Дисперсные системы представляют собой многокомпонентные вещества, в
которых одна фаза (дисперсная) распределена в другой фазе (дисперсионной
среде). Классификация дисперсных систем основывается на размере
частиц дисперсной фазы, их агрегационном
состоянии и взаимодействии с дисперсионной
средой.
1. По размеру частиц
дисперсной фазы
- Грубодисперсные системы: размер частиц превышает
1000 нм. Примеры — суспензии песка в воде, взвеси глины. Эти системы
обычно легко осаждаются под действием силы тяжести.
- Коллоидные системы: частицы имеют размеры от 1 до
1000 нм. Коллоидные частицы не оседают в течение длительного времени,
обладают выраженной броуновской подвижностью и способностью к
светорассеянию (эффект Тиндаля).
- Молекулярно-дисперсные системы: частицы имеют
размеры меньше 1 нм, фактически соответствуют молекулам или ионам.
Примеры — истинные растворы солей, кислот, спиртов в воде.
2. По агрегатному
состоянию дисперсной фазы
- Твердые дисперсные фазы: твердые частицы
распределены в газе, жидкости или твердых телах. Примеры: дым (твердое в
газе), суспензии (твердое в жидкости), твердые растворы сплавов (твердое
в твердом).
- Жидкие дисперсные фазы: жидкости распределены в
газах, жидкостях или твердых телах. Примеры: аэрозоли (капли жидкости в
газе — туман, спрей), эмульсии (капли одной жидкости в другой), гели
(жидкость в сетчатой структуре полимера).
- Газовые дисперсные фазы: газовые пузырьки
распределены в жидкости или твердом теле. Примеры: пена, газовые
эмульсии.
3. По
характеру взаимодействия с дисперсионной средой
- Лиофильные системы: сильное сродство дисперсной
фазы к среде, выраженное образованием адсорбционного слоя и
стабилизацией частиц. Примеры — растворы сахара, белковые коллоиды в
воде.
- Лиофобные системы: слабое сродство дисперсной фазы
к среде, склонность к коагуляции и осаждению. Примеры — золы металлов в
воде, суспензии оксидов.
- Ассоциированные (молекулярные) коллоиды:
формируются за счёт самоорганизации молекул, например, мицелл в
растворах поверхностно-активных веществ.
4. По агрегированию и
структуре частиц
- Эргатические коллоиды: частицы имеют высокую
степень агрегирования, часто формируют сетчатую структуру. Пример —
гидрогели.
- Дискретные коллоиды: частицы остаются раздельными,
независимыми друг от друга, как в растворах белков или
полисахаридов.
5. По фазовому составу
- Двухфазные системы: дисперсная фаза и дисперсионная
среда представлены двумя различными фазами. Примеры — эмульсии,
аэрозоли, суспензии.
- Многофазные системы: более сложные структуры,
включающие несколько дисперсных фаз, иногда взаимно распределённых.
Примеры — молочные продукты, косметические кремы, некоторые
пенообразующие смеси.
6. Специальные классификации
- Нанодисперсные системы: частицы размером менее 100
нм, с проявлением квантовых эффектов и специфических оптических и
каталитических свойств.
- Мезодисперсные системы: частицы размером 100–1000
нм, обладающие одновременно свойствами коллоидов и грубодисперсных
систем.
7. Физико-химические
особенности
- Стабильность: зависит от электростатических,
стерических и гидрофильных взаимодействий частиц с дисперсионной
средой.
- Реологические свойства: вязкость, текучесть,
тиксотропность зависят от концентрации и размера частиц, а также от их
взаимодействий.
- Оптические свойства: светорассеяние и прозрачность
систем сильно зависят от размера частиц и их концентрации.
Детальная классификация дисперсных систем позволяет прогнозировать их
поведение, выбирать методы стабилизации и определять области
практического применения в химии, биохимии, материаловедении и
промышленной технологии.