Дисперсные системы

Определение "Дисперсные системы" в Большой Советской Энциклопедии

Дисперсные системы, образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В Дисперсные системы по крайней мере одна из фаз - дисперсная фаза - распределена в виде мелких частиц (кристалликов, нитей, плёнок или пластинок, капель, пузырьков) в другой, сплошной, фазе - дисперсионной среде. Дисперсные системы по основной характеристике - размерам частиц или (что то же самое) дисперсности (определяемой отношением общей площади межфазной поверхности к объёму дисперсной фазы) - делятся на грубо (низко) дисперсные и тонко (высоко) дисперсные, или коллоидные системы (коллоиды). В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10^-4 см и выше, в коллоидных - от 10^-4-10^-5 до 10^-7 см. По агрегатному состоянию дисперсионной среды различают газодисперсные системы - аэрозоли (туманы, дымы), пыль; жидкодисперсные - золи, суспензии, эмульсии, пены; твёрдодисперсные - стеклообразные или кристаллические тела с включениями мельчайших твёрдых частиц, капель жидкости или пузырьков газа (см. табл.). Пыль, суспензии, лиофобные эмульсии (см. Лиофильные и лиофобные коллоиды) - грубодисперсные системы; как правило (при наличии разности плотностей), они седиментационно неустойчивы, т. е. их частицы оседают под действием силы тяжести или всплывают. Золи - типичные высокодисперсные коллоидные системы, частицы дисперсной фазы которых (мицеллы) участвуют в броуновском движении и потому седиментационно устойчивы. Жидкие и твёрдые пены, состоящие из газовых ячеек-пузырьков, разделённых тонкими прослойками непрерывной фазы, представляют особую группу структурированных ячеистых систем (см. ниже).

По интенсивности молекулярного взаимодействия фаз различают лиофильные и лиофобные Дисперсные системы В лиофильных системах молекулярное взаимодействие между фазами достаточно велико и удельная свободная поверхностная энергия (поверхностное натяжение) на межфазной границе очень мала. Лиофильные системы образуются самопроизвольно (спонтанно) и имеют предельно высокую дисперсность. В лиофобных системах взаимодействие между молекулами различных фаз значительно слабее, чем в случае лиофильных систем; межфазное поверхностное натяжение велико, вследствие чего система проявляет тенденцию к самопроизвольному укрупнению частиц дисперсной фазы (см. Коагуляция и Коалесценция). Обязательное условие существования лиофобных Дисперсные системы - наличие стабилизаторов, веществ, которые адсорбируются на поверхности раздела фаз и образуют защитные слои, препятствующие сближению частиц дисперсной фазы.

Дисперсные системы могут быть бесструктурными (свободнодисперсными) и структурированными (связнодисперсными). Структурированные Дисперсные системы пронизаны сеткой-каркасом из соединённых между собой частиц (капель, пузырьков) дисперсной фазы, вследствие чего обладают некоторыми механическими свойствами твёрдых тел (подробнее см. Дисперсная структура, Гели). Характерная особенность Дисперсные системы - высокая свободная энергия как следствие сильно развитой межфазной поверхности; поэтому Дисперсные системы обычно (кроме лиофильных Дисперсные системы) термодинамически неустойчивы. Они обладают повышенной адсорбционной способностью, химической, а иногда и биологической активностью. Дисперсные системы - основной объект изучения коллоидной химии.

Дисперсные системы широко распространены в природе, технике и быту. Примерами Дисперсные системы могут служить горные породы, грунты, почвы, дымы, облака, атмосферные осадки, растительные и животные ткани; строительные материалы, краски, моющие средства, волокнистые изделия, важнейшие пищевые продукты и многие др.

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию фаз

Дисперсионная среда	Дисперсная фаза<
	газовая	жидкая	твёрдая
Газовая	Дисперсные систе- мы не образуются	Туманы	Дымы, пыль
Жидкая	Пены	Эмульсии	Суспензии
		Золи (коллоидные «растворы»)*
Твёрдая	Аэрогели (пористые тела)	Жидкие включения в твёрдых телах	Твёрдые золи (рубиновое стекло)

  * Предельно высокодисперсные системы (золи) иногда трудно классифицировать по агрегатному состоянию дисперсной фазы.
Лит. см. при ст. Коллоидная химия.