Системы гетерогенные дисперсные

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ (коллоиды, коллоидные растворы) — гетерогенные дисперсные системы с предельно высокой дисперсностью. К- с. занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами (суспензиями, эмульсиями). Размеры коллоидных частиц от 10 до 10 см. Образование К. с. связано с двумя процессами коагуляцией и пеп-тизацией (см. Коагуляция. Пептизация). [c.131]

Все дисперсные системы гетерогенны, состоят по меньшей мере из двух фаз. Непрерывная фаза называется дисперсионной средой, раздробленная прерывная фаза — дисперсной фазой. Все дисперсные системы, составляющие предмет коллоидной химии, можно классифицировать по кинетическим свойствам дисперсной фазы на системы, в которых частицы дисперсной фазы могут свободно передвигаться (свободно дисперсные системы), и на системы, в которых эти частицы передвигаться практически не могут (связно-дисперсные системы). Существенно важна классификация по размерам частиц дисперсной фазы. По последнему признаку коллоидные системы подразделяются на ультрамикрогетерогенные, размер частиц которых составляет 1—100 нм, микрогетерогенные с размером частиц 100— 10000 нм (0,1—10,0 мкм) и грубодисперсные системы, размер частиц которых больше 10 мкм. [c.380]

Коллоидные системы представляют собой частный вид дисперсных систем. К коллоидным относятся системы со сравнительно высокой степенью дисперсности размер частиц составляет от 10 до 2000 А. Таким образом, коллоидные системы по степени дисперсности частиц должны быть помещены между грубодисперсными системами и молекулярно-дисперсными, т. е. истинными растворами (в последних растворенное вещество находится в растворителе в виде отдельных молекул или ионов). В коллоидных системах частицы не могут быть обнаружены с помощью обычного микроскопа. Таким образом, коллоидные системы являются системами гетерогенными (точнее — микрогетерогенными), так как частицы дисперсной фазы составляют самостоятельную фазу, обладающую некоторой поверхностью, отделяющей ее от дисперсионной среды. Вследствие малого размера частиц общая поверхность их в коллоидных системах очень велика и составляет десятки, сотни и тысячи квадратных метров на грамм дисперсной фазы. Очень сильное развитие этой поверхности раздела и обусловливает особенности в свойствах, присущие коллоидным системам. [c.504]

Коллоидные системы — гетерогенные дисперсные системы, степень дисперсности (раздробленности) которых лежит между истинными растворами (молекулярная раздробленность) и грубодисперсными суспензиями. [c.497]

Дисперсность — важнейший признак объектов коллоидной химии. Она придает новые свойства не только отдельным элементам дисперсной системы, но п всей дисперсной системе. С ростом дисперсности увеличивается роль поверхностных явлений в системе, т. е. более сильно проявляется специфика гетерогенных дисперсных (коллоидных) систем. Одиако ссли гетерогенность является универсальным признаком, так как любая многофазная система в принципе может быть объектом коллоидной хпмии (иаиример, ее межфазная поверхность), то одиа только дисперсность без гетерогенности не может определить принадлежность конкретного объекта к коллоидной химии. Например, истинные растворы представляют дисперсию растворенного вещества в растворителе, но коллоидной системой не являются. Н. П. Песков в том же учебнике пишет ...в понятии дисперсности не заключается ничего, что указывало бы на гомогенность или гетерогенность данной системы... и еще ...одна степень дисперсности не может считаться исчерпывающей характеристикой коллоидного состояния, одним из самых важных признаков коллоидности является многофазность системы, то есть существование в ней физических плоскостей раздела... . Эту плоскость раздела Н. П. Песков называл коллоидной поверхностью . [c.11]

