автордың кітабын онлайн тегін оқу Коллоидная химия
С. Л. Белопухов, М. В. Григорьева, И. И. Дмитревская, С. Э. Старых
Коллоидная химия
Учебник
Под общей редакцией
кандидата химических наук,
доктора сельскохозяйственных наук,
заслуженного деятеля науки РФ
С. Л. Белопухова
Информация о книге
УДК 544.77(075.8)
ББК 24.6я73
К60
Авторы:
Белопухов С. Л., кандидат химических наук, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры химии РГАУ – МСХА имени К. А. Тимирязева, заслуженный деятель науки Российской Федерации;
Григорьева М. В., кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры химии РГАУ – МСХА имени К. А. Тимирязева;
Дмитревская И. И., доктор сельскохозяйственных наук, доцент, заведующая кафедрой химии РГАУ – МСХА имени К. А. Тимирязева;
Старых С. Э., кандидат биологических наук, доцент, профессор кафедры химии РГАУ – МСХА имени К. А.Тимирязева.
В издании изложены основы физико-химии поверхностных явлений и адсорбции, сведения о свойствах дисперсных систем и растворах высокомолекулярных соединений.
Учебник предназначен для студентов, обучающихся по агрономическим направлениям подготовки бакалавров, магистров и дипломированных специалистов. Может быть использован студентами других сельскохозяйственных, биологических и технологических специальностей.
УДК 544.77(075.8)
ББК 24.6я73
© Коллектив авторов, 2022
© ООО «Проспект», 2022
Предисловие
Ключевая компетенция специалиста агропромышленного профиля — способность решать типовые задачи профессиональной деятельности — может быть сформирована только при условии владения им фундаментальными знаниями по естественным наукам, в том числе знанием физико-химических процессов и явлений, протекающих в дисперсных системах, которыми в подавляющем большинстве являются объекты агросферы. Коллоидная химия — наука, изучающая эти явления, имеет огромное значение в земледелии, агрохимии, агроэкологии, биологических специальностях. В учебнике представлены сведения о дисперсном состоянии вещества, свойствах межфазных поверхностей в микрогетерогенных системах и значении основных закономерностей поверхностных и коллоидно-химических явлений для раскрытия механизмов различных процессов в природных дисперсных системах. Освоение курса коллоидной химии способствует более глубокому пониманию многочисленных процессов (физических и химических), протекающих при образовании, функционировании и обработке почв, обеспечивая тем самым необходимый фундамент знаний для успешного изучения студентами специальных дисциплин. В курсе отражено практическое приложение основных закономерностей коллоидной химии к различным аспектам учения о почвах, а также рационального использования и защиты окружающей среды.
При создании данного учебника мы стремились доступно изложить основы коллоидной химии, не перегружая материал математическими выводами, но, вместе с тем, ориентировались на сельскохозяйственную профилизацию курса и старались показать многогранность применения коллоидной химии при анализе и управлении процессами в объектах агросферы.
В учебник включены основные разделы коллоидной химии: поверхностные явления и адсорбция, смачивание, молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем, их устойчивость и коагуляция, структурно-механические и электрические свойства дисперсных систем. Включены главы, посвященные классификации и структуре полимеров, физико-химическим свойствам растворов высокомолекулярных соединений. Каждая глава заканчивается вопросами для повторения.
В конце учебника приведен словарь основных терминов, используемых в изложении материала курса.
1. ВВЕДЕНИЕ В КОЛЛОИДНУЮ ХИМИЮ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ
Коллоидная химия — физико-химия гетерогенных высокодисперсных систем и высокомолекулярных соединений.
Дисперсные системы, их классификация и свойства. Агрегативная и кинетическая устойчивость. Биологическое и народнохозяйственное значение коллоидных систем.
Ключевые слова: коллоидная химия, коллоидная система, дисперсность, степень дисперсности, гомо- и гетерогенные системы, дисперсная фаза, дисперсионная среда, лиофобные и лиофильные коллоидные системы — золи, гели, студни; мицелла, макромолекула. Кинетическая и агрегативная устойчивость.
Рассматриваемые вопросы:
1) очерк развития коллоидной химии;
2) природа коллоидных систем;
3) дисперсные системы, их классификация по трем признакам (степени дисперсности, агрегатному состоянию фаз, взаимодействию дисперсной фазы с дисперсионной средой).
