1. Đặc điểm.
Hệ phân tán keo và thô trong môi trường khí gọi là sol khí hoặc aerosol.
Aerosol là hệ rất loãng, độ phân tán thấp, độđa phân tán cao, môi trường có độ nhớt rất nhỏ. Tương tác giữa hạt phân tán và môi trường không đáng kể nên lớp điện kép ở bề mặt hạt không hình thành. Trong hệ chuyển động Brao rất mạnh, sự sa lắng rất nhanh so với hệ
phân tán trong môi trường lỏng.
Aerosol gồm sương mù, khói, bụi và loại hỗn hợp giữa chúng với nhau. Sương mù là hệ gồm các giọt lỏng phân tán trong môi trường khí. Khói là hệ các hạt rắn phân tán trong môi trường khí. Bụi thuộc loại khói nhưng hạt rắn ởđây lớn hơn so với hạt rắn trong khói. Nếu khói là khí thải công nghiệp thì đó là hệ phân tán phức tạp gồm các hạt rắn, hạt lỏng, bụi và khí thải.
Trong aerosol người ta chấp nhận kích thước các hạt như sau: khói gồm các hạt kích thước khoảng 10-7đến 10-3cm. Bụi gồm các hạt khoảng 10-3. Sương mù gồm các hạt có kích thước khoảng 10-5đến 10-3 cm.
Sau đây là kích thước các loại hạt thường gặp trong tự nhiên và sản xuất: Sương mù Kích thước hạt (cm): 5.10-5 Mây tầng 10-4÷10-3 Mây mưa 10-3÷10-2 H2SO4 (mù) 10-4÷10-3 ZnO 5.10-6 Khói thuốc lá 10-5÷10-4 Khói lò 10-5÷10-2 P2O5 (khói) 5.10-4÷10-4
Kích thước các hạt rất khác nhau phụ thuộc vào nguồn gốc và điều kiện tạo ra chúng. Các hạt lỏng thì dạng hình cầu, các hạt rắn thì đa dạng chúng có thể kết dính vào nhau tạo những hạt có kích thước lớn hơn.
Trong aerosol các hạt không có lớp điện kép nhưng có thể tích điện (không lớn) do hạt hấp thụ năng lượng bức xạ hoặc hấp phụ ion trong không khí. Trong chế tạo điện tích aerosol do điều kiện sản xuất tạo cho nó. Các aerosol kim loại hoặc oxit kim loại thường tích điện âm, còn phi kim và oxit của chúng tích điện dương. Ví dụ:
Aerosol Dấu điện tích Aerosol Dấu điện tích Fe2O3 - SiO2 + MgO - P2O5 + Zn - NaCl + ZnO - Than + Bột mỳ - Tinh bột + 2. Một số tính chất hoá keo của hệ.
Hệ aerosol có tính quang học tương tự hệ keo môi trường lỏng. Ở aerosol sự khuếch tán ánh sáng rõ rệt hơn do chiết suất giữa chất phân tán và môi trường rất chênh lệch nhau. Hệ
aerosol có một số hiện tượng khác với hệ lyosol. Đó là hiện tương nhiệt di, nhiệt sa lắng, quang di.
Nhiệt di là hiện tượng các hạt aerosol xa rời vật nóng. Nhiệt sa lắng là sức sa lắng của các hạt lên những phần lạnh hơn của bề mặt vật được đốt nóng không đều (ví dụ: bụi thường tập trung ở trên vách, trên trần của lò, hoặc mặt sau của các máy phát ánh sáng, bóng đèn…)
Nhiệt di và nhiệt sa lắng có quan hệ với kích thước (r) của hạt và bước sóng (λ) của bức xạ.
Nếu λ >> r thì các phân tử khí bay với tốc độ lớn hơn ở phía hạt nóng hơn, điều đó có tác dụng cho các hạt xung quanh theo chiều giảm nhiệt độ. Còn nếu λ<<r thì trong trường gradien nhiệt độ, chuyển động của hạt cũng xẩy ra theo chiều giảm nhiệt độ. Hai hiện tượng trên có ý nghĩa lớn trong sự vận chuyển các aerosol trong khí quyển. Nhiệt di làm cho aerosol từ miềm nóng vào miền lạnh, còn nhiệt sa lắng làm cho aerosol sa lắng ở phần lạnh hơn, tạo
điều kiện cho sự ngưng tụ hoặc keo tụ thành hạt lớn hơn và rơi xuống (thành mưa).
Quang di là sự di chuyển các hạt aerosol khi hạt được chiếu sáng ở một phía, đó là trường hợp riêng của nhiệt di. Các hạt không trong suốt chuyển động theo hướng đi của tia sáng, đó là quang di dương. Đối với hạt trong suốt thì có hiện tượng quang di âm nghĩa là hạt
chuyển dịch về phía nguồn sáng, do lúc này phía sau hạt được hâm nóng bởi các tia khúc xạ
trong hạt mạnh hơn so với phía trước hạt.
Nhiệt di, nhiệt sa lắng, quang di là những hiện tượng liên quan đến tính động học phân tử chỉđặc trưng cho hệ aerosol.
Các hạt có chuyển động Brao rất mạnh, nhưng độ nhớt cuả môi trường rất nhỏ và kích thước hạt lại thô, nên hệ aerosol không bền vững, dễ sa lắng. Hạt có kích thước lớn thì tốc độ
sa lắng lớn, các hạt nhỏ thì chuyển động rất mạnh nên dễ và chạm vào nhau và liên kết lại thành những hạt lớn hơn. Vì thếở hệ aerosol có nồng độ cao thời gian keo tụ một nửa rất nhỏ,
ở các hệ aerosol loãng thì thời gian keo tụ một nửa rất lớn.
Vậy aerosol loãng là hệ rất bền. Các hạt có kích thước hạt 10-5đến 10-4cm có nồng độ
cao nhất ở độ cao 18km trong khí quyển, chúng lơ lửng ở đó từ 3 đến 22 ngày làm tăng rất mạnh tính đục của khí quyển.
Có thể phá vỡ aerosol bằng cách thay đổi tốc độ và chiều của dòng aerosol bằng cách lọc, bằng tác dụng sóng siêu âm. thêm mầm ngưng tụ, tác dụng của điện trường…
Aerosol tự nhiên có ý nghĩa lớn trong thiên văn, trong nông nghiệp. Chúng là một yếu tố quyết định đến chế độ mưa, khí hậu, thời tiết. Các hiện tượng mưa tuyết, phóng điện khi giông tố, cầu vồng… là do hệ aerosol trong khí quyển. Hệ aerosol sinh ra do khí thải công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nên cần phải được khắc phục.