Что такое дисперсия в химии
Дисперсия (химия)
Диспе́рсная систе́ма (от лат. dispersio «рассеяние») — образования из двух или большего числа фаз (тел), которые практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. В типичном случае двухфазной системы первое из веществ (дисперсная фаза) мелко распределено во втором (дисперсионная среда). Если фаз несколько, их можно отделить друг от друга физическим способом (центрифугировать, сепарировать и т.д.).
Обычно дисперсные системы — это коллоидные растворы (золи). К дисперсным системам относят также случай твёрдой дисперсной среды, в которой находится дисперсная фаза. Растворы высокомолекулярных соединений также обладают всеми свойствами дисперсных систем.
Содержание
Классификация дисперсных систем
Наиболее общая классификация дисперсных систем основана на различии в агрегатном состоянии дисперсионной среды и дисперсной фазы (фаз). Сочетания трёх видов агрегатного состояния позволяют выделить девять видов двухфазных дисперсных систем. Для краткости записи их принято обозначать дробью, числитель которой указывает на дисперсную фазу, а знаменатель — на дисперсионную среду; например, для системы «газ в жидкости» принято обозначение Г/Ж.
| Обозначение | Дисперсная фаза | Дисперсионная среда | Название и пример |
|---|---|---|---|
| Г/Г | Газообразная | Газообразная | Всегда гомогенная смесь (воздух, природный газ) |
| Ж/Г | Жидкая | Газообразная | Аэрозоли: туманы, облака |
| Т/Г | Твёрдая | Газообразная | Аэрозоли (пыли, дымы), порошкообразные вещества |
| Г/Ж | Газообразная | Жидкая | Газовые эмульсии и пены |
| Ж/Ж | Жидкая | Жидкая | Эмульсии: нефть, крем, молоко, кровь |
| Т/Ж | Твёрдая | Жидкая | Суспензии и золи: пульпа, ил, взвесь, паста |
| Г/Т | Газообразная | Твёрдая | Пористые тела: пенополимеры, пемза |
| Ж/Т | Жидкая | Твёрдая | Капиллярные системы (заполненные жидкостью пористые тела): грунт, почва |
| Т/Т | Твёрдая | Твёрдая | Твёрдые гетерогенные системы: сплавы, бетон, ситаллы, композиционные материалы |
По кинетическим свойствам дисперсной фазы двухфазные дисперсные системы можно разделить на два класса:
В свою очередь, эти системы классифицируются по степени дисперсности.
Системы с одинаковыми по размерам частицами дисперсной фазы называются монодисперсными, а с неодинаковыми по размеру частицами — полидисперсными. Как правило, окружающие нас реальные системы полидисперсны.
Другим примером сложной дисперсной системы может служить молоко, основными составными частями которого (не считая воды) являются жир, казеин и молочный сахар. Жир находится в виде эмульсии и при стоянии молока постепенно поднимается кверху (сливки). Казеин содержится в виде коллоидного раствора и самопроизвольно не выделяется, но легко может быть осаждён (в виде творога) при подкислении молока, например, уксусом. В естественных условиях выделение казеина происходит при скисании молока. Наконец, молочный сахар находится в виде молекулярного раствора и выделяется лишь при испарении воды.
Свободнодисперсные системы
Свободнодисперсные системы по размерам частиц подразделяют на:
| Название | Размер частиц, м | Основные признаки гетерогенных систем |
|---|---|---|
| Ультрамикрогетерогенные | 10 −9 …10 −7 | — гетерогенные; — частицы проходят через бумажный фильтр и не проходят через ультрафильтр — частицы не видны в оптический микроскоп, а видны в электронный микроскоп и обнаруживаются в ультрамикроскоп — относительно устойчивы кинетически — прозрачные, рассеивают свет (дают конус Фарадея — Тиндаля) |
| Микрогетерогенные | 10 −7 …10 −5 | |
| Грубодисперсные | более 10 −5 |
Ультрамикрогетерогенные системы также называют коллоидными или золями. В зависимости от природы дисперсионной среды, золи подразделяют на твёрдые золи, аэрозоли (золи с газообразной дисперсионной средой) и лиозоли (золи с жидкой дисперсионной средой). К микрогетерогенным системам относят суспензии, эмульсии, пены и порошки. Наиболее распространёнными грубодисперсными системами являются системы «твёрдое тело — газ» (например, песок).