1.1. Практическое значение коллоидных систем
В основе всех процессов, протекающих в живых организмах, а также структур тканей и клеток находятся такие вещества, как белки, нуклеиновые кислоты, крахмал, гликоген, целлюлоза, состоящие из гигантских цепных молекул. Продукты питания — хлеб, мясо, рыба, овощи, а также одежда и обувь — текстиль, искусственное волокно, кожа, резина, пластмасса — представляют собой разнообразные коллоидные системы. Изменение структуры и поглотительных свойств почвы, выветривание горных пород, вынос частиц ила и глин реками, образование облаков и туманов тесно связано с коллоидными процессами. Производство строительных материалов — цемента, гипса, добыча и переработка нефти, обогащение руд методом флотации, производство лаков, красок, кино- и фотоматериалов, бумаги, удобрений в значительной степени основаны на использовании различных суспензий и эмульсий. В фармацевтической промышленности многие лекарственные вещества производятся в форме тонких суспензий и эмульсий — мазей, паст, кремов. Огромное значение в промышленности, сельском хозяйстве и военном деле имеют различные дымы и туманы, являющиеся коллоидными системами.
Материальная основа современной цивилизации и само существование человека, да и всего биологического мира в целом, связано с коллоидными системами.
1.2. Исторический очерк возникновения коллоидной химии
Представление о коллоидных системах было известно еще в глубокой древности. Умения получать такие коллоидные системы, как, например, растворы коллоидного золота, серебра и серы, относятся еще к алхимическим временам.
В ХVI и XVII вв. некоторые коллоидные растворы применялись как лечебные средства. В Древней Руси широко применялись такие коллоиды, как белки, желчь, различные клеи; эти вещества использовались также в живописи и крашении.
Коллоидная химия до половины XVIII в. носила чисто описательный характер. Впервые М. В. Ломоносов в своей работе «О слоях земных», вышедшей в 1763 г., подробно описал природные коллоидные (клееподобные) растворы, охарактеризовал их поведение и установил их отличие от истинных растворов.
К моменту введения в науку специального термина «коллоид» было получено достаточно сведений о том, что ряд веществ, в определенных условиях образует системы, по свойствам отличные от растворов. Так, классический пример коллоидной дисперсной системы, гидрозоль золота, описал Глаубер, рекомендовавший его в медицине под названием «истинного питьевого золота» — aurumpotabile. Изучая оптические свойства золей золота, в 1857 г. Майкл Фарадей пришел к выводу, что золото в них содержится во взвешенном состоянии в виде очень мелких частиц.
Русским химиком Т. Е. Ловицем в 1785 г. была открыта адсорбция из растворов и изучено поглотительное свойство углей. Кроме того, им же были установлены условия формирования новой фазы из растворов — выращивание кристаллов. В 1809 г. профессор Московского университета Ф. Ф. Рейсс, изучая действие электрического тока на жидкости и на взвешенные в них частицы, открыл явления, называемые теперь электрофорезом и электроосмосом. В 30-х годах XIX в. шведский химик И. Я. Берцелиус обратил внимание на особые свойства коллоидных систем — неустойчивость и опалесценцию. В сороковые и пятидесятые годы XIX в. появились работы, в которых не только описывались особые свойства систем, отличающихся от растворов низкомолекулярных соединений, но и была предпринята попытка объяснить эти свойства. Можно, к примеру, отметить работы профессора университета г. Болоньи (Италия) Ф. Сельми, который в 1851 г. описал свойства золей берлинской лазури, хлорида серебра и коллоидной серы. Известно, что эти вещества не растворимы в воде и образуют осадки. Системы же, полученные Сельми, по внешнему виду были почти прозрачны и очень похожи на истинные растворы.
Взгляды, близкие к представлениям Сельми, высказывал К. Нэгели, который считал, что в подобных системах частицы серы, хлорида серебра и других веществ более крупные по сравнению с отдельными молекулами. Для таких «полимолекулярных агрегатов» Нэгели в 1858 г. ввел понятия «мицелла» и «мицеллярный раствор». Чтобы отличать системы, содержащие мицеллы, от истинных растворов, он называет золями мицеллярные растворы. Названия «мицелла» и «золь» общеприняты и в настоящее время.
