Аэрозоли

Аэрозоли – дисперсные системы, в которой дисперсионной средой является газ (воздух), а дисперсной фазой может быть:

1) Твердое вещество – дым или пыль;

2)      Жидкое вещество – туман.

Пылью принято называть, если дисперсионной средой является вещество природного происхождения или технологического, но не является продуктом горения.

Пыльца в воздухе, космическая пыль, дорожная пыль, цементная пыль.

Дым – аэрозоль с твердым веществом из продуктов сгорания.

Сажа – дым в металлических печах, помимо газов, содержит оксиды металлов и сами металлы.

По размерам частиц аэрозоли могут содержать коллоидные дисперсные частицы (10-5-10-7 см), грубодисперсные частицы (10-3-10-5 см).

Особенностью аэрозолей, отличающей их от всех остальных коллоидных систем (помимо природы образующих фаз), является наличие у них кинетической устойчивости. Они полностью лишены агрегативной устойчивости и каждое соприкосновение их частиц или частицы и стенки приводит к слипанию (коагуляции). Т.к. число столкновений частиц быстро растет с увеличением объемной концентрации аэрозоля, то аэрозоли нельзя получить при очень высокой концентрации.

Аэрозоли бывают относительно устойчивы и могут сохраняться в атмосфере в течение недели, месяца и даже года, а если растворы грубодисперсные, то происходит оседание под действием силы тяжести, выпадает осадок и атмосфера очищается (самоочищение).

Получение: аэрозоли получают путем диспергирования (тонкое измельчение твердых, жидких тел в какой-либо среде) при различных взрывах, при истирании, измельчении и др., и путем конденсации – из паров воды и углеводородов, при испарении из распылённых растворов, при химических реакциях некоторых газов (реакции NH3 и HCl с выделением дыма NH4Cl) и др. В природе аэрозоли образуются путем диспергирования при обвалах, в водопадах, при выветривании и эрозии почв, а путем конденсации – при появлении облаков и туманов, при вулканических извержениях и др.

Обычно методами диспергирования образуются более грубодисперсные и неоднородные аэрозоли, чем методами конденсации.

Аэрозоли – экологическая проблема, особенно устойчивыми являются аэрозоли твердых веществ, покрытые нефтяной пленкой, такие аэрозоли надолго загрязняют атмосферу (места, где ведется угледобыча и добыча нефти).

Электрические свойства: частицы аэрозолей могут быть нейтральными, а могут иметь электрический заряд (как и лиозоли).

Частицы аэрозоля, имеющие электрический заряд дольше сохраняются в атмосфере => дольше ее загрязняют.

Профилактические меры промышленных предприятий:

Электрофильтры в трубах – металлическая пластина, подсоединенная к + или – полюсу источника тока. Если частица аэрозоля имеет + заряд, то пластинку заряжают – (притягиваются, разряжаются и выпадают в осадок).

Большое значение имеют оптические свойства аэрозолей, ввиду широкого использования маскирующих свойств дымов и туманов. В высокодисперсных аэрозолях рассеяние света подчиняется уравнению Рэлея, но при размере частиц 0,1 – 1*10-3, довольно обычном для аэрозолей, они соизмеримы с диной волны света, что приводит к наложению явлений отражения и рассеяния света и отклонениям от уравнения Рэлея. Вследствие сравнительно близких величин отражения и рассеяния света различной длины волны, многие туманы и дымы кажутся белыми. Наибольшей маскирующей способностью (принимаемой за 1) обладает дым белого фосфора.

Аэрозоли находят и практическое применение:

1)      В сельском хозяйстве дымовые завесы используются в период весенних заморозков в садах;

2)      Аэрозоли красок – покраска авто;

3)      Многие инсектициды – для борьбы с вредителями сельского хозяйства (туман);

4)      В медицине – ингаляции.