Из элементарных курсов общей химии и физики известно, что вследствие сильно развитой межфазной поверхности гетерогенные дисперсные системы обладают большим избытком свободной поверхностной энергии и, следовательно, являются в принципе неустойчивыми. Позднее мы еще обсудим этот вопрос и покажем, что данное утверждение, которое во многих случаях не вызывает возражений, не настолько правильно, чтобы его абсолютизировать. Возникает вопрос, в какой мере законно применение термодинамических зависимостей к фазовым равновесиям в подобных системах. Гетерогенная дисперсная система может приобретать за счет замедляющих кинетику факторов известную устойчивость, позволяющую ей существовать в дисперсном состоянии достаточно долгое время. В течение этого времени вследствие молекулярного переноса (например, благодаря диффузии) устанавливается такое распределение ее компонентов в объеме и около межфазной поверхности, которое практически соответствует равновесию. Очевидно, что возникающее при этом состояние можно анализировать на основе соответствующих термодинамических представлений. В дальнейшем при рассмотрении вопроса об устойчивости лиофобных коллоидов мы увидим, что такая устойчивость действительно существует и именно этим объясняется широкое распространение подобных систем в природе и технике. Если какая-либо жидкость диспергирована в газе или п другой жидкости, то состояние относительного равновесия, о котором мы говорили выше, придает частицам термодинамически устойчивую форму — форму с наименьшей поверхностью, которая в простейшем случае является сферической. Не будем приводить других аргументов в пользу приложимости термодинамики равновесных систем к дисперсным гетерогенным системам и перейдем к рассмотрению самой термодинамики гетерогенных систем. [c.75]

Системы, в которых одно вещество распределено в среде другого в виде очень мелких частиц, называются дисперсными системами (диспергировать — значит измельчать). Такие системы состоят из двух (или большего числа) фаз — совокупности мелких частиц, составляющих дисперсную фазу, и окружающего их вещества, называемого дисперсионной средой. Следовательно, все дисперсные системы являются системами гетерогенными. Термином степень дисперсности выражают степень измельчения вещества, составляющего дисперсную фазу. Высокодисперсными называют системы с очень малым размером частиц, грубодисперсными — при сравнительно невысокой степени измельчения. [c.504]

В отличие от истинных растворов (гомогенных), нефтяные дисперсные системы гетерогенны и состоят из двух и более фаз. [c.13]

Исходя из исследования поверхностей активности асфальтенов [267, 268] в интервале 20—150°С была найдена критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) в групповых компонентах соответствующих нефтяных остатков. Показано, что истинные растворы получаются при массовом содержании асфальтенов 0,005—0,6 %. Более концентрированные растворы образуют гетерогенные дисперсные системы. При дальнейшем концентрировании образуются первичные надмолекулярные образования и затем асфальтены выделяются в отдельную фазу. Частицы асфальтенов в коллоидных системах имеют размеры 2—30 нм и образуют коацерваты размером до 2 мк. Размеры асфальтеновых частиц [c.280]

Дисперсные системы делятся на однофазные, (гомогенные) и многофазные (гетерогенный. В гомогенных системах, состоящих из молекул или ионов, отсутствуют границы раздела между частицами и средой. Например, молекулярно- или ионно-дисперсные растворы, которые называются истинными растворами. В гетерогенных дисперсных системах существуют границы раздела между фазами, например взвесь глины в воде, дым, туман и др. [c.298]

Одно из девяти сочетаний Г/Г в обычных условиях не может образовать коллоидной системы, так как газы при любых соотношениях дают истинные растворы. Однако и газы могут проявлять некоторые свойства коллоидных систем благодаря непрерывным флуктуациям плотности и концентрации, вызывающим неоднородности в системе. Ближе к коллоидным системам жидкие растворы, в которых молекулы растворителя и растворенного вещества значительно отличаются по размерам и природе. К таким растворам относятся растворы сильно ассоциирующих веществ и растворы полимеров, которые при определенных условиях могут образовывать ассоциативные и молекулярные гетерогенные дисперсные системы. Размеры молекул (ассоциатов) растворенного вещества иногда превышают размеры обычных коллоидных частиц. Эти системы обладают многими свойствами, характерными для типичных гетерогенно-дисперсных систем. Они как бы связывают в единое целое все дисперсные системы и указывают на непрерывность перехода от истинных растворов к истинным гетерогенным дисперсным системам. [c.14]

