Dispersió (química)

Plantilla:Caixa de citaUna dispersió és un sistema en el que les partícules distribuïdes d'un material es dispersen en una fase contínua d'un atre material. Les dos fases poden estar en el mateix estat o en diferents estats de la matèria.

Les dispersió es classifiquen de diferents formes, inclós el tamany de les partícules en relació en les partícules de la fase contínua, si es produïx o no precipitació i la presència de moviment browniano. En general, les dispersió de partícules suficientment grans per a la sedimentación es denominen suspensions, mentres que les de partícules més chicotetes es denominen coloide i solucions.

Estructura i propietats

Les dispersió no presenten cap estructura; és dir, les partícules (o en el cas d'emulsions: gotetes) disperses en la matriu líquida o sòlida (el "mig de dispersió") se supon que estan distribuïdes estadísticament. Per lo tant, per a les dispersió, generalment se supon que la teoria de la percolación descriu apropiadament les seues propietats.

No obstant, la teoria de la percolación solament es pot aplicar si el sistema que deu descriure es troba en equilibri termodinàmic o prop d'ell. Hi ha molt pocs estudis sobre l'estructura de les dispersió (emulsions), encara que són abundants en tipo i s'utilisen en tot lo món en innumerables aplicacions.

A continuació, es discutiran solament les dispersió en un diàmetro de fase dispersa de menys de 1 µm. Per a comprendre la formació i propietats de tals dispersió (incloses les emulsions), es deu considerar que la fase dispersa exhibix una "superfície", que està coberta ("humida") per una "superfície" diferent que, per lo tant, està formant una interfaç (química). Deuen crear-se abdós superfícies (lo que requerix una gran cantitat d'energia), i la tensió interfacial (diferència de tensió superficial) no compensa l'entrada d'energia, si és que ho fa.

L'evidència experimental sugerix que les dispersió tenen una estructura molt diferent de qualsevol tipo de distribució estadística (que serien característiques d'un sistema en equilibri termodinàmic), pero en contrast, mostren estructures similars a l'autoorganización, que pot descriure's per mig de termodinàmica de no equilibri. Esta és la raó per la que algunes dispersió líquides es convertixen en geles o inclús en sòlits a una concentració d'una fase dispersa per damunt d'una concentració crítica (que depén del tamany de partícula i la tensió interfacial). Aixina mateix, s'ha explicat l'aparició repentina de conductivitat en un sistema de fase conductora dispersa en una matriu aïllant.

Procés de dispersió

La dispersió és un procés per mig del qual (en el cas d'un sòlit que es dispersa en un líquit) les partícules aglomeradas se separen entre sí i es genera un nou interfaç entre la superfície interna del mig de dispersió líquit i la superfície de les partícules disperses. Este procés es veu facilitat per la difusió molecular i la convecció.

Sobre la difusió molecular, la dispersió es produïx com a resultat d'una concentració desigual del material introduït en tot el mig a granel. Quan el material dispers s'introduïx per primera volta en el mig a granel, la regió en la que s'introduïx té una concentració més alta d'eixe material que en qualsevol atre punt del material. Esta distribució desigual dona com resultat un gradient de concentració que impulsa la dispersió de partícules en el mig de modo que la concentració és constant en tot el volum. Sobre la convecció, les variacions de velocitat entre les trayectòries de fluix en la massa faciliten la distribució del material dispers en el mig.

Encara que abdós fenomens de transport contribuïxen a la dispersió d'un material en la massa, el mecanisme de dispersió és impulsat principalment per convecció en els casos en que hi ha un fluix turbulento significatiu en la massa. La difusió és el mecanisme dominant en el procés de dispersió en casos de poca o cap turbulència en la massa, a on la difusió molecular pot facilitar la dispersió durant un llarc periodo de temps. Estos fenomens es reflectixen en events comuns del món real. Les molècules d'una gota de colorant alimentari agregada a l'aigua eventualment es dispersaran per tot el mig, a on els efectes de la difusió molecular són més evidents. No obstant, agitar la mescla en una cullera crearà fluix turbulentos en l'aigua que acceleraran el procés de dispersió a través de la dispersió dominada per convecció.