Монодисперсная и полидисперсная система что такое
Дисперсное состояние вещества. Дисперсные системы
Дисперсные системы и коллоидно-химические процессы имеют место как в пищевой промышленности, так и в общественном питании. Коллоидно-химические процессы, такие как набухание, растворение, студнеобразование, агрегация, коагуляция, осаждение, пептизация, адсорбция, лежат в основе производства многих пищевых продуктов: бульонов, мороженого, различных кондитерских изделий, молочных продуктов, а также в основе хлебопечения, виноделия, пивоварения. Масло, маргарин, майонез, сметана, сливки, молоко, представляют собой сложные коллоидные системы. Для осуществления управления технологическими процессами производства пищевых продуктов инженерам-экономистам необходимо знание характеристик дисперсных систем и их основных свойств.
Обязательным условием получения дисперсных систем является взаимная нерастворимость диспергируемого вещества и дисперсионной среды. Например, нельзя получить коллоидные растворы сахара или поваренной соли в воде, но они могут быть получены в керосине или в бензоле, в которых эти вещества практически нерастворимы.
Здесь а равно либо диаметру сферических или волокнистых частиц, либо длине ребра кубических частиц, либо толщине пленок (рис.1). Чем меньше размеры частиц, тем больше дисперсность, и наоборот.
* 1 нм (нанометр) = 10 –6 мм.
 | Рис. 1. Одно-, двух- и трехмерное диспергирование вещества приводит к образованию пленочно (а), волокнисто (б) и корпускулярно-дисперсных (в) систем. |
Частицы коллоидных систем состоят из большого числа молекул и являются отдельной фазой. Молекулы среды, в которой распределены коллоидные частицы, образуют другую фазу. Молекулы вещества дисперсной фазы, находящиеся на поверхности коллоидных частиц, обладают потенциальной энергией и с увеличением дисперсности, а значит, с увеличением удельной поверхности, возрастает и поверхностная энергия системы. Известно, что все системы, обладающие избыточной поверхностной энергией, неустойчивы. Следовательно, коллоидные системы, обладающие большой удельной поверхностью и большой поверхностной энергией, являются принципиально неустойчивыми системами. Они всегда стремятся к самопроизвольному уменьшению своей свободной энергии либо за счет сокращения межфазной поверхности, т.е. снижения дисперсности, либо за счет адсорбции коллоидными частицами веществ, понижающих поверхностную энергию.
Дисперсные системы классифицируют по дисперсности, агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, интенсивности взаимодействия между ними, отсутствию или образованию структур в дисперсных системах и др.
В табл. 2 приведены условно принятые границы размеров частиц систем с различной раздробленностью вещества.
Если все частицы дисперсной фазы имеют одинаковые размеры, то такие системы называют монодисперсными (рис. 2, а и б). Частицы дисперсной фазы неодинакового размера образуют полидисперсные системы (рис.2, в).
При уменьшении размеров и повышении дисперсности возрастает характерная для всяких гетерогенных систем внутренняя поверхность раздела между фазами, все большее и большее число атомов вещества находится в поверхностном слое (на границе раздела фаз) по сравнению с их числом внутри объема частиц дисперсной фазы, т.е. заметнее роль граничных слоев и связанных с ними поверхностных явлений.
Таким образом, своеобразие дисперсных систем определяется большой удельной поверхностью дисперсной фазы и физико-химическим взаимодействием дисперсной фазы и дисперсионной среды на границе раздела фаз. В табл. 3 приведены отличительные особенности коллоидных систем в сравнении с истинными растворами и грубодисперсными системам.
Таблица 3 – Характеристика дисперсных систем
Многообразие дисперсных систем обусловлено также тем, что образующие их фазы могут находиться в любом из трех агрегатных состояний. При схематической записи агрегатного состояния дисперсных систем обычно используют дробь: в числителе указывают буквами Г (газ), Ж (жидкость) или Т (твердое) агрегатное состояние дисперсной фазы, а в знаменателе указывают агрегатное состояние дисперсионной среды.