Жидкости для промывки скважин используются как гомогенные среды, так и в качестве одной из фаз гетерогенных систем (суспензий, эмульсий, пен). В гетерогенных дисперсных системах жидкости, как правило, являются той средой, которая в наибольшей степени ответственна за физико-химические процессы в системе, и ее свойства находятся в теснейшей зависимости от свойств жидкой фазы. В буровой практике в качестве жидкой фазы применяют углеводородные жидкости (нефть, дизельное топливо) и особенно воду. Поэтому, не останавливаясь на роли этих жидкостей в дисперсной системе, рассмотрим некоторые физико-химические особенности их строения. Это важно еще и потому, что при анализе процессов, происходящих в промывочных жидкостях, до сих пор, к сожалению, не учитываются свойства их жидкой фазы. [c.22]

Коллоидная химия изучает свойства дисперсных систем. Дисперсные системы гетерогенны и обладают сильно развитой поверхностью. Степень раздробленности вещества характеризуется величиной удельной поверхности 5о, которая равна отношению общей поверхности частиц 3 к объему вещества и, подвергнутого дроблению [c.159]

Гетерогенность дисперсных систем проявляется в том, что эти системы состоят из двух (или более) фаз дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза — это раздробленная фаза. Она состоит из частиц нерастворимого тонкоизмельченного вещества, распределенных по всему объему дисперсионной среды. [c.365]

Особые оптические свойства дисперсных систем обусловлены их главными признаками дисперсностью и гетерогенностью. Дисперсные системы неоднородны по фазовому составу, поэтому обладают и оптической неоднородностью. На оптические свойства дисперсных систем в большой степени влияют структура, размер и форма частиц. На этом основано применение оптических методов для изучения частиц в широком диапазоне дисперсности, от невидимых в оптический микроскоп до грубодисперсных. [c.388]

Гетерогенные дисперсные системы подразделяют на коллоидные (размеры частиц от 1 до 100 нм) и грубодисперсные, или взвеси (размеры частиц более 100 нм). [c.145]

Коллоидные частицы и мицеллы. Коллоидное состояние вещества получило свое название от греческого слова колла (клей). Коллоиды относятся к числу гетерогенных дисперсных систем, характеризующихся высокой степенью раздробленности одного компонента в другом. Линейные размеры частиц дисперсной фазы коллоидных систем лежат в пределах от 1 до 100 нм. Такая дисперсность называется коллоидной. Как дисперсионная среда, так и дисперсная фаза коллоидных систем могут находиться в различных агрегатных состояниях. Коллоидные системы, дисперсионная среда которых жидкость, называются коллоидными растворами или золями. [c.171]

Обсуждаются процессы массопереноса в пористых телах различной структуры и в модельных системах (пленках и капиллярах) на основе теории поверхностных сил. Особоег внимание обращается на физико-химический механизм процессов массопереноса. Пористые тела рассматриваются как гетерогенные дисперсные системы, между частицами которых действуют молекулярные, электростатические, структурные и стерические силы. Систематизированы и обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных как в нашей стране, так и за рубежом. [c.288]

Дисперсными называют такие системы, составные части коти()ых более или менее равномерно распределены друг в друге, Растворы и газовые смеси, составными частями или комиоиеи-тами которых являются разные вещества, очевидно, являются дисперсными системами. Отличие растворов от других дисперсных систем — в их гомогенности — компоненты раствора или газовой смеси распределены друг в друге равномерно и составляют одну фазу. Гетерогенные системы, однако, также составляют обшир[1ую группу дисперсных систем. Гетерогенные системы содержат несколько фаз (по крайней мере две), равномерно раснределенных друг в друге из них различают непрерывную фазу, которую называют дисперсионной средой, и ра дробленную, дискретную, которую называют дисперсной фазой. В большинстве случаев по этм фазам распределены различные вещества, т. е. гетерогенные дисперсные системы обычно многокомпонентны. Однако встречаются и однокомпонентные гетерогенные дисперсные системы, например взвесь мелких льдинок в воде, капель воды в водяном паре и т.п. [c.154]

По размерам частиц дисперсной фазы гетерогенные дисперсные системы подразделяются на грубодисперсные, с размерами частиц больше I мкм, и тонкодисперсные, называемые также коллоидными, с размерами частнц меньше 1 мкм коллоидные системы называют также золями или коллоидными растворами. Гра ица между грубодисперсными и тонкодисперснымн системами услов а, особенно если учесть полидисперсность реальных систем. [c.155]

