Критерий | Истинная растворимость | Диспергирование |
Определение | Полное растворение вещества на молекулярном или ионном уровне в растворителе, создавая однородный раствор с равномерно распределенными молекулами или ионами. | Распределение частиц (например, коллоидных) в дисперсионной среде без растворения на молекулы, создавая смесь с физическим, но не молекулярным распределением. |
Применимые законы | Законы химического равновесия и активности (закон Генри для газов, закон Рауля для идеальных растворов), а также принципы химического потенциала. | Уравнение Стокса-Эйнштейна (описывает движение частиц), уравнение Смолуховского (коагуляция частиц) и принципы гидрофобных и электростатических сил для стабилизации частиц. |
Энергия взаимодействий | Энергия Гиббса смешения, зависящая от водородных связей, диполь-дипольных и ион-дипольных взаимодействий между растворителем и растворенным веществом. В углеводородных растворах доминируют дисперсионные силы (силы Лондона), которые обеспечивают растворимость неполярных веществ. | Энергия межчастичных взаимодействий ограничена Ван-дер-Ваальсовыми силами, электростатическими и стерическими эффектами, стабилизирующими коллоиды и взвеси. |
Молекулярный уровень | Полное растворение на молекулярном уровне (ионная или молекулярная дисперсия), создавая термодинамически стабильную систему. | Частицы остаются во взвешенном состоянии и не растворяются на молекулярном уровне, стабилизированные за счет дисперсантов и их кинетической стабильности. |
Роль растворителей и дисперсантов | Растворители (например, вода, ацетон) растворяют вещества на молекулярном уровне, подчиняясь принципу «подобное растворяется в подобном» (на основе сходства полярности). Углеводородные растворители растворяют неполярные вещества за счет дисперсионных взаимодействий. | Дисперсанты, такие как поверхностно-активные вещества, способствуют разделению и стабилизации частиц, уменьшая поверхностное натяжение и предотвращая агрегацию. |
Термодинамическая стабильность | Растворы стабильны благодаря достижению химического равновесия, обеспеченного растворением. | Дисперсии кинетически стабильны; термодинамически нестабильны и требуют стабилизации через заряды или стерические препятствия. |
Размер частиц | Частицы растворенного вещества обычно имеют размеры менее 1 нм, так как они разделены на молекулы или ионы. | Частицы или капли могут быть от 1 нм (коллоиды) до нескольких микрометров, в зависимости от типа дисперсии. |
Процессы растворения и стабильности | Процесс растворения описывается изменениями энтальпии и энтропии, создавая термодинамически стабильный раствор. | Стабильность регулируется кинетикой столкновений частиц, предотвращающей осаждение и агрегацию благодаря диспергаторам. |
Примеры | Соль или сахар в воде, кислород в воде. В углеводородных растворах, например, октан в бензоле, действуют дисперсионные силы. | Молоко (эмульсия жира в воде), краски (пигменты в водной или масляной среде), нефть в воде с добавлением дисперсантов. |