Существуют различные способы классификации дисперсных систем. В наиболее широком плане дисперсные системы классифицируют по следующим признакам:
1) размеру частиц дисперсной фазы,
2) агрегатному состоянию как частиц дисперсной фазы, так и дисперсионной среды;
3) форме частиц дисперсной фазы,
4) интенсивности межфазового взаимодействия,
5) наличию структурообразования между частицами дисперсной фазы.
1. В зависимости от размера частиц дисперсной фазы дисперсные системы обычно подразделяют на три типа: истинные растворы, коллоидные и грубодисперные системы. Для большей наглядности представим сказанное в виде таблицы 10.1:
Таблица 10.1
| Тип системы | Размер частиц | Название | Состояние системы |
| Молекулярно- и ионно-дисперсные | < 10 Å (10-9 м) | истинные растворы | гомогенные |
| Высокодисперсные | 10 – 1000 Å | коллоидные растворы | Ультра и микрогетерогенные |
| Грубодисперсные | >1000 Å | взвеси | гетерогенные |
Истинные растворы представляют собой однородные смеси, в которых частицами дисперсной фазы являются отдельные молекулы, атомы или ионы с размером не более 10-9 м (1нм). Такие частицы не имеют фазовой границы или собственной поверхности раздела. Образуемые ими дисперсные системы гомогенны.
В случае высоко- и грубодисперсных систем частицы дисперсной фазы имеют более крупные размеры (10 – 100 нм), чем отдельные атомы, и обладают собственной фазовой поверхностью. Такие системы гетерогенны. При этом высокодисперсные системы обладают качественными отличиями от грубодисперсных систем и рассматриваются в отдельной теме «Коллоидные растворы».
2. В зависимости от агрегатного состояния дисперсионной среды и дисперсной фазы классификацию дисперсных систем также нагляднее представить в виде таблицы (см. табл.10.2):
Агрегатное состояние будем обозначать буквами: Т – твёрдое (кристаллическое), Ж – жидкость, Г – газ. Дисперсионную среду – индексом 1, а дисперсную фазу – индексом 2.
Таблица 10.2
| Фазовое состояние системы | Условное обозначение и примеры | Тип дисперсной системы | ||
| Газообраз-ное | Г1 – Г2 * | Г1 – Ж2 туман,облака | Г1 – Т2 дым, пыль | Аэрозоли |
| Жидкое | Ж1 – Г2 жидкие пены | Ж1 – Ж2 эмульсии | Ж1 – Т2 суспензии, взвеси | Лиозоли |
| Твёрдое | Т1 – Г2 твердые пены | Т1 – Ж2 жемчуг, опал | Т1 – Т2 сплавы | Солио-золи |
В нормальных условиях гомогенны, гетерогенность возможна только при очень низких температурах или высоких давлениях.
3. Форма частиц дисперсной фазы (или топология) может быть разнообразной. Наиболее удобный способ классификации связан с делением на
а) линейные частицы, вытянутые в одном измерении;
б) плоские или пластинчатые, имеющие два измерения; и
в) объёмные, когда частицы имеют все три пространственные измерения примерно в равной степени.
4. В зависимости от интенсивности межфазового взаимодействия выделяют два типа систем:
а) с интенсивным межфазовым взаимодействием (например, когда поверхность твёрдых частиц смачивается жидкой дисперсионной средой - лиофильность), и
б) с его отсутствием (например, когда поверхность твёрдых частиц не смачивается жидкой дисперсионной средой – лиофобность).
5. В зависимости от отсутствия или наличия взаимодействия между частицами дисперсной фазы (структурообразования) в дисперсных системах различают два случая.
Первый, когда частицы дисперсной фазы распределены в дисперсионной среде без непосредственного контакта друг с другом – свободнодисперсные системы. Высокодисперсные системы с жидкой дисперсионной средой, обладающие текучестью, называют коллоидными растворами или золями. Исторически первыми название «золь» получили ультрамикрогетерогенные системы с частицами размером 1–100 нм, диспергированными в жидкой среде.
Второй, когда частицы дисперсной фазы контактируют друг с другом с образованием тех или иных пространственных структур – связаннодисперсные системы. Состояние коллоидных растворов, утративших текучесть в результате возникновения в них внутренних структур, называют «гель» (от латинского gelate – замерзать) или студнями. Процесс структурообразования называют гелеобразованием (желатинированием, желатинизацией или студнеобразованием).
