Поняття про дисперсні системи. Класифікація дисперсних систем: за дисперсністю, за агрегатним станом, за характером взаємодії між частинками дисперсної фази, за міжфазною взаємодією. Оптичні властивості дисперсних систем. Ефект Тиндаля. Молекулярно-кінетичні властивості дисперсних систем: броунівський рух, дифузія, осмос, розклинюючий тиск, седиментація.

1. LOGO
Лекція № 2
КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ХАРАКТЕРИСТИКА
ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ.
ЇХ ОПТИЧНІ ТА МОЛЕКУЛЯРНО-КІНЕТИЧНІ
ВЛАСТИВОСТІ
к.т.н., доц. Сабадаш Наталія Іванівна

2. План:
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ;
ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ;3
4
1
2 КЛАСИФІКАЦІЯ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ:
за дисперсністю;
за агрегатним станом;
2.1
2.2
МОЛЕКУЛЯРНО-КІНЕТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДС;
за структурою (за характером
взаємодії між частинками ДФ);
за міжфазною взаємодією;2.4
2.3
Броунівський рух;
Дифузія;
4.1
4.2
Седиментація;4.5Осмос;
Розклинюючий тиск;4.4
4.3

3. LOGO
1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ

4.  Дисперсними називаються гетерогенні системи з
високим ступенем роздрібненості.
 Фаза, в якій розподілена інша фаза з
високорозвиненою поверхнею, називається
дисперсійним середовищем (ДС).
 Роздрібнена фаза, яка має високорозвинену
поверхню та розподілена в дисперсійному
середовищі називається дисперсною фазою (ДФ).

5.  Головні ознаки дисперсних систем –
висока роздрібненість (дисперсність) і
гетерогенність

6. LOGO
2. КЛАСИФІКАЦІЯ
ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ

7. 2.1. КЛАСИФІКАЦІЯ ДС ЗА ДИСПЕРСНІСТЮ
 Дисперсність визначають як величину,
зворотну розміру частинки:
D=1/a
де: а – діаметр сферичної частинки, або
довжина ребра частинки із формою куба.

8.  Питома поверхня – Sпит, відношення площі
поверхні частинки S до її об'єму V або маси
m.
Sпит = S/V або Sпит = S/т
 Питома поверхня – це сумарна поверхня
всіх частинок, загальний об'єм яких складає
1 м3
або загальна маса – 1 кг.

9. Класифікація за дисперсністю

10.  Крива обривається в зоні молекулярно-дисперсних систем,
так як розміри дисперсних частинок зрівнюються з
розмірами молекул, поняття питомої поверхні втрачає зміст.
Утворюються істинні розчини.

11. 2.2. КЛАСИФІКАЦІЯ ДС ЗА АГРЕГАТНИМ СТАНОМ

12.  Золі з газовим дисперсійним середовищем мають
назву аерозолі, з рідким – ліозолі.
 В свою чергу ліозолі розділяють на гідрозолі та
органозолі, відповідно з водним і неводним
дисперсійним середовищем.

13. 2.3. Класифікація за структурою або
за характером взаємодії між частинками дисперсної фази
 За цією ознакою дисперсні системи розділяють на
два класи:
• вільнодисперсні і
• зв'язнодисперсні.

14.  До вільнодисперсних належать безструктурні
системи, в яких частинки ДФ не пов'язані в одну
суцільну сітку і здатні незалежно переміщуватися в
ДС під впливом броунівського руху або сили
тяжіння.
 У зв'язнодисперсних системах частинки
утворюють просторову структуру, тому вони не
можуть вільно переміщуватися.

15. 2.4. КЛАСИФІКАЦІЯ ЗА МІЖФАЗНОЮ ВЗАЄМОДІЄЮ
 ДС, для яких характерна сильна міжмолекулярна
взаємодія фази з середовищем, називають
ліофільними (від грецьк. Іуо – розчиняю і phileo –
люблю).
 Сухий залишок ліофільної системи здатний
спонтанно диспергувати в ДС. До таких систем
належать дисперсії деяких глин і ПАР.

16.  Якщо ДФ слабо взаємодіє з середовищем, то
систему називають ліофобною (від грецьк. рhobos
– страх).
 В таких системах самодовільного диспергування не
відбувається.

17. LOGO
3. ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ

18.  Якщо пучок світла падає на поверхню будь-якої
частинки, лінійні розміри якої більші, ніж довжина
хвилі падаючого на неї світла, то відбувається
відбивання світла.
 У випадку частинок, які мають розміри менші за
половину довжини хвилі падаючого світла,
відбивання світла від площини частинки не
відбувається, світло розсіюється за всіма
напрямками, огинаючи частинки, які зустрічаються
на його шляху (явище дифракції).

19. Ефект Тиндаля
 Явище розсіювання світла при проходженні
світлового пучка через газоподібне або рідке
середовище, в якому зависли найдрібніші
частинки, вперше описав Тиндаль у вигляді
конуса, який світиться. Це явище одержало назву
ефекту Тиндаля.

20. Цей оптичний ефект виникає при проходженні світлового пучка через
оптично неоднорідне середовище. Спостерігається у вигляді конуса, що
світиться на темному фоні.

22. LOGO
4. МОЛЕКУЛЯРНО-КІНЕТИЧНІ
ВЛАСТИВОСТІ
ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ

23. 4.1.Броунівський рух
 Броунівський рух – хаотичний безперервний рух
частинок ДФ.
 Названо на честь вченого Р.Брауна.
 Броунівський рух найбільше проявляється у
високодисперсних систем і залежить від розміру
частинок.
 Для частинок більше 10 мкм він майже відсутній.

24. 4.2. Дифузія
 Дифузія – це самочинний процес вирівнювання
концентрацій компонентів системи при наявності градієнту
концентрації або температури, який призводить до
досягнення однакового значення хімічного потенціалу
кожного компонента в усіх елементах об’єму системи.

25. Перший закон Фіка
 Інтенсивність перенесення речовини через площу
поперечного перерізу S та за градієнтом
концентрації описується рівнянням:
 (1)
 Коефіцієнт пропорційності D називають
коефіцієнтом дифузії, який виражає кількість
речовини, що переноситься через площу 1м2
за 1с
при одиничному градієнті концентрації.
S
dx
dc
D
d
dm
−=
τ
dx
dc

26. 4.3.Осмос
 Осмос (грец. Osmos – поштовх, тиск) –
самовільний процес проникнення через
напівпроникну мембрану розчинника з розчину
нижчої концентрації у розчин із вищою
концентрацією, зумовлений вирівнюванням
хімічних потенціалів розчинника.
 Характеризується осмотичним тиском.

27. 4.4. Розклинюючий тиск
 Сутність розклинюючого тиску полягає у тому,
що між дисперсними частинками у колоїдній
системі діють сили притягування на великих
відстанях між ними, а коли ця відстань значно
скорочується, починають діяти протилежні сили
відштовхування.

28. 4.5. Седиментація
 Седиментація – це процес осідання
колоїдних часток у розчині або в
газоподібному середовищі під дією сили
гравітації.

29. LOGO
Дякую за увагу!