Коллоидные системы играют огромную роль в биологии и человеческой жизни. В биологических жидкостях организма ряд веществ находится в коллоидном состоянии. Биологические объекты (мышечные и нервные клетки, кровь и другие биологические жидкости) можно рассматривать как коллоидные растворы. Дисперсионной средой крови является плазма — водный раствор неорганических солей и белков.
Связнодисперсные системы
Пористые материалы
Пористые материалы по размерам пор подразделяют, согласно классификации М. М. Дубинина, на:
| Название | Размер частиц, мкм |
|---|---|
| Микропористые | менее 2 |
| Мезопористые | 2-200 |
| Макропористые | более 200 |
По рекомендации ИЮПАК, микропористыми называют пористые материалы с размерами пор до 2 нм, мезопористыми — от 2 до 50 нм, макропористыми — свыше 50 нм.
Твёрдые гетерогенные системы
Характерным примером твёрдых гетерогенных систем являются получившие в последнее время широкое распространение композиционные материалы (композиты) — искусственно созданные сплошные, но неоднородные, материалы, которые состоят из двух или более компонентов с чёткими границами раздела между ними. В большинстве таких материалов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включённые в неё армирующие элементы; при этом армирующие элементы обычно отвечают за механические характеристики материала, а матрица обеспечивает совместную работу армирующих элементов. К числу старейших композиционных материалов относятся саман, железобетон, булат, папье-маше. Ныне широко распространены фиброармированные пластики, стеклопластик, металлокерамика, нашедшие применение в самых различных областях техники.
Движение дисперсных систем
Значение слова «дисперсия»
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
Дисперсия волн — в физике зависимость фазовой скорости волны от её частоты, различают:
Закон дисперсии — в физике закон, выражающий зависимость фазовой скорости волны от её частоты.
Дисперсия случайной величины — одна из усреднённых характеристик случайной величины.
Дисперсия (химия) — образования из двух или более фаз (тел), которые совершенно или практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически
Дисперсия (биология) — термин, обозначающий разнообразие признаков в популяции.
Дисперсия второй вязкости
ДИСПЕ’РСИЯ, и, мн. нет, ж. [латин. dispersio]. 1. Расхождение световых лучей разного цвета при прохождении сквозь преломляющую среду (опт.). 2. Состояние большего или меньшего раздробления вещества (ест.).
Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
диспе́рсия
1. матем. стат. разброс чего-либо и численная характеристика такого разброса ◆ Этот старый дурак не сообразил, что существует дисперсия свойств… Стругацкие, «Понедельник начинается в субботу», 1964 г. (цитата из НКРЯ) ◆ В теории вероятностей — дисперсия случайной величины есть математическое ожидание квадрата отклонения случайной величины от её математического ожидания Владимир Горбачёв, «Концепции современного естествознания», 2003 г. (цитата из НКРЯ)
2. физ. зависимость фазовой скорости волны от частоты ◆ Ещё более крупный шаг в этом направлении был сделан Н. П. Кастериным (1898, 1901, 1904), которому удалось проследить аналогию в явлениях дисперсии акустических и световых волн. П. Н. Лебедев, «Успехи акустики за последние десять лет», 1905 г. (цитата из НКРЯ)
3. физ. характеристика спектрометра, спектроскопа, дифракционной решётки ◆ Только для этого понадобится спектроскоп с очень большой дисперсией, то есть такой спектроскоп, в котором спектр растягивается на очень большую длину. М. П. Бронштейн, «Солнечное вещество», 1936 г. (цитата из НКРЯ)
6. в материаловедении — степень дисперсности, доля атомов в гетерогенной системе, находящихся на границе раздела фаз ◆ Эмульсия с высокой дисперсией.
