалов катионы содержащихся в золе электролитов диффундируют через мембрану к катоду, анионы – к аноду. Преимущество электродиализа заключается в возможности удаления даже следов электролитов.

под давлением через полупроницаемые мембраны. При ультрафильтрации коллоидные частицы остаются

на фильтре (мембране).

тепловым движение частиц.
Броуновское движение - это непрерывное беспорядочное движение мелких частиц,

взвешенных в жидкости. В ДС в броуновском движении участвуют частицы дисперсной фазы под действием тепловых ударов молекул дисперсионной среды.

Это движение тем интенсивнее, чем выше температура и чем меньше масса частицы и вязкость среды. Броуновское движение присуще частицам, размеры которых не превышают 10-6м.

под влиянием их теплового движения.
С повышением температуры скорость диффузии

возрастает. А с повышением вязкости – снижается.

Осмос. Односторонняя диффузия растворителя через полупроницаемую перегородку называется осмосом.
Количественно осмос характеризуется осмотическим давлением:

Сν - частичная концентрация, м-3 - число частиц в единице объема
КБ - постоянная Больцмана 1,380 648 52(79)·10−23 Дж/К

выше внутриклеточного, то оно называется гипертоническим, если ниже внутриклеточного –

гипотоническим.

оседании частиц дисперсной фазы под действием гравитационного поля.
Седиментация – это

осаждение частиц дисперсной фазы в жидкости или газе под действием силы тяжести.

сил диффузии. Диффузия противодействует седиментации, стремясь выровнять концентрацию дисперсных частиц

в системе. Под действием силы тяжести частицы опускаются вниз, при этом концентрация их по высоте уменьшается, силы диффузии направлены в противоположную сторону, из области высокой концентрации в область низкой, т. е. вверх. Оценить седиментационную устойчивость системы можно сравнивая поток диффузии iдиф и противоположный ему поток седиментации iсед.

вещества, которое под действием силы диффузии и тяжести соответственно, проходит

через площадку 1 см2 в направлении перпендикулярно ей.

iсед

седиментационно устойчива; концентрация частиц по объему одинакова. Соотношение характерно для частиц с размером l = 10-9 – 10-7 м.
2. Если iсед >> iдиф – седиментация преобладает над диффузией, система седиментационно не устойчива.
3. Если iсед = iдиф – состояние седиментационно-диффузионного равновесия с определенным распределением частиц по высоте.

поле. Для создания центробежного поля используют центрифуги или аппараты типа

циклонов.

частиц путем отстаивания (осветление воды).
Очистка газов в циклонах.
В лабораторной практике

для отделения осадков путем центрифугирования.
Применение седиментационного анализа для определения размера частиц дисперсной фазы и их фракционного состава.