Dispersion (Chemie)
Eine Dispersion ist in der Chemie ein heterogenes Gemisch aus mindestens zwei Stoffen, die sich nicht oder kaum ineinander lösen oder chemisch miteinander verbinden. In der Regel handelt es sich dabei um Kolloide.
Dabei wird ein Stoff (dispergierte Phase, disperse Phase, innere Phase oder Nebenphase) möglichst fein in einem anderen Stoff (Dispersionsmittel, Dispersionsmedium, Dispergens, kontinuierliche Phase, äußere Phase oder Hauptphase) verteilt.
Die einzelnen Phasen können dabei deutlich voneinander abgegrenzt werden und in der Regel durch physikalische Methoden wieder voneinander getrennt werden (z. B. Filtrieren, Zentrifugieren), oder entmischen sich von selbst (Sedimentieren).
Dispersionsarten/disperse Systeme
Entsprechend dem Aggregatzustand der beteiligten Phasen werden Dispersionen folgendermaßen unterschieden:
| Bezeichnung | disperse Phase (Stoff) in |
kontinuierliche Phase (Dispersionsmedium) dispergiert |
Beispiel |
|---|---|---|---|
| Feststoffgemisch/ -gemenge | Feststoff | Festkörper | Granit, Konglomerat (Gestein), Kies im Beton, Pigmente in ausgehärteten Anstrichen, |
| Suspension | Festkörper | Flüssigkeit | Kalkmilch, Scheuermilch, naturtrüber Apfelsaft, Marmelade, Kakao (Getränk), Gletschermilch |
| Aerosol | Feststoff | Gas | Rauch, Feinstaub in der Luft, Sandstrahlen, Sandsturm, Pyroklastischer Strom, Schneefall |
| Einschluss | Flüssigkeit | Festkörper | nasser Badeschwamm, Trübung in Bernstein, feuchter poröser Backstein |
| Emulsion | Flüssigkeit | Flüssigkeit | Milch, Butter, Hautcreme, Sonnenmilch |
| Aerosol | Flüssigkeit | Gas | Nebel, Regen, Wolken |
| poröser Körper, fester Schaum |
Gas | Feststoff | Schaumstoff, diffusionsoffener Baustoff, Luftblasen in Eis |
| Schaum | Gas | Flüssigkeit | Seifenschaum, ausperlender Sekt, Colaschaum, Löschschaum, siedendes Wasser im Mikrowellenherd |
Ein Gemisch von Gasen ist immer homogen und daher keine Dispersion. Setzt sich beispielsweise schweres Kohlendioxid aus einem Luftgemisch am Boden ab, so entsteht eine Inhomogenität, aber keine heterogene Dispersion.
| Bezeichnung | disperse Phase (Stoff) in |
kontinuierliche Phase (Dispersionsmedium) dispergiert |
Beispiel |
|---|---|---|---|
| Biofluid | Erythrozyten | Flüssigkeit | Blut |
| Biokolloid | Apatit | Kollagen | Knochen |
| Gel | Makromoleküle | Lösungsmittel | Leim, Gel |
| Mizellen | Aggregate | Flüssigkeit | Seife, Farbstoffe |
Zweiphasige Dispersionen führen zu folgender Übersicht:
| disperse Phase | ||||
|---|---|---|---|---|
| flüssig | gasförmig | fest | ||
| D i s p e r s i o n s m e d i u m |
flüssig | l in l Emulsion |
g in l Schaum |
s in l Suspension |
| gasförmig | l in g Aerosol, flüssig (Nebel) |
g in g Gasmischung keine Dispersion |
s in g Aerosol, fest Rauch | |
| fest | l in s poröser Festkörper (fester Schaum, durchfeuchtet) |
g in s poröser Festkörper (fester Schaum), trocken |
s in s feste Mischung gefügedicht | |
Einteilung nach Teilchengröße der dispersen Phase
Die disperse Phase lässt sich nach ihrer Teilchengröße wie folgt einteilen:
Bezeichnung Teilchengröße Beispiel molekular dispers gelöst < 1 nm echte Lösung / fluide Phasen kolloid dispers gelöst 1 nm bis 1 µm Proteinlösungen grob dispers gelöst > 1 µm Milchfettkügelchen
Sind in einer Dispersion alle Teilchen von derselben Größe, spricht man von einem monodispersen System.
Literatur
- A. F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007. ISBN 978-3-11-017770-1.
- G. Lagaly, O. Schulz, R. Zimehl: Dispersionen und Emulsionen, Steinkopff, Darmstadt 1997. ISBN 3-7985-1087-3.