Получение дисперсных систем. Лекция 7

1.

Лекция 7
Получение дисперсных систем
ДОЦЕНТ КАФЕДРЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ СИСТЕМ И ПОВЕРХНОСТНЫХ
ЯВЛЕНИЙ ИМЕНИ С.С.ВОЮЦКОГО, К. Х. Н. О.А. ДУЛИНА

2.

Лиофильные и лиофобные дисперсные системы
Коллоидные системы занимают промежуточное положение между истинными
растворами и грубодисперсными системами. Это позволяет получать дисперсные
системы двумя путями: диспергированием и конденсацией.
Существуют дисперсные системы способные возникать в результате
самопроизвольного диспергирования. Такие системы термодинамически
равновесны и не нуждаются в стабилизации. Их называют лиофильными.
В большинстве случаев образование дисперсных систем требует затрат энергии.
Возникшие таким образом системы являются термодинамически
неравновесными и нуждаются в стабилизации. Их называют лиофобными.

3.

Стабилизация лиофобных дисперсных систем
Для придания системе агрегативной устойчивости (то есть устойчивости к
слипанию частиц дисперсной фазы) необходимо создать на поверхности частиц
защитные слои. Это могут быть:
Двойные электрические слои, приводящие к возникновению электростатического
отталкивания (ионно-электростатический фактор устойчивости). Реализуется при
введении в систему электролитов-стабилизаторов.
Адсорбционно-сольватные слои, которые, в силу своих структурно-механических
свойств, препятствуют соприкосновению и слипанию частиц (структурный
фактор устойчивости). Реализуется при введении в систему ПАВ или ВМС.

4.

Конденсационные методы
получения дисперсных систем

5.

Конденсационные методы получения
дисперсных систем
Конденсация – образование новой фазы, путем соединения молекул, ионов или
атомов в гомогенной среде.
В основе конденсационных методов образования дисперсных систем лежат два
процесса:
1.
Возникновение зародышей новой фазы в пересыщенном растворе, причем
пересыщение может быть вызвано химическими или физическим факторами.
2.
Рост зародышей, приводящий к образованию частиц дисперсной фазы.
Под зародышем понимают минимальное скопление новой фазы, находящееся в
равновесии с окружающей средой.

6.

Конденсационные методы получения дисперсных
систем
Гомогенная конденсация
Процесс образования коллоидных частиц представляет собой переход
метастабильной фазы в стабильную, сопровождающийся уменьшением свободной
энергии системы.
Этот процесс самопроизвольный, за исключением стадии образования зародышей.
Поскольку эта стадия сопровождается увеличением свободной поверхностной
энергии вследствие образования новой поверхности. После того как зародыш
достигнет определенного размера (rкр), дальнейший процесс совершается
самопроизвольно.

7.

Конденсационные методы получения
дисперсных систем
При гомогенном зародышеобразовании размер критического зародыша равен
н
2σ