ГРУБОДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
К грубодисперсным относятся системы, в которых частицы дисперсной фазы имеют размеры ³ 10–5 м. К ним относятся эмульсии, пены, суспензии, порошки. Эмульсиями называются грубодисперсные системы из несмешивающихся жидкостей (Ж/Ж). В таких системах одна жидкость (дисперсная фаза) взвешена в другой (дисперсной среде) в виде капелек. Размеры капелек могут достигать 5000 мкм и более. Эмульсии имеют выраженную поверхность раздела, неустойчивы и нуждаются в стабилизаторах (эмульгаторах). Главным фактором их устойчивости является заряд. Чаще всего эмульсии состоят из воды и жидкости, которую принято называть «масло». Возможны два типа эмульсий: масло в воде (м/в) (Рис. 14.7), и вода в масле (в/м) (Рис. 14.8).
Гидрофобные эмульгаторы стабилизируют эмульсии типа в/м: их молекула, находящаяся большей своей частью в дисперсионной среде (масле), удерживается на поверхности капелек воды своей гидрофильной группировкой (рис. 14.8). В результате вокруг каждой капельки воды образуется плотная оболочка из молекул эмульгатора, препятствующая слиянию дисперсной фазы (воды). Эмульгаторы разных классов соединений могут сообщать системе различную степень дисперсности (табл. 14.1). Тип эмульсии определяется добавленным стабилизатором: если к смеси равных объемов воды и бензола добавить гидрофильный эмульгатор, то образуется эмульсия типа м/в, добавление гидрофобного эмульгатора приводит к возникновению эмульсии типа в/м. Образование эмульсии происходит и при отмывании жирных пятен мылом. По своему строению к эмульсиям приближаются пены. Пены характеризуются сплошным ячеистым строением и наличием газовой дисперсной фазы. Устойчивые пены образуются в присутствии поверхностно-активных веществ (мыла, белки и т.п.).
Пенообразование используется, например, для обогащения руд способом флотации.
К грубодисперсным системам могут быть отнесены также суспензии и порошки. Дисперсные системы, у которых дисперсионной средой является газ, называются аэрозолями. Диспергированным веществом в аэрозолях могут быть частицы твердого вещества (дым и др.), а также капельки жидкости (облака, туман и др.). Устойчивость аэрозолей объясняется наличием электрического заряда, возникающего
Таблица 14.1
Дисперсность эмульгации для различных типов веществ
| Дисперсность эмульгации | Эмульгаторы для эмульсии типа м/в | Эмульгаторы для эмульсии типа в/м | ||
| Грубая | CaCO3, CaSO4, Fe2O3, Fe(OH)3, SiO2, глина и др. | Hgl2, PbO, сажа и др. | ||
| Коллоидная | Альбумин, крахмал, лецитин, желатин и др. | Смолы, каучук, холестерин и др. | ||
| Молекулярная | Мыла щелочных металлов, красители | Мыла многовалентных металлов | ||
на поверхности раздела двух фаз, а, кроме того, каждая частичка твердого или жидкого вещества адсорбирует на своей поверхности газ, в результате чего образуется оболочка, которая препятствует их объединению и, следовательно, быстрому оседанию.
Аэрозоли широко применяются в военном деле (дымовые завесы и др.), в сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства (распыление различных дезинфицирующих веществ: инсектицидов, гербицидов и т. п.).
[*] Способность дисперсных систем сохранять определенное распределение частиц по объему называется седиментационной или кинетической устойчивостью. Sedimentum (лат.) – осадок.