Основная заслуга в становлении коллоидной химии как науки принадлежит английскому ученому Томасу Грэму. Именно этому ученому с 1861 г. принадлежит идея введения термина «коллоид», производного от греческого слова kolla, обозначающего «клей». Т. Грэм предложил использовать скорость диффузии веществ через пергаментную бумагу в качестве критерия разделения всех веществ на кристаллоиды и коллоиды. Он считал, если вещества быстро диффундируют и способны кристаллизоваться — это кристаллоиды, если они не диффундируют и не кристаллизуются, то коллоиды. Коллоиды, по мнению Грэма, представляют собой динамическое состояние материи, кристаллоиды — статическое. Жидкие коллоидные системы Грэм назвал золями и противопоставил гелям — полутвердым коллоидным образованиям. Грэму принадлежит еще один термин — синерезис, который используется и в настоящее время для обозначения процесса самопроизвольного сжатия геля с уменьшением его объема и выделением жидкой свободной фазы. Т. Грэм разработал также метод отделения коллоидов от кристаллоидов, получивший название «диализ», и изобрел прибор, который назвал диализатором. В этом методе используется способность пленок, изготовленных из некоторых природных и искусственных материалов, пропускать кристаллоиды и задерживать коллоиды. Так, мембрана, полученная из обработанного особым способом мочевого пузыря быка, пропускает через себя ионы натрия и хлора в водном растворе хлорида натрия, но не пропускает через себя частицы берлинской лазури, также распределенные в водной среде. Изучая диффузию и диализ, Т. Грэм работал с системами, содержащими органические вещества — желатин, пектин, казеин, гуммиарабик и др. С помощью этого прибора изучал осмотические свойства различных коллоидных растворов, в том числе растворов желатины.
На границе XIX и XX столетий существенный вклад в развитие коллоидной науки внесли исследования Г. Шульце, который в 1882 г. сформулировал правило электролитной коагуляции золей. В 1890 г. это правило было подтверждено У. Гарди, предпринявшим систематические исследования коагуляции. Поэтому правило значности и валентности электролитной коагуляции называют правилом Шульце — Гарди. В 1892 г. С. Линдер и Г. Пиктон вернулись к опытам Ф. Рейсс и подробно исследовали явление электрофореза. Они установили, что частички твердой фазы в золях обладают электрическим зарядом, чем и объясняется их направленное движение.
В России основоположником коллоидной химии признается профессор Киевского университета И. Г. Борщов. Он в 1869 г. впервые высказал современное представление о кристаллическом строении коллоидных частиц и о коллоидном состоянии как о предельно дисперсном состоянии данной фазы в дисперсионной среде. В своей работе «О свойствах и строении коллоидов, участвующих в образовании растительных и животных организмов» им были четко сформулированы положения о сложности состава коллоидных частиц и значение связанной ими воды для сцепления частиц. Борщов не признавал разграничения веществ на коллоиды и кристаллоиды, а полагал, что в зависимости от условий коллоидные системы могут быть образованы и кристаллическими веществами. Взгляды Борщова нашли подтверждение в позднейших экспериментальных исследованиях, особенно при развитии рентгенографического метода анализа.
Всеобщность коллоидного состояния вещества, его связь со сложностью состава и большой массой частиц, а также его значение для общей химии было высказано Д. И. Менделеевым в его труде «Основы химии» в 1871 г. До начала ХХ в. представления о строении коллоидных систем делались на основании косвенных экспериментов. Взгляды многих ученых на коллоидные системы были ошибочными.
Как отмечалось выше, Томас Грэм предложил термин «коллоиды» и сформировал основные коллоидно-химические положения. С появлением трудов Грэма связывают возникновение коллоидной химии — 1861 г.
Однако коллоидная химия как самостоятельная дисциплина еще не сформирована. Ее самостоятельное существование начинается с 1907 г., когда В. Оствальдом был создан первый специальный научный журнал «Zeitshriftfur ChemieundIndustrieder Kolloide».
Наиболее крупные исследования были осуществлены в начале ХХ столетия. В 1903 г. русский химик-ботаник М. С. Цвет открыл явление хроматографии, и в 1906 г. он провел большую серию работ по хроматографическому анализу. Полностью открытие М. С. Цвета было оценено только через 30 лет.
