Образование дисперсных систем

1. Диспергационный путь.

Диспергирование – это тонкое измельчение твердого тела или жидкости, в результате которого образуются дисперсные системы: порошки, суспензии, эмульсии и аэрозоли. Диспергирование жидкости в газовой среде называется распыливанием, в другой жидкости (не смешивающейся с первой) – эмульгированием.

2. Конденсационный путь образования ДС связан с зарождением новой фазы (или фаз) в перещенной исходной фазе. Например: природные и искусственные аэрозоли (туман – из переохлажденных водяных паров, дымы – из парогазовых смесей, выделяемых при неполном сгорании топлива и др.

Возможно также образование ДС в результате химической реакции в гомогенной среде, если продукт реакции находится в другом агрегатном состоянии, отличном от исходной фазы. Например: аэрозоли с твердыми частицами NH₄CL (образуются при взаимодействии газообразных NH₃ и HCL), аэрозоли с капельно-жидкими частицами H₂SO₄ (при взаимодействии SO₃ и водяного пара) и т.д.

Устойчивость ДС характеризуется постоянством дисперсности (распределения частиц по размерам) и концентрации дисперсной фазы (числом частиц в единице объема).

Растворимость веществ – способность веществ равномерно распределяться в виде атомов, молекул или ионов по всему объему растворителя. Количественно она выражается максимальным числом граммов вещества, которое растворяется в 100 г воды при данной температуре. Это число называют коэффициентом растворимости или растворимостью и обозначают S. При этом получается насыщенный при данной температуре раствор.

Растворимость газов выражают максимальным объемом газа, который растворяется в 1 дм³ воды при данных t и Р.

Например: 2, 5 дм³, означает, что при 20 °С в 1 дм³ воды растворяется 2, 5 дм³ газообразного сероводорода.

По растворимости в Н₂О вещества можно разделить на:

а) хорошо растворимые ( > 1 г), например, NaOH, HNO₃, H₂SO₄, KNO₃, C₂H₅OH;

б) малорастворимые ( = 0, 01 – 1, 0 г), Ca(OH)₂;

в) практически нерастворимые ( < 0, 01 г), это AgCl, BaSO₄, Ag, Au, инертные газы, жиры.

Абсолютно нерастворимых веществ не существует, например, Ag и Au в виде ионов «убивают» в воде болезнетворные микробы.

Растворимость веществ зависит от природы растворенного вещества и растворителя: полярные и ионные соединения, как правило, хорошо растворяются в полярных растворителях, а неполярные – в неполярных. Например, хлороводород, молекулы которого полярны, хорошо растворяется в воде, но плохо в бензоле. Бензол хорошо растворяется в эфире, но не смешивается с водой.

Растворимость веществ зависит от температуры, как правило, с увеличением ее растворимость жидкостей и твердых веществ увеличивается, а газов – уменьшается. Однако, есть вещества, растворимость которых с увеличением температуры увеличивается незначительно, например, поваренная соль NaCl, или уменьшается – Ca(OH)₂.

Растворимость газов с увеличением давления растет; растворимость твердых и жидких веществ с изменением давления не меняется.

По степени насыщения растворы бывают насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные.

Насыщенный раствор – раствор, который находится в динамическом равновесии с растворенным веществом. Иначе, если количество вещества, переходящего в раствор за единицу времени, равно количеству вещества, которое выделяется за то же время в твердую фазу, то значит, что произошло насыщение раствора.