Агрегат ое состояние фаз гетерогенных дисперсных систем может быть ] азовым, жидким и твердым. Соответственно этому можно было бы предположить существование девяти классов гетерогенных дисперсных систем. Однако в газообразной диспсрсио1 ноп среде любой другой газ не может находиться в виде отдельной дисперсной фазы, т. е. любая газовая система однофазна (за исключением тех случаев, когда газы находятся под очень большим давлением). Таким образом, гетерогенные диепереиые епстемы но агрегатному состоянию фаз подразделяются на восемь классов. [c.155]

Концентрация гетерогенных дисперсных систем. Концентрация может быть выражена содержанием дисперсной фазы в единице массы или объема днснерсноп системы, причем различают массовую и частичную концентрацию. [c.158]

Конденсация. Все методы конденсации, или конденсационные методы, сводятся к тому, что частицы предельно раздробленного вещсства, т. е. вещества, находящегося в растворенном состоянии или в виде пара, когда его молекулы разобижены, подвергаются укрупнению, соединяясь друг с другом и образуя более крупные агрегаты. Процесс коггденсации вещества в состоянии отдельных молекул (или нонов) может произойти только в том случае, если это вещество пересыщает раствор или газовую смесь. Таким образом, кондеисациоиный процесс образования гетерогенной дисперсной системы происходит в две стадии 1) образование пересыщенного раствора или пара и 2) собственно конденсация из пересыщенного раствора или пара. Конденсационные методы отличаются от дисперсионных тем, что раз начавшийся процесс конденсации идет далее самопроизвольно и сопровождается отдачей энергии. Все усилия при искусственном иолучении гетерогенных дисперсных систем иосредством метода конденсации сводятся к получению пересыщенного раствора или пара, что может быть достигнуто двумя способами 1) понижением растворимости или давления пара путем охлаждения или замены растворителя или 2) образованием [c.189]

Таким образом, ультрамггкрогетерогепные с1 стемы, обладая свойством многофазности и являясь объектами коллоидной химии, в зависимости от условий и дисперсности могут проявлять эту многофазность в той или иной степени. В той илп иной степенн они проявляют и свойства истинных растворов, следуя молекулярнокинетическим законам. Золи представляют собой переходные системы между истинными гетерогенно-дисперсными системами и истинными растворами. В этом состоит глубокий философский смысл перехода количества в качество. [c.210]

Таким образом, объекты коллоидной химии обладают поверхностной энергией. Рассмотрение превращения поверхностной энергии в другие виды энергии составляет содержание первой половины курса коллоидной химии — учения о поверхностных явленнях. Основное внимание в этом учении уделяется поверхностному слою, его строению и свойствам. Вторую половину курса составляет учение о дисперсных системах, в котором рассматриваются их синтез и свойства, связанные, главным образом, с дисперсным состоянием, когда поверхностная энергия во многом определяет объемные свойства тел. Две составные части курса также соответствуют двум признакам объектов коллоидной химии. Поверхностные явления — результат гетерогенности, дисперсность же в значительной степени определяет вклад поверхностных явлений в объемные свойства дисперсных систем. [c.12]

Необходимость пересыщения для образования гетерогенной дисперсной системы из гомогенной следует и из того факта, что появление избыточной поверхностной энергии при конденсации должно быть предварительно скомпеисировано избытком энергии Гиббса системы, что и обеспечивается пересыщением. [c.99]

При проведении аналогий между ультрамикрогетерогенными системами и истинными растворами часто обсуждается специфика применения правила фаз Гиббса к этим системам. Возможность применения к золя]и молекулярно-кинетических законов, законов статистики и энтропии позволяет их рассматривать как системы, обладающие свойствами гетерогенно-дисперсных систем и истпн-ных растворов. Частицы истинных гетерогенно-дисперсных систем не участвуют в тепловом движении. С уменьщением размера до величин, отвечающих ультрамикрогетерогеиной области, частицы постепенно теряют свойство фазы — независимость термодинамических свойств от количества фазы. Как уже известно из разд. II. Д, термодинамические свойства частиц в этой области зависят от дисперсности (изменяются внутреннее давление, растворимость, температура плавления и другие параметры). Одновременно частицы начинают участвовать в тепловом движении системы. Чем меньше частицы, тем дальше система от истинного гетерогенно-дисперсного состояния и тем ближе к истинному раство-ру. [c.209]