В 1903 г. Г. Зидентопф совместно с Р. Зигмонди сконструировали прибор для прямого наблюдения за частицами в золях. Созданный ими в 1903 г. щелевой ультрамикроскоп был основан на явлении светорассеяния (конус Тиндаля). В этом приборе наблюдается свет, рассеиваемый отдельными частицами при интенсивном освещении золя. Создание ультрамикроскопа положило начало разработке специальных коллоидно-химических методов исследования, позволивших совершить научную революцию не только в коллоидной науке, но и в смежных областях познания природы. Так, с помощью ультрамикроскопа шведскому физико-химику Т. Сведбергу удалось вычислить размеры частиц в золях, а также проверить теорию броуновского движения, разработанную А. Эйнштейном и М. Смолуховским в 1905 г. В 1912 г. Зигмонди написал первую монографию «Коллоидная химия». За совокупность работ в 1925 г. он был удостоен Нобелевской премии.
В 1923 г. Сведберг построил первую скоростную ультрацентрифугу, с помощью которой определил молекулярную массу естественных полимеров и разработал теорию ультрацентрифугирования. За комплекс работ Т. Сведберг в 1926 г. был удостоен Нобелевской премии.
В период с 1903 по 1913 г. профессор Парижского университета Перрен проводил исследования коллоидов, в результате чего создал прибор для изучения электроосмоса, открыл диффузионно-седиментационное равновесие. Результаты исследований позволили ему произвести расчеты размеров атома и определить значение числа Авогадро. Установил бимолекулярную структуру тонких мыльных пленок. В 1926 г. Перрен был удостоен Нобелевской премии.
В 1917 г. профессор Н. П. Песков развил представления об устойчивости дисперсных систем и нарушении их стабильности в присутствии электролитов. Он дал представления об агрегативной и кинетической устойчивости золей, открыл явление барофореза (в 1923 г.) и вынужденного синерезиса в студнях (1924 г.). Н. П. Песков показал, что при описании золей следует учитывать не только размер частиц, но и взаимодействие поверхности частиц со средой, указывал на тот факт, что молекулы поверхностного слоя принадлежат одновременно обеим соприкасающимся фазам, тем самым определял особую важность поверхностных явлений в существовании коллоидных систем. Идеи Н. П. Пескова по устойчивости дисперсных систем получили всеобщее признание, и сейчас именно проблема устойчивости является одной из центральных в коллоидной химии.
Большой вклад в развитие коллоидной химии внесли русские ученые — академик П. А. Ребиндер и академик Б. В. Дерягин. П. А. Ребиндер создал теорию образования лиофильных систем и внес неоценимый вклад в развитие учения о стабильности дисперсных систем, открыл явление адсорбционного понижения прочности твердых тел, названное его именем (эффект Ребиндера).
Академик Б. В. Дерягин является одним из авторов общепризнанной теории устойчивости лиофобных коллоидов, также разработанной независимо от него и голландскими учеными Фервеем и Овербеком.
Один из основоположников коллоидной химии в нашей стране — А. В. Думанский, который широко привлекал физические методы для изучения свойств дисперсных систем. С помощью калориметра он изучал взаимодействие частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой. Разработал новые методы определения связанной воды. В 1935 г. основал в нашей стране «Коллоидный журнал».
А. И. Рабинович установил механизм процессов коагуляции; Г. Кройт предложил теорию коагуляции высокомолекулярных соединений.
К. К. Гедройцем было создано учение о почвенном поглотительном комплексе и коллоидно-химических свойствах почв.
Следует отметить работы В. А. Каргина, С. М. Липатова, которые сыграли большую роль в развитии коллоидной химии полимеров.
Академик А. Н. Фрумкин создал методы изучения двойного электрического слоя, доказал применимость уравнения Гиббса к реальным адсорбционным слоям и предложил уравнение состояния адсорбционного слоя на заряженной поверхности (уравнение Фрумкина — Шлыгина).
Большое значение в разработке различных направлений в области коллоидной химии имеют работы ряда зарубежных ученых: Ленгмюра, Смолуховского, Кройта и др.
В. Гиббс установил зависимость между адсорбцией и поверхностным натяжением.
Г. Фрейндлих и И. Ленгмюр установили связь между величиной адсорбции и равновесной концентрацией адсорбируемого вещества. Американский физико-химик И. Ленгмюр внес большой вклад в развитие науки о поверхностных явлениях. Он создал теорию мономолекулярной адсорбции газов на твердых поверхностях и установил существование предела адсорбции. В 1916 г. развил теорию строения адсорбционных слоев на поверхности жидкостей. За комплекс работ в области изучения поверхностных явлений в 1932 г. Ленгмюр удостоен Нобелевской премии.
