Дисперсные системы, это системы в которых одно вещество распределено ( диспергировано ) в виде очень мелких частиц в другом. Дисперсная фаза- это вещество, которое в меньшем количестве распределено в объеме другого. Дисперсная среда- это вещество в большем количестве в объеме которого распределена дисперсная фаза.
Грубодисперсные размеры частиц 100 нм Тонко дисперсные Эмульсии Суспензии Аэрозоли Коллоидные системы 1-100нм Истинные растворы <1 нм Золи Гели Молекулярные Молекулярно-ионные Ионные
Эмульсии — дисперсные системы, состоящие из двух взаимно нерастворимых жидкостей, одна из которых распределена в другой в виде капелек, иногда различимых только в микроскоп.
Молоко (капли жира в воде, стабилизированные смесями белков, в основном казеина и фосфолипидов ). Млечный сок растений, например каучуконосов. Нефтяные эмульсии, деэмульгирование которых для освобождения от сильно засоленной воды является важнейшей задачей первичной переработки нефти. Близки к эмульсиям кровь, а также системы, содержащие липосомы и микроорганизмы.
Пищевая промышленность Мыловарение; Переработка натурального каучука; Строительная промышленность; Автомобильная промышленность; Сельское хозяйство; Медицина; Живопись.
Суспензия — это грубодисперсная система с твёрдой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. Обычно частицы дисперсной фазы настолько велики что оседают под действием силы тяжести. В концентрированных суспензиях легко возникают дисперсные структуры. Взвешенная в воде мука
Суспензии классифицируются по нескольким признакам: 1. По природе дисперсионной среды: органосуспензии (дисперсионная среда - органическая жидкость) и водные суспензии. 2. По размерам частиц дисперсной фазы: грубые суспензии (d > 10-2 см), тонкие суспензии (-510-5< d < 10-2 см), мути (110-5< d < 510-5 см). Частицы грубодисперсных С. не проходят через бумажные фильтры, видимы в оптич. микроскоп, практически не участвуют в броуновском движении и диффузии. 3. По концентрации частиц дисперсной фазы: разбавленные суспензии (взвеси) и концентрированные суспензии (пасты).
Суспензии мы постоянно встречаем в нашей повседневной жизни. Когда готовим, стираем, пьем кофе, принимаем лекарства, делаем ремонт.
Взвесь муки в воде Кофе
Суспензии широко применяются о многих областях промышленности. Глазурь поставляется в форме водной суспензии.
Пе́на — дисперсная система с газовой дисперсной фазой и жидкой или твердой дисперсионной средой
Пены являются крайне неустойчивыми дисперсными системами, так как плотность жидкости в сотни и даже тысячи раз превышает плотность газа, из которого формируются пузырьки пены. Пены считаются грубодисперсными системами: в момент пенообразования невооруженным глазом видны пузырьки пены. Масса и объем газовой дисперсной фазы непостоянны и быстро изменяются, размеры пузырьков сильно разнятся, поэтому пены можно считать полидисперсными системами.
Применение В пожаротушении : особенно при возгорании ёмкостей с легко воспламеняющимися жидкостями, при тушении пожаров в закрытых помещениях - в подвалах, на судах и в самолетах.
В быту : пенные моющие средства для ванн, посуды, чистки ковров и мебели. В отделке текстильных материалов.
В строительстве : устройство кровли, гидроизоляция и утепление фундаментов, звукоизоляция стен.
В пищевой промышленности : кондитерские пены, муссы, торты, бисквиты, пиво и др.
В сфере развлечений : пенные вечеринки, дискотеки, шоу, мыльные пузыри.
Пены с твердыми тонкими стенками (аэрогели, пенопласты) широко используются для изготовления тепло- и звукоизолирующих материалов, спасательных средств, упаковки и др.
Аэрозоли - дисперсные системы с газовой дисперсионной средой и твердой или жидкой дисперсной фазой.
пыль (величина частиц более 10000 нм), облака (10000 нм – 100 нм), дымы (100 нм – 1 нм).
В зависимости от природы аэрозоли подразделяют на естественные и искусственные.
Естественные аэрозоли образуются вследствие природных сил, например при вулканических извержениях, сочетании эрозии почвы с ветром, явлениях в атмосфере. Аэрозоли широко распространены в природе, к ним относятся: туманы, облака, грозовые тучи, почвенная и вулканическая пыль, взвешенная в воздухе, пыльные и песчаные бури (самум) и т. д. Облака – важнейшее звено в круговороте воды в природе; поглощая солнечные лучи и тепловое излучение Земли, они умеряют и жару, и холод. Пыльца многих растений распространяется ветром в виде аэрозоля. (Поля злаковых растений, цветение березы, тополя и т.д.) Так же распространяются многие семена и особенно споры. Аэрозоли – туманы над морским прибоем, вблизи водопадов и фонтанов, возникающая в них радуга доставляет человеку радость, эстетическое удовольствие.