Специфика оптических свойств объектов коллоидной химии определяется их осповнымп признаками гетерогениостыо и дисперсностью. Гетерогенность, или наличие межфазной поверхности, обусловливает изменение наиравления (отрал<ение, преломление) световых, электронных, нонных и других лучей на границе раздела фаз и неодинаковое поглощение (пропускание) этих лучей сопряженными фазами. Дисперсные системы обладают фазовой и соответственно оптической неоднородностью. Лучи, направленные на микрогетерогенные и грубодисперснЕ е системы, падают на поверхность частиц, отражаются и преломляются под разными углами, что обусловливает выход лучей из системы в разных направлениях. Прямому прохождению лучей через дисперсную систему препятствуют также их многократные отражения и преломления прн переходах от частицы к частице. Очевидно, что даже при отсутствии поглощения интенсивность лучей, выходящих, из дисперсной системы, будет меньше первоначальной. Уменьшение интенсивности лучей в направлении их падения тем больше, чем больше неоднородность и объем системы, выше дисперсность и концентрация дисперсной фазы. Увеличение дисперсности приводит м дифракционному рассеянию лучей (опалесценции). [c.245]

Наибольшим разнообразием факторов устойчивости и методов коагуляции отличаются дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой. Для них характерны все ранее рассмотренные как термодинамические, так и кинетические факторы устойчивости, поскольку только в жидких средах наблюдается диссоциация электролитов, вызывающая образование двойных электрических слоев, и сольватация, при которой возможно резкое снил ение межфазного натяжения. В жидких средах можно наблюдать адсорбционное понижение поверхностной энергии до минимальных значений, компенсирующихся энтропийным расталкиванием. В результате этого становится возможным самопроизвольное диспергирование нли образование гетерогенных дисперсных систем, устойчивых практически неограниченное время. В жидких средах возможно изменение плотности фаз в широких пределах, что, например, позволяет значительно легче достигать термодинамической устойчивости по отношению к седиментации (седиментацион-по-диффузионное равновесие). Для дисперсных систем с л<идкой дисперсионной средой, безусловно, возможно регулирование и кинетических факторов устойчивости к коагуляции и седиментации (изменение вязкости среды). [c.342]

Под структурой тел обычно поннмают пространственное взаимное расположение составных частей тела атомов, молекул, мелких частиц. Структу )а разбавленных агрегативно устойчивых дисперсных систем по ряду свойств очень похожа на структуру истинных растворов. Основное отличие состоит в том, что в дисперсных (гетерогенных) системах частицы дисперсной фазы и молекулы дисперсионной среды сильно различаются по размерам. Увеличение концеитрацин дисперсной фазы приводит к взаимодействию ее частиц подобному ассоциации молекул и ионов в истинных растворах. Изменение свойств дисперсных систем с ростом концентрации происходит постепенно до тех пор, пока не наступит коагуляция частиц. В коллоидной химии понятия структуры и етруктурообразования принято связывать именно с коагу-ля[и1ей, в процессе которой происходит образование пространственной сетки из частиц дпсперсной фазы с резким увеличением прочности системы [c.355]

Композиционные материалы представляют собой системы, состоящие пз двух илн нескольких различных твердых фаз. Одна из них является сплошной (дпсперспонная среда), называемой матрицей (основной), а другие распределены в ней в виде частиц, волокон, пленок (дисперсная фаза). Дисперсную фазу называют наполнителем, 1шогда упрочнителем. Если в качестве матрицы выступает полимер, то ее принято называть связующим. Из систем твердое в твердом композиционные материалы являются наиболее ярко выраженными гетерогенно-дисперсными системами. Их классифицируют по форме дисперсий наполнителя на волокнистые, упрочненные волокнами пли нитевидными кристаллами, дисперс-ноупрочненные, содержащие мелкие частицы в объеме матрицы, и слоистые, представляющие собой совмещенные пленки, слои раЗ ных фаз. [c.392]

