4. Дисперсность. Удельная поверхность дисперсных систем, методы ее измерения

Основная характеристика дисперсных систем – размеры частиц, или дисперсность. Дисперсные системы делят на грубодисперсные (низкодисперсные) и тонкодисперсные (высокодисперсные), или коллоидные системы (коллоиды). В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10–4 см и выше, в коллоидных – от 10–4 до 10–5 – 10–7 см. Дисперсность определяется по трем измерениям тела, либо характеризуется величиной, обратной минимальному размеру и названной дисперсностью, либо через удельную площадь поверхности Sуд (отношение межфазной поверхности к объему тела). Количественной характеристикой дисперсности (раздробленности) вещества является степень дисперсности (степень раздробленности D) – величина, обратная размеру дисперсных частиц а: D = 1/a, где а равно диаметру сферических или волокнистых частиц, или длине ребра кубических частиц, или толщине пленок. Все частицы дисперсной фазы имеют одинаковые размеры – монодисперсная система. Частицы дисперсной фазы неодинакового размера – полидисперсная система. Соотношение между поверхностью и объемом характеризует удельная поверхность:

Sуд = S / V.

Для частиц сферической формы она равна:

Sуд = 4 πr2 / (4 / 3 πr) = 3 / r = 6 / d.

Для частиц кубической формы –

Sуд = 6l2 / l3 = 6 / l,

где r – радиус шара; d – его диаметр; l – длина ребра куба.

Дисперсность D связана с удельной поверхностью Sуд:

Sуд = S / V = k / d = kD,

где V – объем дисперсной фазы, мл.

Для сферических частиц уравнение принимает вид:



k – коэффициент формы частиц; d – диаметр частицы, м2.

Формула для расчета удельной поверхности (Sуд) системы с шарообразными частицами:



где n – число частиц, м3; S0 – поверхность каждой частицы.



где n1 – число частиц, кг; r – плотность вещества, г/см3.

Корреляционная спектроскопия рассеянного света: в определенном оптическом объеме V0, подсчитывают число частиц n. Зная концентрацию частиц С и n, находят объем частицы : = С / (vd),

где d – плотность дисперсной фазы.

Зная объем, можно вычислить радиус частиц:



Зная радиус частиц, можно вычислить удельную поверхность Sуд.