Искусственные аэрозоли образуются в результате хозяйственной и производственной деятельности человека при измельчении горных и рудных пород, добыче каменного и бурого угля, сверлении, шлифовке различных материалов, неполном сгорании топлива в силовых установках, при сельскохозяйственных работах, переработке сельскохозяйственной продукции и др.
Охлаждение и увлажнение воздуха на фермах, складах, теплицах, позволяет поддерживать комфортные условия для пребывания животных, хранения продукции, роста растений. Защита сельскохозяйственных и лесных культур от вредителей, защита животных и птиц от паразитов и болезней. Изготовление парфюмерно-косметической продукции (дезодоранты, средства по уходу за волосами, муссы, пены, гели, духи, туалетная вода, одеколоны…) Продукция бытовой химии (освежители воздуха, полироли, чистящие средства, средства по уходу за мебелью, обувью, антистатики и др.). Средства дезинфекции и дезинсекции. Борьба с вредителями растений, лесов, сорняками, переносчиками болезней человека и животных.
Лаки, краски в аэрозольной упаковке, автомобильные масла, клеи, монтажные пены, антикоррозионные составы, защитные пленки, составы, очищающие механизмы от масла и пр. В аэрозольных упаковках выпускают пищевые продукты: кремы, сбитые сливки, приправки для салатов, майонез, томатный соус, сливочное масло и др. Всё жидкое и твёрдое топливо сжигается в виде аэрозолей. Аэрозоли успешно применяют для борьбы с градобитием.
Медицинские аэрозоли – это аэрозольные препараты, используемые для применения терапевтически активных компонентов в виде измельченных частиц или туманоподобных жидкостей для лечения органов дыхания и быстрого общего действия или для местного действия в органах дыхания. Фармацевтические аэрозоли – это аэрозольные препараты, содержащие терапевтически активные компоненты для местного применения. К этой группе относятся аэрозоли, предназначенные для введения, например, в глаза, ухо, горло, нос и пр.
Искусственные аэрозоли образуются в результате хозяйственной деятельности человека. Важное место среди них занимают промышленные аэрозоли. Примером промышленного аэрозоля может служить газовый баллончик.
Коллоидные растворы представляют собой дисперсные системы, частицы которых, как правило, невозможно наблюдать с помощью обыкновенного микроскопа - они видны через световой микроскоп в виде точек, находящихся в беспрерывном движении. Коллоидные растворы легко проходят через обычные фильтры и почти полностью усваиваются организмом. К коллоидным растворам относятся все внутренние среды организма (кровь, лимфа, внутри- и внеклеточная жидкости).
Коллоидные частицы не препятствуют прохождению света. В прозрачных коллоидах наблюдается рассеивание светового луча (эффект Тиндаля). Дисперсные частицы не выпадают в осадок – Броуновское движение поддерживает их во взвешенном состоянии
Эффект Тиндаля, рассеяние Тиндаля— оптический эффект, рассеяние света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса (конус Тиндаля), видимого на тёмном фоне. Характерен для растворов коллоидных систем (например, золей, металлов, табачного дыма), в которых частицы и окружающая их среда различаются по показателю преломления. На эффекте Тиндаля основан ряд оптических методов определения размеров, формы и концентрации коллоидных частиц Эффект Тиндаля назван по имени открывшего его Джона Тиндаля.
Ге́ли (от лат. gelo — «застываю») — структурированные системы, состоящие из высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ. Наличие трёхмерного полимерного каркаса (сетки) сообщает гелям механические свойства твёрдых тел (отсутствие текучести, способность сохранять форму, прочность и способность к деформации (пластичность и упругость). Структура геля
Раствор — гомогенная (однородная) смесь, состоящая из частиц растворённого вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия. Истинный раствор - это разновидность раствора в котором размеры частиц растворенного вещества предельно малы и сопоставимы с размером частиц растворителя.
Примеры многочисленны: газообразный раствор – воздух, состоящий из главного компонента азота – 78% N 2 ; газированная вода, водный уксус, морская вода ; сплавы, представляющие собой твердые растворы, например, медные Cu – Zn, Cu – Cd, Cu – Ni и др. Также к ним относятся растворы сахара, спирта, неэлектролитов, электролитов и слабых электролитов. Истинными растворами организма являются, например, растворы солей, моносахаридов.
Особенностью истинных растворов является то, что они гомогенны даже при рассматривании в электронный микроскоп. Компоненты, входящие в их состав, не могут быть разделены никаким способом. И благодаря небольшой разнице между размерами молекул растворенного вещества и растворителя, а также отсутствию пограничных поверхностей раздела между ними истинные растворы представляют собой однофазные дисперсные системы.
Истинные растворы бывают ионно-дисперсными и молекулярно-дисперсными. Размер частиц в первых составляет менее 1 нм, а растворенное вещество находится в виде отдельных гидратированных ионов и молекул в равновесных количествах.
Гомогенность сохраняется неопределенно долгое время, если только в растворе не происходит никаких самопроизвольных вторичных процессов, изменяющих химическую природу (состав) растворенного вещества (гидролиз, окисление, действие света и т. п.)
