Құрылымы (дисперстік фазаның кинетикалық қасиеттері) бойынша жіктелу. Дисперсті жүйелерді екі топқа бөлуге болады – бос дисперсті жүйелер, олардағы дисперстік фазаның бөлшектері бір бірімен байланыспай, еркін қозғалады және байланысқан дисперсті жүйелер, олардағы дисперстік фаза бөлшектері еркін қозғалмайды. Бірінші топқа суспензиялар, эмульсиялар, зольдер, ал екінші топқа диафрагма деп аталатын капиллярлық денелер, мембраналар, гельдер, көбіктер, қатты ерітінділер жатады.
Капиллярлық-кеуекті денелерді М.М.Дубинин бойынша микрокеуекті – кеуектер өлшемдері 2 нм-ге дейін, ауыспалы кеуекті – кеуектер өлшемдері 2÷200 нм және макрокеуекті – кеуектер өлшемдері 200 нм-ден үлкен денелерге бөледі.
Фазааралық әрекеттесу бойынша жіктелу. Фазалардың бөліну шекарасында молекулааралық күштер-дің әсерінен дисперстік фаза мен дисперсиялық орта үнемі әрекеттеседі, бірақ мұндай әрекеттесудің дәрежесі әртүрлі болады. Осыған байланысты дисперсті жүйелерді лиофильді және лиофобты деп екі топқа бөледі. Лиофильді жүйелерге дисперстік фаза бөлшектерінің дисперсиялық ортамен күшті молекулааралық әрекеттесуі тән. Мұндай әрекеттесу дисперсиялық ортаның молекулаларынан тұратын сольваттық (гидраттық) қабаттардың түзілуіне әкеліп, шынайы ерітінділерге сәйкес сольватация (гидратация) деп аталады. Лиофильді жүйелер өздігінен дисперсияланып, термодинамикалық тұрақты болады. Лиофобты жүйелерде, керісінше, молекулааралық күштер әлсіз болып, мұндай жүйелер термодинамикалық тұрақсыз және өздігінен дисперсияланбайды.
2.3. Дисперсті жүйелерді алу, тазалау, тұрақтандыру
Дисперсті жүйелердің алынуы дисперстік бөлшектердің алынуына байланысты. Ол үшін дисперстік бөлшектерді дисперсиялық ортада қажетті концентрацияға дейін тарату; дисперсті жүйенің құрылымы мен қасиеттерін ұзақ уақытқа дейін сақтап қалу үшін оны тұрақтандыру; дисперсті жүйені әртүрлі қоспалардан тазарту сияқты әртүрлі мәселелерді дисперсті жүйенің өзгешеліктерін ескере отырып шешу керек.
Дисперсті жүйелерді алу.
Эмульсиялар. Эмульсиялар дөрекі дисперсті жүйелер болғандықтан, оларды дисперстеу әдістерімен алады. Эмульсияны құрайтын екі сұйықтықты бір-біріне қосып, қарқынды араластырады немесе ультрадыбыспен әсер етеді. Өлшемдері бірдей (яғни монодисперсті) тамшыларды алу үшін гомогендеу үрдісін жүргізеді. Ол үшін дисперстік фазаны диаметрі белгілі саңылаулардан үлкен қысыммен дисперсиялық ортаға енгізеді. Мұндай әдісті, мысалы, сүтті өңдегенде қолданады. Гомогендеу нәтижесінде май тамшылары 1-3 мкм-ден 0,1-0,2 мкм-ге дейін майдаланады.
Эмульсияларды конденсациялық тәсілдермен де алуға болады. Мұнда, көбінесе, еріткішті алмастыру әдісін пайдаланады.
Концентрациясы 74%-дан 99%-ға жететін жоғары концентрлі эмульсияларды алу қосалқы мәселені құрайды. Мұндай эмульсиялардағы дисперсиялық орта көп қабырғалы тамшылардың арасында жұқа қабыршық күйінде (араның ұясы тәрізді) болады. Концентрлі эмульсияларға қатты денелердің механикалық қасиеттері – беріктік және серпімділік тән. Концентрлі эмульсияларды алу үшін дисперстік фазаны дисперсиялық ортаға қарқынды араластыра отырып аздап-аздап енгізеді.
Көбіктер. Көбіктер де дөрекі дисперсті жүйелерге жатады. Сондықтан көбіктерді алу үшін газ көпіршіктерін алу әдістерін пайдаланады.
Көбіктерді алудың конденсациялық әдістерін пайдаланғанда сұйықтықтағы газ ерітіндісін температура мен қысымды өзгертіп, аса қаныққан күйге келтіреді. Осының нәтижесінде газ көпіршіктері пайда болады. Сонымен қатар газдың бөлінуімен жүретін химиялық реакциялар да қолданылады. Мысал ретінде өрт сөндіргіш құралдардағы көбік алудың негізгі реакциясын келтірейік:
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑
Тағы бір конденсациялық тәсілде көбіктерді микробиологиялық үрдістер арқылы алады.
Коллоидтық ерітінділер. Коллоидтық ерітінділер (зольдер) әртүрлі конденсациялық әдістермен алынады. Жоғары дисперсті зольді алу үшін коллоидтық бөлшектер туынтектерінің түзілу жылдамдығы олардың өсу жалдамдығынан едәуір үлкен болу керек. Бұл шартты орындау үшін бір компоненттің концентрлі ерітіндісін екінші компоненттің сұйытылған ерітіндісіне қарқынды араластыра отырып құяды.
Гельдер. Байланысқан дисперсті жүйелерге жататын гельдерді алудың өзінше ерекшеліктері бар. Әдетте гельдерді коллоидтық ерітінділерден алады. Гельдер бос дисперстік бөлшектердің белгілі бір жағдайда бір бірімен әрекеттесіп, байланысқан жүйе түзуінен пайда болады.
Егер бөлшектер анизодиаметрлі (элипсоидтар, таяқшалар) болса, олар ұштары арқылы бірігіп, ұяшықтарында сұйық дисперсиялық орта болатын кеңістік құрылым түзеді. Зольдердің гельге ауысу үрдісін золь-гель ауысу деп атайды. Ол нанотехнологиялар үшін маңызды. Яғни гельдер де эмульсиялар сияқты кейде биконтинуалды жүйелер күйінде болуы мүмкін.
Гельдердің қасиеттерін дисперстік фазаның концентрациясы мен дисперстік бөлшектердің түрін өзгерту арқылы реттеуге болады. Температураның артуы дисперстік бөлшектердің бір бірімен әрекеттесуін нашарлатып, гельдердің беріктігін төмендетеді.
Достарыңызбен бөлісу: |