А разброс представляет собой систему, в которой распределенные частицы одного материала диспергированы в непрерывном фаза из другого материала. Две фазы могут быть в одной или разных состояния вещества.
Дисперсии классифицируются множеством различных способов, включая размер частиц по отношению к частицам непрерывной фазы, независимо от того, являются ли они осадки происходит, и наличие Броуновское движение. Как правило, дисперсии частиц достаточно большие для осаждение называются подвески, а частицы меньшего размера называются коллоиды и решения.
Содержание
Структура и свойства
Дисперсии не имеют никакой структуры; т.е. частицы (или, в случае эмульсий: капли), диспергированные в жидкой или твердой матрице («дисперсионная среда»), считаются статистически распределенными. Поэтому для дисперсий обычно теория перколяции предполагается, что они должным образом описывают их свойства.
Однако теория перколяции может применяться только в том случае, если система, которую она должна описывать, находится в или близка к термодинамическое равновесие. Исследований структуры дисперсий (эмульсий) очень мало, хотя они многочисленны по типу и используются во всем мире в бесчисленных приложениях (см. Ниже).
Далее будут обсуждаться только такие дисперсии с диаметром дисперсной фазы менее 1 мкм. Чтобы понять образование и свойства таких дисперсий (включая эмульсии), необходимо учитывать, что дисперсная фаза имеет «поверхность», которая покрыта («мокрая») другой «поверхностью», которая, следовательно, образует интерфейс (химия). Обе поверхности должны быть созданы (что требует огромного количества энергии), а межфазное натяжение (разница поверхностного натяжения) не компенсирует подвод энергии, если вообще.
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что дисперсии имеют структуру, сильно отличающуюся от любого вида статистического распределения (которое может быть характеристикой системы в термодинамическое равновесие), но в отличие от структур отображения, подобных самоорганизация, который можно описать как неравновесная термодинамика. [3] Это причина того, что некоторые жидкие дисперсии превращаются в гели или даже в твердые тела при концентрации дисперсной фазы выше критической (которая зависит от размера частиц и межфазного натяжения). Также было объяснено внезапное появление проводимости в системе дисперсной проводящей фазы в изолирующей матрице.
Процесс диспергирования
Что касается молекулярной диффузии, диспергирование происходит в результате неодинаковой концентрации введенного материала в объеме среды. Когда диспергированный материал впервые вводится в объемную среду, область, в которую он вводится, имеет более высокую концентрацию этого материала, чем любая другая точка в объеме. Это неравномерное распределение приводит к градиенту концентрации, который приводит к диспергированию частиц в среде, так что концентрация постоянна во всем объеме. Что касается конвекции, вариации скорости между путями потока в объеме способствуют распределению диспергированного материала в среде.
Хотя оба явления переноса способствуют диспергированию материала в объеме, механизм диспергирования в основном обусловлен конвекцией в случаях, когда в объеме имеется значительный турбулентный поток. [5] Диффузия является доминирующим механизмом в процессе диспергирования в случаях незначительной турбулентности или ее отсутствия в объеме, когда молекулярная диффузия способна способствовать диспергированию в течение длительного периода времени. [4] Эти явления отражаются в обычных событиях реального мира. Молекулы в капле пищевого красителя, добавляемого в воду, в конечном итоге рассредоточатся по всей среде, где эффекты молекулярной диффузии более очевидны. Однако перемешивание смеси ложкой создаст турбулентные потоки в воде, которые ускорят процесс диспергирования за счет диспергирования с преобладанием конвекции.
Степень дисперсности
Термин дисперсия также относится к физическому свойству степени слипания частиц в агломераты или агрегаты. Хотя эти два термина часто используются как взаимозаменяемые, согласно определениям ISO в области нанотехнологий, агломерат представляет собой обратимый набор частиц, слабо связанных, например, посредством силы Ван дер Ваальса или физическое запутывание, тогда как совокупность состоит из необратимо связанных или сплавленных частиц, например, через ковалентные связи. [6] Полная количественная оценка дисперсии будет включать размер, форму и количество частиц в каждом агломерате или агрегате, силу сил между частицами, их общую структуру и их распределение в системе. Однако сложность обычно снижается путем сравнения измеренного распределения размеров «первичных» частиц с таковым для агломератов или агрегатов. [7] При обсуждении подвески твердых частиц в жидких средах, дзета-потенциал чаще всего используется для количественной оценки степени дисперсности, причем суспензии обладают высоким абсолютным значением дзета-потенциал считается хорошо рассредоточенным.