Физико-химические свойства гетерогенных дисперсных систем и растворов высокомолекулярных соединений являются предметом изучения науки - коллоидной химии. Особое внимание коллоидная химия уделяет роли поверхностаых явленрй на грашце раздела фаз, т.в. дисперсные системы обладают сильно развитоГг поверхностью раздела, что обусловливает особенности в.свойствах, присущих Этим системам. [c.8]

В отличие от истиных растворов, являющихся гомогенными, то есть не имеющими поверхности раздела фаз между составляющими их компонентами, дисперсные системы гетерогенны, многофазны, в простейшем случае двухфазны. Фазой в этом случае называется совокупность однородных элементов системы, одинаковых по составу и свойствам и ограниченных от других элементов системы физическими поверхностями раздела. Необходимым условием для образования таких поверхностей и, следовательно, дисперсных систем, является нерастворимость или малая взаимора-створимость веществ дисперсной фазы и дисперсионной среды. [c.14]

Процессы сольватации происходят в любой нефтяной дисперсной системе, однако в этих случаях они имеют некоторые особенности и понятие сольватации приобретает несколько иной смысл. В отличие от истиных растворов нефтяные дисперсные системы гетерогенны, то есть характеризуются наличием поверхности ра,здела частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой. В этих случаях на поверхности частиц дисперсной фазы образуются сорбционно-сольватные слои или сольватные оболочки, включающие молекулы дисперсионной среды. Между сольватными оболочками и дисперсионной средой практически отсутствует граница раздела, вследствие того ч то межмолекулярные взаимодействия молекул в сольватном слое и дисперсионной, сво [c.39]

Очевидно, для рационального управления технологическими процессами инженер-технолог должен владеть знаниями законов, которым подчиняются гетерогенные дисперсные системы, и умением количественно характеризовать и описать их свойства. Такая необходимость будет возрастать по мере совершенствования процессов химической технологии, внедрення в иих автоматизации, повышения культуры производства. [c.3]

Важное значение имеет образование двойного электрического слоя на границе раздела фаз в гетерогенных дисперсных системах. Возникновение двойного электрического слоя возможно двумя путями. Первый путь связан с адсорбцией на поверхности частиц твердой фазы ионов из раствора. При этом на поверхности твердой фазы адсорбируются те ионы, которые могут образовать с ионами противоположного знака (входящими в ее состав) трудно растворимые соединения либо такие ионы, которые входят в решетку, могут замещать в кристалле соответствующий ион, давая изоморфное с кристаллом соединение. Рассмотрим два примера. Гидрозоль иодистого серебра получают по реакции между AgNOs и KI. Если взять избыток AgNOs, на поверхности коллоидных частиц Agi адсорбируются ионы Ag+ и частица становится заряженной положительно. При наличии в растворе избытка KI коллоидная частица Agi приобретает отрицательный заряд вследствие адсорбции ионов I-. Таким образом, создается внутренняя обкладка двойного электрического слоя, определяющая знак заряда коллоидной частицы. Ионы К+ остаются в растворе и образуют наружную обкладку двойного слоя. [c.322]

Выше (см. гл. XVIII, 8) рассматривалось явление ползучести. Мероприятия по устранению этого явления, как и других, требующих увеличения площадей под отвалы добычи и переработки ископаемого сырья, могут быть основаны и на физико-химических методах. Одним из путей повышения устойчивости отвалов является адгезионное воздействие на горный массив при введении химических реагентов или создание адгезионного взаимодействия между породами. Целесообразность применения того или иного способа упрочнения горных пород определяется петрографичеоким типом пород. Практически воздействия, упрочняющие гориые породы, могут быть осуществлены путем введения в предварительно пробуренные скважины по периметру отвала горных выработок материала с высокой химической активностью, создающего в породах зоны повышенной прочности. Фазовые превращения, определяющие необратимые прочностные свойства гетерогенной дисперсной системы, состоящей из породы (например, глинистой), добавки (например, цемента, извести) и воды, связаны с образованием малорастворимых соединений на границе раздела фаз. [c.291]