17. Классификация гетерогенных систем по разным признакам. Суспензии, эмульсии, аэрозоли.

Многообразие систем довольно велико, и существенную помощь при их изучении оказывает классификация.
Классификация - это разделение совокупности объектов на классы по некоторым наиболее существенным признакам. 
Важно понять, что классификация - это только модель реальности, поэтому к ней надо так и относиться, не требуя от нее абсолютной полноты. Еще необходимо подчеркнуть относительность любых классификаций.
Сама классификация выступает в качестве инструмента системного анализа. С ее помощью структурируется объект (проблема) исследования, а построенная классификация является моделью этого объекта.
Полной классификации систем в настоящее время нет, более того, не выработаны окончательно ее принципы. Разные авторы предлагают разные принципы классификации, а сходным по сути - дают разные названия.
СУСПЕНЗИИ (от позднелат. suspensio-подвешивание), дисперсные системы, в к-рых твердые частицы дисперсной фазы -находятся во взвешенном состоянии в жидкой дисперсионной среде (другой часто применяемый термин-взвеси). Интервал размеров частиц-от десятых долей мм до 10 -7 м. Суспензии с меньшими частицами (< 107 м) относят к дисперсным системам, верх. предел размеров частиц ограничен быстрым оседанием частиц в гравитац. поле (см. Осаждение). Иногда суспензии подразделяют на грубодисперсные собственно суспензии (размер частиц > 106 м) и тонкие взвеси-системы с промежут. дисперсностью (106-107м). Частицы грубодисперсных суспензий не проходят через бумажные фильтры, видимы в оптич. микроскоп, практически не участвуют в броуновском движении и диффузии. Размеры частиц суспензий могут быть определены методамимикроскопия., ситового и седиментационного анализа (см. Дисперсионный анализ), а также на основании данных по адсорбции. Отдельные узкие фракции м. б. выделены из полидисперсной системы с помощью сит, восходящего потока (на конусах) и отмучивания.
Получение суспензий. Два основных способа-смешение сухих порошков с жидкостью или измельчение твердых тел в жидкости (методыдиспергирования) и выделение твердой фазы из жидкой среды (методы конденсации). Методы диспергирования требуют затраты энергии на преодоление сил межмолекулярного взаимод. и накопление своб. поверхностной энергии образовавшихся частиц. Измельчение твердых телосуществляют раздавливанием, истиранием, дроблением, расщеплением мех. способом с помощью дробилок, ступок и мельниц разл. конструкции (шаровых, вибро-, струйных, коллоидных), ультразвуком, а также электрич. методами.
ЭМУЛЬСИИ, дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой и жидкой (реже газовой) дисперсной фазой. Различают прямые эмульсии-дисперсионная среда (обычно вода) более полярна, чем дисперсная фаза (напр., молоко, латексы), и обратные (инвертные) эмульсии- с менее полярной дисперсионной средой (маргарин, сырая нефть). Существуют также множественные эмульсии, в к-рых капли дисперсной фазы содержат в своем объеме более мелкие капли дисперсионной среды. Эмульсии разделяют на разбавленные (дисперсная фаза занимает по объему доли %), концентрированные (единицы и десятки %) и высококонцентрированные, или спумоидные (пенообразные), напр. многие мази, кремы. В таких эмульсиях капли дисперсной фазы прижаты друг к другу и разделены тонкими эмульсионными пленками, прямыми или обратными, так что объемная доля дисперсной фазы может достигать 99% и более (подробнее см. Тонкие пленки). Важная характеристика эмульсий - их дисперсность, точнее функция распределения капель по размерам. В концентрированных эмульсиях средний размер капель обычно составляет от неск. мкм до десятков мкм, тогда как разб. эмульсии имеют капли в доли мкм и меньше. 
Образование эмульсий - эмульгирование - может происходить как в результате конденсац. выделения новой дисперсной фазы, так и придиспергировании одной жидкой фазы в другой. Диспергирование может происходить самопроизвольно или в результате мех. воздействия. Самопроизвольное эмульгирование возможно при очень низких значениях поверхностного натяжения границы раздела двух жидкостей (менее сотой доли мН/м) и приводит к образованию термодинамически равновесных критич. эмульсий (см. Микроэмульсии). Кроме того, самопроизвольноеэмульгирование может происходить в результате диффузионного переноса в-в (ооычно ПАВ) из одной фазы в другую. Для мех. эмульгированияприменяют разл. гомогенизаторы и диспергаторы (см. Диспергирование).
АЭРОЗОЛИ [от греч. аёг- воздух и лат. sol(utio)-раствор], дисперсные системы с газовой дисперсионной средой и твердой или жидкой дисперсной фазой. Классификация. По способу образования различают конденсационные и диспергационные аэрозоли. Первые возникают в результате присоединения друг к другу молекул в-ва в пересыш. паре (т. наз. гомог. нуклеация) или конденсации пара на присутствующих в нем ионах или мельчайших частицах др. в-ва - ядрах конденсации (гетерог. нуклеация). Конденсац. аэрозоли с жидкой дисперсной фазой наз. туманами, с твердой -дымами.
К конденсационным относятся и аэрозоли, образующиеся при горении, хим. и фотохим. р-циях в газовой фазе, напр. при получении оксидов Si и Ti термич. гидролизом их хлоридов в пламени. Важнейший из таких аэрозолей - смог, возникающий в атмосфере в результате фотохим. р-ций между газообразными примесями под действием интенсивного солнечного освещения. Особенность конденсации продуктов хим. р-ций - возможность каталитич. действия конденсиров. частиц на превращ. исходных в-в. Конденсац. аэрозоли могут образоваться также вследствие испарения тел, в т. ч. в результате воздействия плазмы и лазерного излучения, с послед. конденсацией паров.
Диспергационные аэрозоли с твердыми частицами (пыли) образуются в атмосфере в прир. условиях, а также при измельчении твердых тел в шахтах, пересыпании порошков (муки, мела) и т.п. Аэрозоли с жидкой дисперсной фазой (иногда их наз. спреями) возникают при распаде струй или пленокжидкости, напр. при распылении жидкого топлива в двигателях внутр. сгорания. Важные практич. случаи образования жидких аэрозолей-распылениежидкости под воздействием расположенного в ней источника акустич. колебаний, разрушение струй при воздействии поля электрич. потенциала.
Часто возникают смешанные аэрозоли, состоящие из частиц разл. происхождения. Так, при взрывном разрушении твердых тел происходит, как правило, диспергирование в-ва и его испарение с послед. конденсацией паров и образованием аэрозолей.