Типы дисперсий
А решение описывает однородную смесь одного материала, диспергированного в другом. Диспергированные частицы не осядут, если раствор оставить в покое в течение длительного периода времени.
А коллоид представляет собой гетерогенную смесь одной фазы с другой, где обычно находятся дисперсные частицы. Подобно растворам, диспергированные частицы не оседают, если раствор оставлять в покое в течение длительного периода времени.
А приостановка представляет собой гетерогенную дисперсию более крупных частиц в среде. В отличие от растворов и коллоидов, если их не трогать в течение длительного периода времени, взвешенные частицы выпадают из смеси.
Хотя суспензии относительно просто отличить от растворов и коллоидов, может быть трудно отличить растворы от коллоидов, поскольку частицы, диспергированные в среде, могут быть слишком маленькими, чтобы их можно было различить человеческим глазом. Вместо этого Эффект Тиндаля используется для различения растворов и коллоидов. Из-за различных описаний растворов, коллоидов и суспензий, представленных в литературе, трудно обозначить каждую классификацию конкретным диапазоном размеров частиц.
| Компоненты фазы | Однородная смесь | Гетерогенная смесь | ||
|---|---|---|---|---|
| Рассредоточенный материал | Непрерывный средний | Решение: Рэлеевское рассеяние влияние на видимый свет | Коллоид (более мелкие частицы): Эффект Тиндаля на видимом свете у поверхности | Суспензия (более крупные частицы): не оказывает значительного влияния на видимый свет |
| Газ | Газ | Газовая смесь: воздуха (кислород и другие газы в азот) | ||
| Жидкость | Аэрозоль: туман, туман, пар, лаки для волосвлажный воздух | Аэрозоль: дождь (также производит радуги преломлением на каплях воды) | ||
| Твердый | Твердый аэрозоль: курить, облако, воздуха частицы | Твердый аэрозоль: пыль, песчаная буря, ледяной туман, пирокластический поток | ||
| Газ | Жидкость | Кислород в воды | Мыло: взбитые сливки, крем для бритья | Бурлящая пена, кипящая вода, газированные и газированные напитки |
| Жидкость | Алкогольные напитки (коктейли), сэрапы | Эмульсия: миниэмульсия, микроэмульсия, молоко, майонез, крем для рук, гидратированный мыло | нестабильная эмульсия мыльный пузырь (при температуре окружающей среды, с радужным эффектом на свет, вызванным испарением воды; суспензия жидкостей по-прежнему поддерживается поверхностным натяжением с газом внутри и снаружи пузырька, а эффекты поверхностно-активных веществ уменьшаются с испарением; наконец, пузырь лопнет, когда больше не будет эмульсия и эффект сдвига мицеллы перевесит поверхностное натяжение, потерянное в результате испарения из них воды) | |
| Твердый | Сахар в воде | Sol: пигментированный чернила, кровь | Грязь (почва, глина или же ил взвешенные в воде частицы, лахар, зыбучие пески), смачивать штукатурка/цемент/конкретный, мел порошок взвешенный в воде, поток лавы (смесь расплавленной и твердой породы), плавка мороженое | |
| Газ | Твердый | Водород в металлы | Твердая пена: аэрогель, пенополистирол, пемза | |
| Жидкость | Амальгама (Меркурий в золото), гексан в парафиновая свеча | Гель: агар, желатин, силикагель, опал; замороженное мороженое | ||
| Твердый | Сплавы, пластификаторы в пластмассы | Твердый золь: клюквенный стакан | природные камни, высушенная штукатурка / цемент / бетон, замороженный мыльный пузырь | |
Примеры дисперсий
Молоко является часто цитируемым примером эмульсия, особый тип дисперсии одной жидкости в другую жидкость, где две жидкости не смешиваются. Молекулы жира, взвешенные в молоке, обеспечивают доставку важных жирорастворимых витаминов и питательных веществ от матери к новорожденному. [8] Механическая, термическая или ферментативная обработка молока влияет на целостность этих жировых шариков и приводит к появлению самых разнообразных молочных продуктов. [9]
