Дисперсные системы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

Пензенская государственная 
архитектурно-строительная академия 

П.М.Кругляков, А.В.Нуштаева 

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ 

Лабораторный практикум по коллоидной химии 

Пенза 2001 

У Д К 54.77.022 (07в.5) 
Б Б К 24.бя 73 
К84 

Рецензент кандидат химических наук, 
доцент Т.Н.Хаскова 

Кругляков П.М., Нуштаева А.В. 

К84 
Дисперсные 
системы: 
Лабораторный 
практикум. 

Пенза: ПГАСА, 2001. - 28 е.: ил. 

Приведен ценный теоретический и графический материал. Изложены цель, 
методы и порядок выполнения четырех лабораторных работ по теме "Дисперсные системы": 

1. Получение и свойства гидрофобных золей (коллоидных растворов). 
2. Коагуляция золей электролитами. 
3. Коллоидная защита. 
4. Получение гидрогелей поликремневых кислот. 
Лабораторный практикум разработан на кафедре химии для студентов 
специальностей 330200 "Инженерная защита ОС" и 290600 "Производство 
строительных материалов". 

© Пензенская государственная 

архитектурно-строительная академия, 2001 
© П.М.Кругляков, А.В.Нуштаева, 2001 

ВВЕДЕНИЕ 

Гетерогенные системы, в которых одна из фаз находится в раздробленном 
состоянии 
(в 
виде 
капелек, 
пузырьков, 
твердых 
частиц), называются дисперсными системами. Раздробленную фазу 
называют дисперсной фазой. Другая фаза является непрерывной и 
называется дисперсионной средой. 

Грубодисперсные системы состоят из частиц размером более 
КИ-Ю*3 см. Сюда относятся суспензии, эмульсии, пены. Высокодисперсные системы с размером частиц 10~6-107 см называются золями (аэрозоли, лиозоли - по виду дисперсионной среды). Лиозоли 
называют также коллоидными растворами, поскольку внешне (на 
глаз) они не отличаются от истинных молекулярных растворов. По 
совокупности ряда свойств к коллоидным системам относят также 
растворы высокомолекулярных соединений (ВМС) и мицеллярные 
растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ). 

Важнейшая особенность высокодисперсного (коллоидного) состояния - ведущая роль поверхностных явлений, поскольку по мере 
роста дисперсности увеличивается удельная поверхность, приходящаяся на единицу массы: S0=S/m, 
достигая в коллоидной области 
сотен и даже тысяч м 2/г. Дисперсность Д - величина, обратная 
характерному размеру частиц. Например, для куба: Д=1 / а 
(а~ 
длина ребра куба). Таким образом, значительная доля всей массы и 
свободной энергии системы заключена в межфазных поверхностных 
слоях. Это приводит к изменению свойств системы (коллоидные 
частицы обладают более интенсивной окраской, большей прочностью и твердостью, чем крупные частицы того же вещества) и 
появлению новых свойств (структурообразование, изменчивость, неполная воспроизводимость энергетических характеристик при постоянном составе). 

Особую группу коллоидов составляют связнодисперсные структурированные системы, в которых одна из фаз не перемещается 
свободно, поскольку структурно закреплена. К ним относятся капиллярно-пористые тела (адсорбенты, катализаторы и др.), мембраны (тонкие пленки, обычно полимерные, проницаемые для жидкостей и газов), гели и студни, полиэдрические пены и эмульсии, 
твердые растворы. 

По характеру взаимодействия частиц со средой различают лиофильные и лиофобные системы. Для первых характерно сильное 
межмолекулярное взаимодействие вещества дисперсной фазы со 

3