Теория адсорбции с образованием полимолекулярных слоев создана в работах американских ученых Брунауэра, Эммета и Теллера и развита в исследованиях Андерсона. В настоящее время эта теория продолжает развиваться.
В развитии учения об адсорбции газов на твердых поверхностях большую роль играют русские ученые. Профессор Московского университета А. В. Киселев в 1936 г. обнаружил на поверхности кремнезема гидроксильные группы. Разработал молекулярно-статистический метод термодинамических характеристик адсорбции.
Академик М. М. Дубинин создал теорию адсорбции газов, паров и растворенных частиц на пористых сорбентах. Им разработана классификация адсорбентов по виду и размеру пор, а также предложены методы получения адсорбентов с заданными порами.
Таким образом, коллоидная химия — наука динамичная, ее развитие продолжается, особенно в части практического применения ее законов и положений для решения задач нанотехнологий, технологических и экологических проблем.
1.3. Природа коллоидных систем
Коллоидная химия изучает свойства гетерогенных систем с частицами размером от 10–2 до 10–9 м. Эти системы, получившие название коллоидные, по ряду признаков отличаются от систем, состоящих из атомов, молекул или ионов. В коллоидных растворах менее выражены такие процессы, как диффузия, осмос, способность прохождения их растворов через полупроницаемые мембраны и др. Все эти свойства обусловлены величиной частиц и существованием границы раздела между частицей растворенного вещества и растворителем.
Изучение свойств какой-либо системы связано с оценкой ее сложности, которая определяется двумя основными факторами:
1) числом компонентов, составляющих систему;
2) числом фаз, образующих данную систему.
Фазой называется часть системы одного состава, одинаковых физических свойств, ограниченная от других частей поверхностью раздела.
Систему, состоящую из одной фазы, а следовательно, имеющую одинаковые микроскопические свойства во всех ее точках, называют однородной, или гомогенной. Самыми простыми являются однокомпонентные и однофазные системы, такие как, например, абсолютно чистые индивидуальные газы или жидкости.
В природе, в быту и на производстве мы постоянно встречаемся с многокомпонентными системами — воздух, вода, пищевые продукты, продукты производственных процессов и пр.
Второй признак сложности системы — ее многофазность, или гетерогенность. К таким системам относятся, например, выпавшие из раствора твердые кристаллы и окружающий их раствор; некоторые металлические сплавы, состоящие из мельчайших кристаллов двух или нескольких металлов, каждый из которых представляет собой самостоятельную твердую фазу; две несмешивающиеся жидкости, например, вода и масло.
В отличие от истинных растворов, коллоиды являются гетерогенными дисперсными системами: гетерогенность означает «неоднородный», «прерывистый». Гетерогенными называются системы, состоящие из гомогенных частей (фаз), находящихся между собой в равновесии. Понятие «фаза» ввел в физическую химию американский ученый В. Гиббс. Фаза определяет не химическую, а физическую природу вещества. Существуют твердая, жидкая и газообразная фазы. Обязательным признаком фазы является наличие четко выраженной физической поверхности, образованной из множества молекул. В зависимости от числа фаз говорят о двух-, трех- и многофазной системах.
Образцом терогенной системы является вода и воздух, соприкасающийся с поверхностью воды. В данном случае фазами будут, с одной стороны, жидкость, с другой — газ. Эти фазы отличаются друг от друга своими физическими свойствами отделены друг от друга физической поверхностью.
Другим примером может служить твердое тело, соприкасающееся с жидкостью. Твердое тело и жидкость являются разными фазами системы и отличаются друг от друга агрегатным состоянием. Примером сложной четырехфазной системы является почва, которая состоит из твердой, жидкой, газообразной фазы и микроорганизмов.
В гетерогенной системе каждая из фаз отделена от других физической границей — поверхностью раздела — и в пределах этой границы гомогенна, обладая во всех своих частях одинаковыми свойствами. Именно с существованием поверхности раздела между фазами в гетерогенных системах связаны все самые существенные и самые характерные свойства коллоидов. Так как коллоиды являются высокораздробленными системами, то общая поверхность раздела между фазами очень велика. Для оценки степени дисперсности В. Оствальд рекомендовал удельную поверхность.
Математически удельная поверхность Sуд. представляет собой отношение площади поверхности S данного тела к занимаемому им объему V.