Оксидно-дисперсионно-упрочненный сплав (ODS) является примером диспергирования частиц оксида в металлической среде, что улучшает устойчивость материала к высоким температурам. Поэтому эти сплавы имеют несколько применений в атомной энергетике, где материалы должны выдерживать чрезвычайно высокие температуры для поддержания работы. [10]
Деградация прибрежных водоносные горизонты является прямым результатом проникновения морской воды в водоносный горизонт и ее рассеивания в результате чрезмерного использования водоносного горизонта. Когда водоносный горизонт истощается для использования человеком, он естественным образом пополняется за счет поступления грунтовых вод из других районов. В случае прибрежных водоносных горизонтов запас воды пополняется как от сухопутной границы с одной стороны, так и от морской границы с другой стороны. После чрезмерного сброса соленая вода с морской границы попадет в водоносный горизонт и рассредоточится в пресноводной среде, угрожая жизнеспособности водоносного горизонта для использования человеком. [11] Было предложено несколько различных решений проблемы проникновения морской воды в прибрежные водоносные горизонты, включая инженерные методы искусственного пополнения запасов и создание физических барьеров на морской границе. [12]
Химические диспергаторы используются в разливы нефти для смягчения последствий разлива и содействия разложению частиц нефти. Диспергаторы эффективно изолируют лужи на нефти, находящейся на поверхности воды, на более мелкие капли, которые рассеиваются в воде, что снижает общую концентрацию нефти в воде, чтобы предотвратить любое дальнейшее загрязнение или воздействие на морскую биологию и прибрежную дикую природу. [13]
А разброс представляет собой систему, в которой распределенные частицы одного материала диспергированы в непрерывном фаза из другого материала. Две фазы могут быть в одной или разных состояния вещества.
Дисперсии классифицируются множеством различных способов, включая размер частиц по отношению к частицам непрерывной фазы, независимо от того, являются ли они осадки происходит, и наличие Броуновское движение. Как правило, дисперсии частиц достаточно большие для осаждение называются подвески, а частицы меньшего размера называются коллоиды и решения.
Содержание
Структура и свойства
Дисперсии не имеют никакой структуры; т.е. частицы (или, в случае эмульсий: капли), диспергированные в жидкой или твердой матрице («дисперсионная среда»), считаются статистически распределенными. Поэтому для дисперсий обычно теория перколяции предполагается, что они должным образом описывают их свойства.
Однако теория перколяции может применяться только в том случае, если система, которую она должна описывать, находится в или близка к термодинамическое равновесие. Исследований структуры дисперсий (эмульсий) очень мало, хотя они многочисленны по типу и используются во всем мире в бесчисленных приложениях (см. Ниже).
Далее будут обсуждаться только такие дисперсии с диаметром дисперсной фазы менее 1 мкм. Чтобы понять образование и свойства таких дисперсий (включая эмульсии), необходимо учитывать, что дисперсная фаза имеет «поверхность», которая покрыта («мокрая») другой «поверхностью», которая, следовательно, образует интерфейс (химия). Обе поверхности должны быть созданы (что требует огромного количества энергии), а межфазное натяжение (разница поверхностного натяжения) не компенсирует подвод энергии, если вообще.
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что дисперсии имеют структуру, сильно отличающуюся от любого вида статистического распределения (которое может быть характеристикой системы в термодинамическое равновесие), но в отличие от структур отображения, подобных самоорганизация, который можно описать как неравновесная термодинамика. [3] Это причина того, что некоторые жидкие дисперсии превращаются в гели или даже в твердые тела при концентрации дисперсной фазы выше критической (которая зависит от размера частиц и межфазного натяжения). Также было объяснено внезапное появление проводимости в системе дисперсной проводящей фазы в изолирующей матрице.
