Дисперсные системы

образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В Д. С. По крайней мере одна из фаз — дисперсная фаза — распределена в виде мелких частиц (кристалликов, нитей, плёнок или пластинок, капель, пузырьков) в другой, сплошной, фазе — дисперсионной среде. Д. С. По основной характеристике — размерам частиц или (что то же самое) дисперсности (См. Дисперсность) (определяемой отношением общей площади межфазной поверхности к объёму дисперсной фазы) — делятся на грубо (низко) дисперсные и тонко (высоко) дисперсные, или Коллоидные системы (коллоиды). В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10-4 см и выше, в коллоидных — от 10-4—10-5 до 10-7 см. По агрегатному состоянию дисперсионной среды различают газодисперсные системы — Аэрозоли (туманы, дымы), Пыль.

Жидкодисперсные — Золи, Суспензии, Эмульсии, Пены. Твёрдодисперсные — стеклообразные или кристаллические тела с включениями мельчайших твёрдых частиц, капель жидкости или пузырьков газа (см. Табл.). Пыль, суспензии, лиофобные эмульсии (см. Лиофильные и лиофобные коллоиды) — грубодисперсные системы. Как правило (при наличии разности плотностей), они седиментационно неустойчивы, т. Е. Их частицы оседают под действием силы тяжести или всплывают. Золи — типичные высокодисперсные коллоидные системы, частицы дисперсной фазы которых (мицеллы (См. Мицелла)) участвуют в броуновском движении (См. Броуновское движение) и потому седиментационно устойчивы. Жидкие и твёрдые пены, состоящие из газовых ячеек-пузырьков, разделённых тонкими прослойками непрерывной фазы, представляют особую группу структурированных ячеистых систем (см.

Ниже). По интенсивности молекулярного взаимодействия фаз различают лиофильные и лиофобные Д. С. В лиофильных системах молекулярное взаимодействие между фазами достаточно велико и удельная свободная поверхностная энергия (Поверхностное натяжение) на межфазной границе очень мала. Лиофильные системы образуются самопроизвольно (спонтанно) и имеют предельно высокую дисперсность. В лиофобных системах взаимодействие между молекулами различных фаз значительно слабее, чем в случае лиофильных систем. Межфазное поверхностное натяжение велико, вследствие чего система проявляет тенденцию к самопроизвольному укрупнению частиц дисперсной фазы (см. Коагуляция и Коалесценция). Обязательное условие существования лиофобных Д. С. — наличие стабилизаторов, веществ, которые адсорбируются на поверхности раздела фаз и образуют защитные слои, препятствующие сближению частиц дисперсной фазы.

Д. С. Могут быть бесструктурными (свободнодисперсными) и структурированными (связнодисперсными). Структурированные Д. С. Пронизаны сеткой-каркасом из соединённых между собой частиц (капель, пузырьков) дисперсной фазы, вследствие чего обладают некоторыми механическими свойствами твёрдых тел (подробнее см. Дисперсная структура, Гели). Характерная особенность Д. С. — высокая свободная энергия как следствие сильно развитой межфазной поверхности. Поэтому Д. С. Обычно (кроме лиофильных Д. С.) термодинамически неустойчивы. Они обладают повышенной адсорбционной способностью, химической, а иногда и биологической активностью. Д. С. — основной объект изучения коллоидной химии (См. Коллоидная химия). Д. С. Широко распространены в природе, технике и быту.

Примерами Д. С. Могут служить горные породы, грунты, почвы, дымы, облака, атмосферные осадки, растительные и животные ткани. Строительные материалы, краски, моющие средства, волокнистые изделия, важнейшие пищевые продукты и многие др. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию фаз -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | Дисперсионная | Дисперсная фаза  | | среда  |------------------------------------------------------------------------------------------------------------| |  | газовая | жидкая | твёрдая  | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Газовая  | Дисперсные систе- | Туманы  | Дымы, пыль | |  | мы не образуются  | | | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| |  | | Эмульсии | Суспензии | | Жидкая | Пены |-----------------------------------------------------------------------| |  | | Золи (коллоидные «растворы»)* | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Твёрдая | Аэрогели (пористые  | Жидкие включения в  | Твёрдые золи | |  | тела)  | твёрдых телах | (рубиновое стекло) | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- * Предельно высокодисперсные системы (золи) иногда трудно классифицировать по агрегатному состоянию дисперсной фазы.

Лит. См. При ст. Коллоидная химия..