ДИСПЕРСИО́ННЫЙ АНА́ЛИЗ

ДИСПЕРСИО́ННЫЙ АНА́ЛИЗ, со­во­куп­ность ме­то­дов экс­пе­рим. оп­ре­де­ле­ния ср. раз­ме­ров час­тиц (или пор) в дис­перс­ных сис­те­мах или функ­ции рас­пре­де­ле­ния час­тиц (пор) по раз­ме­рам. Дан­ные Д. а. так­же по­зво­ля­ют ко­ли­че­ст­вен­но оце­нить др. важ­ные ха­рак­те­ри­сти­ки дис­перс­ных сис­тем: дис­перс­ность (ве­ли­чи­ну, об­рат­ную раз­ме­ру час­тиц) и удель­ную меж­фаз­ную по­верх­ность. Не­ко­то­рые ме­то­ды Д. а. (напр., оп­ти­че­ская, элек­трон­ная и ульт­ра­мик­ро­ско­пия, кон­дук­то­мет­рич. ме­то­ды) по­зво­ля­ют из­ме­рять па­ра­мет­ры отд. час­тиц дис­перс­ной фа­зы, дру­гие (напр., се­ди­мен­та­ци­он­ные и ад­сорб­ци­он­ные ме­то­ды) – ис­сле­до­вать свой­ст­ва все­го ан­самб­ля час­тиц.

Для ис­сле­до­ва­ния гру­бо­дис­перс­ных сис­тем с твёр­ды­ми час­ти­ца­ми ис­поль­зу­ют про­стей­ший ме­тод Д. а. – си­то­вой ана­лиз, за­клю­чаю­щий­ся в про­сеи­ва­нии ис­сле­дуе­мо­го об­раз­ца че­рез си­та с оп­ре­делён­ны­ми раз­ме­ра­ми от­вер­стий; из­ме­рив мас­сы вы­де­ляе­мых фрак­ций, оп­ре­де­ля­ют со­дер­жа­ние час­тиц разл. раз­ме­ров, вы­ра­жен­ное про­цент­ным от­но­ше­ни­ем мас­сы час­тиц оп­ре­де­лён­но­го раз­ме­ра к об­щей мас­се час­тиц, т. е. по­лу­ча­ют гра­ну­ло­мет­рич. со­став ис­сле­дуе­мо­го об­раз­ца.

Ме­то­ды се­ди­мен­та­ци­он­но­го ана­ли­за ос­но­ва­ны на оп­ре­де­ле­нии раз­ме­ров час­тиц дис­перс­ной фа­зы пу­тём из­ме­ре­ния ско­ро­сти их оса­ж­де­ния (се­ди­мен­та­ции) в жид­кой сре­де; по­зво­ля­ют по­лу­чить функ­цию рас­пре­де­ле­ния час­тиц по раз­ме­рам и рас­счи­тать удель­ную по­верх­ность час­тиц. Оса­ж­де­ние мо­жет про­ис­хо­дить под дей­ст­ви­ем си­лы тя­же­сти (гра­ви­та­ци­он­ный ме­тод; ис­поль­зу­ют для ис­сле­до­ва­ния гру­бо­дис­перс­ных сис­тем) или цен­тро­беж­ных сил (цен­три­фу­ги­ро­ва­ние, ульт­ра­цен­три­фу­ги­ро­ва­ние – для кол­ло­ид­ных сис­тем или рас­тво­ров по­ли­ме­ров).

Оп­тич. ме­то­ды Д. а. – мик­ро­ско­пия (в т. ч. элек­трон­ная и ульт­ра­мик­ро­ско­пия), не­фе­ло­мет­рия, тур­би­ди­мет­рия и др. – ос­но­ва­ны на ис­сле­до­ва­нии рас­сея­ния (по­гло­ще­ния) све­та дис­перс­ны­ми час­ти­ца­ми. Совр. ва­ри­ан­ты оп­тич. ме­то­дов по­зво­ля­ют в ав­то­ма­тич. ре­жи­ме по­лу­чать разл. функ­ции рас­пре­де­ле­ния, в т. ч. учи­ты­вать фор­му час­тиц. Оп­тич. ме­то­ды при­ме­ня­ют для изу­че­ния строе­ния дис­перс­ных сис­тем, оп­ре­де­ле­ния кон­цен­тра­ции час­тиц дис­перс­ной фа­зы (по­зво­ля­ют, в ча­ст­но­сти, на­блю­дать флук­туа­ции кон­цен­тра­ции, бро­унов­ское дви­же­ние).

Рент­ге­нов­ские ме­то­ды ис­сле­до­ва­ния дис­перс­ных сис­тем ос­но­ва­ны на изу­че­нии рас­пре­де­ле­ния в про­стран­ст­ве и ин­тен­сив­но­сти рас­се­ян­но­го на ана­ли­зи­руе­мом объ­ек­те рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния (ме­тод ма­ло­уг­ло­во­го рент­ге­нов­ско­го рас­сея­ния и др.); в осн. рент­ге­нов­ские ме­то­ды ис­поль­зу­ют для изу­че­ния струк­туры (кри­стал­лич­но­сти, упа­ков­ки мо­ле­кул) час­тиц дис­перс­ной фа­зы; воз­мож­но и оп­ре­де­ле­ние раз­ме­ров час­тиц. Кон­дук­то­мет­рическим ме­то­дом Д. а. из­ме­ря­ют ве­ли­чи­ну им­пуль­сов элек­трического то­ка, воз­ни­каю­ще­го при про­хо­ж­де­нии час­тиц че­рез от­вер­стие в не­про­во­дя­щей пе­ре­го­род­ке; ме­тод по­зво­ля­ет по­лу­чить функ­цию рас­пре­де­ле­ния чис­ла час­тиц по их объ­ё­мам. Диа­метр час­тиц од­но­го раз­мера оп­ре­де­ля­ют, из­ме­ряя ско­рость их диф­фу­зии.

Ве­ли­чи­ну удель­ной меж­фаз­ной по­верх­но­сти оп­ре­де­ля­ют в осн. с по­мо­щью ад­сорб­ци­он­ных ме­то­дов, из­ме­ряя ко­ли­че­ст­во ад­сор­би­ро­ван­но­го на по­верх­но­сти час­тиц ве­ще­ст­ва; од­ним из та­ких ме­то­дов яв­ля­ет­ся ме­тод, ос­но­ван­ный на ис­поль­зо­ва­нии урав­не­ния Бру­нау­эра – Эм­ме­та – Тел­ле­ра (т. н. урав­не­ния БЭТ). Раз­ме­ры пор по­рис­тых ве­ществ оп­ре­де­ля­ют ме­то­дом ка­пил­ляр­ной кон­ден­са­ции силь­но ад­сор­би­рую­щих­ся ве­ществ (см. в ст. Ад­сорб­ция).

Ни­же при­ве­де­ны ин­тер­ва­лы раз­ме­ров час­тиц, со­от­вет­ст­вую­щие гра­ни­цам при­ме­ни­мо­сти разл. ме­то­дов Д. а. (м):

Д. а. име­ет важ­ное прак­тич. зна­че­ние в разл. об­лас­тях нау­ки и пром-сти, по­зво­ляя ис­сле­до­вать свой­ст­ва ши­ро­ко при­ме­няе­мых дис­перс­ных сис­тем (ад­сор­бен­тов, ка­та­ли­за­то­ров, паст, по­рош­ков, сус­пен­зий, эмуль­сий и пр.).