Процесс диспергирования
Что касается молекулярной диффузии, диспергирование происходит в результате неодинаковой концентрации введенного материала в объеме среды. Когда диспергированный материал впервые вводится в объемную среду, область, в которую он вводится, имеет более высокую концентрацию этого материала, чем любая другая точка в объеме. Это неравномерное распределение приводит к градиенту концентрации, который приводит к диспергированию частиц в среде, так что концентрация постоянна во всем объеме. Что касается конвекции, вариации скорости между путями потока в объеме способствуют распределению диспергированного материала в среде.
Хотя оба явления переноса способствуют диспергированию материала в объеме, механизм диспергирования в основном обусловлен конвекцией в случаях, когда в объеме имеется значительный турбулентный поток. [5] Диффузия является доминирующим механизмом в процессе диспергирования в случаях незначительной турбулентности или ее отсутствия в объеме, когда молекулярная диффузия способна способствовать диспергированию в течение длительного периода времени. [4] Эти явления отражаются в обычных событиях реального мира. Молекулы в капле пищевого красителя, добавляемого в воду, в конечном итоге рассредоточатся по всей среде, где эффекты молекулярной диффузии более очевидны. Однако перемешивание смеси ложкой создаст турбулентные потоки в воде, которые ускорят процесс диспергирования за счет диспергирования с преобладанием конвекции.
Степень дисперсности
Термин дисперсия также относится к физическому свойству степени слипания частиц в агломераты или агрегаты. Хотя эти два термина часто используются как взаимозаменяемые, согласно определениям ISO в области нанотехнологий, агломерат представляет собой обратимый набор частиц, слабо связанных, например, посредством силы Ван дер Ваальса или физическое запутывание, тогда как совокупность состоит из необратимо связанных или сплавленных частиц, например, через ковалентные связи. [6] Полная количественная оценка дисперсии будет включать размер, форму и количество частиц в каждом агломерате или агрегате, силу сил между частицами, их общую структуру и их распределение в системе. Однако сложность обычно снижается путем сравнения измеренного распределения размеров «первичных» частиц с таковым для агломератов или агрегатов. [7] При обсуждении подвески твердых частиц в жидких средах, дзета-потенциал чаще всего используется для количественной оценки степени дисперсности, причем суспензии обладают высоким абсолютным значением дзета-потенциал считается хорошо рассредоточенным.
Типы дисперсий
А решение описывает однородную смесь одного материала, диспергированного в другом. Диспергированные частицы не осядут, если раствор оставить в покое в течение длительного периода времени.
А коллоид представляет собой гетерогенную смесь одной фазы с другой, где обычно находятся дисперсные частицы. Подобно растворам, диспергированные частицы не оседают, если раствор оставлять в покое в течение длительного периода времени.
А приостановка представляет собой гетерогенную дисперсию более крупных частиц в среде. В отличие от растворов и коллоидов, если их не трогать в течение длительного периода времени, взвешенные частицы выпадают из смеси.
Хотя суспензии относительно просто отличить от растворов и коллоидов, может быть трудно отличить растворы от коллоидов, поскольку частицы, диспергированные в среде, могут быть слишком маленькими, чтобы их можно было различить человеческим глазом. Вместо этого Эффект Тиндаля используется для различения растворов и коллоидов. Из-за различных описаний растворов, коллоидов и суспензий, представленных в литературе, трудно обозначить каждую классификацию конкретным диапазоном размеров частиц.