Sуд. = S/V
Величина удельной поверхности по мере увеличения степени дисперсности системы чрезвычайно быстро растет. Рассмотрим это на конкретном примере. У нас имеется тело кубической формы со стороной ребра l, его объем V = l3, а общая поверхность S = 6l2, тогда удельная поверхность равна: Sуд. = 6l2/l3 = 6/l, т. е. удельная поверхность обратно пропорциональна линейным размерам тела.
Таким образом, для кубика с длиной ребра 1 см удельная поверхность будет равна 6. Если этот кубик разбить на элементарные кубики каждый с ребром в μ, т. е. уменьшить длину ребра первоначального кубика в 10 000 раз, то удельная поверхность будет равна 60 000.
Результаты дробления кубика и соответствующие подсчеты приведены в таблице 1.
Таблица 1
Удельная поверхность в зависимости от размеров ребра
| Длина ребра, см | Число кубиков | Суммарная поверхность, см2 | Удельная поверхность |
| 1 | 1 | 6 | 6 |
| 1 ∙ 10–1 | 1 ∙ 103 | 6 ∙ 101 | 6 ∙ 101 |
| 1 ∙ 10–2 | 1 ∙ 106 | 6 ∙ 102 | 6 ∙ 102 |
| 1 ∙ 10–3 | 1 ∙ 109 | 6 ∙ 103 | 6 ∙ 103 |
| 1 ∙ 10–4 | 1 ∙ 1012 | 6 ∙ 104 | 6 ∙ 104 |
| 1 ∙ 10–5 | 1 ∙ 1015 | 6 ∙ 105 | 6 ∙ 105 |
| 1 ∙ 10–6 | 1 ∙ 1018 | 6 ∙ 106 | 6 ∙ 106 |
| 1 ∙ 10–7 | 1 ∙ 1021 | 6 ∙ 107 | 6 ∙ 107 |
| 1 ∙ 10–8 | 1 ∙ 1024 | 6 ∙ 108 | 6 ∙ 108 |
Как видно из таблицы 1, с увеличением степени раздробленности (дисперсности), т. е. с уменьшением размера частиц, возрастает их удельная поверхность.
Такое огромное развитие поверхности в высокодисперсных гетерогенных системах и придает этим системам совершенно новые свойства по сравнению с газами и истинными растворами. Это происходит потому, что молекулы, атомы или ионы, находящиеся на поверхности раздела двух фаз, не равноценны тем же молекулам, атомам или ионам, находящимся внутри каждой фазы, т. к. у них имеется определенный запас избыточной энергии. Этот запас носит название поверхностной энергии.
Существование избыточной поверхностной энергии на поверхности раздела фаз объясняется тем, что каждая молекула (атом или ион), находящаяся внутри фазы, со всех сторон окружена себе подобными; поэтому ее силовое поле симметрично насыщено. Молекулы, лежащие на поверхности, связаны с себе подобными асимметрично. В результате часть их силового поля находится вне фазы, и оно не насыщено. Ненасыщенность силового поля поверхностных молекул и является источником избыточной свободной энергии поверхности, которая способна совершать работу. Эта работа может пойти на удержание молекул вещества, присутствующего в окружающей среде.
В самом деле краситель, растворенный в воде, способен удерживаться поверхностью ткани, чернила — поверхностью бумаги, примеси в воздухе — активированным углем или силикагелем, удобрения — поверхностью почвы, кожа наших рук способна удерживать различные загрязнения.
Явление поглощения одного вещества другим получило название «адсорбция» — от латинского слова sorbeo — «втягиваю», «поглощаю». Работа поглощения одного вещества поверхностью другого совершается за счет избыточной энергии, что в свете второго начала термодинамики может рассматриваться как запас свободной энергии системы, стремящейся к минимуму. Величина этой энергии тем больше, чем больше поверхность (табл. 2).
Таблица 2
Величина радиуса частиц и средняя удельная поверхность дисперсных систем
| Вещество | Радиус частицы, см | Удельная поверхность, м2/г |
| Конго-рубин (краситель) | 1,7 ∙ 10–7 | 1700 |
| Берлинская лазурь | 10–15 ∙ 10–7 | 950 |
| Уголь для противогазов | 0,2–0,5 ∙ 10–6 | 500 |
| Дым табачный | 2,5 ∙ 10–6 | 60 |
| Туман водяной | 10–3 – 10–5 | 3 |
| Кубовый синий (пигмен |