Таблица 4 – Классификация дисперсионных систем по агрегатному состоянию
| Дисперсионная среда | Дисперсная фаза | ||
| газ | жидкость | твердое тело | |
| Газ | — | Аэрозоль (туман, облако) | Аэрозоль (дым, пыль) |
| Жидкость | Пена (мыльная пена) | Эмульсия (масло сливочное, маргарин, кремы) | Суспензия (молоко) и коллоидные растворы |
| Твердое тело | Пористые и капиллярные системы (пемза, пенолпласты) | Пористые тела, гели (вода в парафине, жемчуг) | Твердые коллоидные растворы (окрашенные стекла, сплавы) |
В связи с неограниченной взаимной растворимости газов дисперсионные системы Г/Г при классификации обычно не указывают.
Рис. 3. Связнодисперсные (а-в) и капиллярно-дисперсные (г, д) системы: гель (а), коагулянт с плотной (б) и рыхлой – арочной (в) структурой.
Дисперсные системы, в соответствии с их промежуточным положением между миром молекул и крупных тел, могут быть получены двумя путями: методами диспергирования, т. е. измельчения крупных тел, и методами конденсации молекулярно- или ионнорастворенных веществ.
Метод конденсации состоит в получении нерастворимых соединений путем химических реакции. Проводя эти реакции в сильно разбавленных растворах и в присутствии небольшого избытка одного из компонентов, получают не осадки, а коллоидные растворы.
Разница между монодисперсными и полидисперсными полимерами
В ключевое отличие между монодисперсными и полидисперсными полимерами заключается в том, что монодисперсные полимеры имеют точную и дискретную молекулярную массу. Но полидисперсные полимеры имеют ряд
Содержание:
В ключевое отличие между монодисперсными и полидисперсными полимерами заключается в том, что монодисперсные полимеры имеют точную и дискретную молекулярную массу. Но полидисперсные полимеры имеют ряд компонентов с диапазоном молекулярных масс..
Что такое монодисперсные полимеры?
Что такое полидисперсные полимеры?
Полидисперсные полимеры представляют собой макромолекулярные материалы, содержащие ряд компонентов с диапазоном молекулярных масс. Это значит; в одном и том же полимерном материале есть разные компоненты, имеющие разные молярные массы. Следовательно, полимерный материал неоднороден. Кроме того, форма, размер и массовое распределение компонентов в единице объема материала несовместимы.
Для этого типа полидисперсных полимеров мы можем рассчитать индекс полидисперсности для молярно-массового распределения. Уравнение, которое мы можем использовать для расчета индекса полидисперсности или PDI, выглядит следующим образом:
Где Mw обозначает средневесовую молекулярную массу, Mn обозначает среднечисловую молекулярную массу. Среднечисленная молекулярная масса (или Mn) очень чувствительна к молекулам, имеющим низкую молекулярную массу. Средневесовая молекулярная масса Mw более чувствительна к молекулам, имеющим высокую молекулярную массу.
В чем разница между монодисперсными и полидисперсными полимерами?
Более того, монодисперсные полимеры имеют одинаковую форму, размер и массовое распределение, в то время как полидисперсные полимеры имеют непостоянную форму, размер и массовое распределение. Следовательно, монодисперсные полимеры однородны, а полидисперсные полимеры неоднородны.
В следующей таблице приведены различия между монодисперсными и полидисперсными полимерами.
По дисперсности есть два типа полимеров: монодисперсные полимеры и полидисперсные полимеры. Монодисперсные полимеры представляют собой макромолекулярные материалы, имеющие точную и дискретную молекулярную массу, тогда как полидисперсные полимеры представляют собой макромолекулярные материалы, имеющие ряд компонентов с диапазоном молекулярных масс. Следовательно, ключевое различие между монодисперсными и полидисперсными полимерами состоит в том, что монодисперсные полимеры имеют точную и дискретную молекулярную массу, тогда как полидисперсные полимеры имеют ряд компонентов с диапазоном молекулярных масс.