| Компоненты фазы | Однородная смесь | Гетерогенная смесь | ||
|---|---|---|---|---|
| Рассредоточенный материал | Непрерывный средний | Решение: Рэлеевское рассеяние влияние на видимый свет | Коллоид (более мелкие частицы): Эффект Тиндаля на видимом свете у поверхности | Суспензия (более крупные частицы): не оказывает значительного влияния на видимый свет |
| Газ | Газ | Газовая смесь: воздуха (кислород и другие газы в азот) | ||
| Жидкость | Аэрозоль: туман, туман, пар, лаки для волосвлажный воздух | Аэрозоль: дождь (также производит радуги преломлением на каплях воды) | ||
| Твердый | Твердый аэрозоль: курить, облако, воздуха частицы | Твердый аэрозоль: пыль, песчаная буря, ледяной туман, пирокластический поток | ||
| Газ | Жидкость | Кислород в воды | Мыло: взбитые сливки, крем для бритья | Бурлящая пена, кипящая вода, газированные и газированные напитки |
| Жидкость | Алкогольные напитки (коктейли), сэрапы | Эмульсия: миниэмульсия, микроэмульсия, молоко, майонез, крем для рук, гидратированный мыло | нестабильная эмульсия мыльный пузырь (при температуре окружающей среды, с радужным эффектом на свет, вызванным испарением воды; суспензия жидкостей по-прежнему поддерживается поверхностным натяжением с газом внутри и снаружи пузырька, а эффекты поверхностно-активных веществ уменьшаются с испарением; наконец, пузырь лопнет, когда больше не будет эмульсия и эффект сдвига мицеллы перевесит поверхностное натяжение, потерянное в результате испарения из них воды) | |
| Твердый | Сахар в воде | Sol: пигментированный чернила, кровь | Грязь (почва, глина или же ил взвешенные в воде частицы, лахар, зыбучие пески), смачивать штукатурка/цемент/конкретный, мел порошок взвешенный в воде, поток лавы (смесь расплавленной и твердой породы), плавка мороженое | |
| Газ | Твердый | Водород в металлы | Твердая пена: аэрогель, пенополистирол, пемза | |
| Жидкость | Амальгама (Меркурий в золото), гексан в парафиновая свеча | Гель: агар, желатин, силикагель, опал; замороженное мороженое | ||
| Твердый | Сплавы, пластификаторы в пластмассы | Твердый золь: клюквенный стакан | природные камни, высушенная штукатурка / цемент / бетон, замороженный мыльный пузырь | |
Примеры дисперсий
Молоко является часто цитируемым примером эмульсия, особый тип дисперсии одной жидкости в другую жидкость, где две жидкости не смешиваются. Молекулы жира, взвешенные в молоке, обеспечивают доставку важных жирорастворимых витаминов и питательных веществ от матери к новорожденному. [8] Механическая, термическая или ферментативная обработка молока влияет на целостность этих жировых шариков и приводит к появлению самых разнообразных молочных продуктов. [9]
Оксидно-дисперсионно-упрочненный сплав (ODS) является примером диспергирования частиц оксида в металлической среде, что улучшает устойчивость материала к высоким температурам. Поэтому эти сплавы имеют несколько применений в атомной энергетике, где материалы должны выдерживать чрезвычайно высокие температуры для поддержания работы. [10]
Деградация прибрежных водоносные горизонты является прямым результатом проникновения морской воды в водоносный горизонт и ее рассеивания в результате чрезмерного использования водоносного горизонта. Когда водоносный горизонт истощается для использования человеком, он естественным образом пополняется за счет поступления грунтовых вод из других районов. В случае прибрежных водоносных горизонтов запас воды пополняется как от сухопутной границы с одной стороны, так и от морской границы с другой стороны. После чрезмерного сброса соленая вода с морской границы попадет в водоносный горизонт и рассредоточится в пресноводной среде, угрожая жизнеспособности водоносного горизонта для использования человеком. [11] Было предложено несколько различных решений проблемы проникновения морской воды в прибрежные водоносные горизонты, включая инженерные методы искусственного пополнения запасов и создание физических барьеров на морской границе. [12]
Химические диспергаторы используются в разливы нефти для смягчения последствий разлива и содействия разложению частиц нефти. Диспергаторы эффективно изолируют лужи на нефти, находящейся на поверхности воды, на более мелкие капли, которые рассеиваются в воде, что снижает общую концентрацию нефти в воде, чтобы предотвратить любое дальнейшее загрязнение или воздействие на морскую биологию и прибрежную дикую природу. [13]