空氣中沒有膠,為何稱氣溶膠,而且還容易爆炸?

說起膠,常識有膠水、黏膠、橡膠等,膠給人的感覺就是黏糊糊而且可以粘住東西。那么人們?nèi)粘kS時可以呼吸的空氣,并沒有感覺黏糊糊,為何科學(xué)上定位空氣也是一種天然的氣溶膠呢?這就首先來源于膠體的基本定義。膠體Colloid,又稱膠狀分散體,是一種較均勻混合物,在膠體中含有兩種不同狀態(tài)的物質(zhì),一種分散相,另一種連續(xù)相。分散質(zhì)的一部分是由微小的粒子或液滴所組成,分散質(zhì)粒子直徑在1到100納米之間的分散系就是膠體。以上這個定義很專業(yè),有點不太容易理解。其實初中化學(xué)就講過,物質(zhì)有混合物和純凈物的分別。比如單一的絕對純水就是純凈物;而普通的水都是混合物,因此純水只有水分子,而普通水里面溶解了各種氣體和固體雜質(zhì),而且還有各種微生物。這里不說純凈物,只說混合物。
混合物的種類也很多,溶液就是典型的混合物。但是溶液一般不是膠體,因為溶液中的固體物質(zhì)已經(jīng)和液體相互充分的混合而產(chǎn)生化學(xué)鍵。但是膠體內(nèi)呈現(xiàn)發(fā)散相的極小的固體顆?;蛘咭后w液滴,和連續(xù)相的液體或者氣體之間并沒有直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。而分散的這些顆粒和液滴又很小。普通空氣本身的主要成分是連續(xù)相的多種氣體分子。自然空氣內(nèi)部又做不到絕對的純凈,里面懸浮著大量的固體顆粒、液滴和各種微生物。它們的顆粒直徑又普遍符合分散相顆粒的標準,因此自然空氣雖然不是給人感覺黏糊糊,但卻是一種標準的氣溶膠物質(zhì)。大氣中的固體、液體、微生物微粒作布朗運動,不因重力而沉降,可懸浮在大氣中長達數(shù)月、數(shù)年之久。 日常的空氣本身都是氣溶膠,因為內(nèi)部或多或少都有懸浮顆粒。

如果一定要尋找人眼看得見的氣溶膠。那么日??梢姷脑?、霧、霧霾,工業(yè)上和運輸業(yè)產(chǎn)生的煙霧;采礦過程和礦石加工過程產(chǎn)生的固體粉塵;糧食加工時所形成的固體粉塵,人造的作戰(zhàn)掩蔽煙幕和釋放的有D刺激氣體,統(tǒng)統(tǒng)都是氣溶膠。氣溶膠微粒能導(dǎo)致太陽光更強的散射,晴天天空呈現(xiàn)天藍色,日出或者落山時呈現(xiàn)紅色和橙色,氣溶膠的作用也是主要的。氣溶膠的質(zhì)點有相當大的比表面和表面能,可以使一些在普通情況下相當緩慢的化學(xué)反應(yīng)進行得非常迅速,甚至可以引起爆炸。如磨細的糖、淀粉、煤粉、金屬粉末等。云爆彈和溫壓彈,其實就是利用了氣溶膠高能而且極為容易瞬間引爆這個特點。原理是在于含碳或者可燃金屬的微小固體和氣體混合顆粒,在相當大的范圍內(nèi)可以和空氣中的氧氣充分的混合,總反應(yīng)面積極大,因此稍微一個火星就會引發(fā)大面積的爆轟效應(yīng),發(fā)出高溫超壓,并且會大面積消耗空氣中的氧氣。

正是因為這個特點,任何云爆彈和溫壓彈爆轟前都有2個步驟,第一就拋灑顆粒形成大面積氣溶膠,第二才是點火爆轟。瀚海狼山(匈奴狼山)認為,日常容易形成危險氣溶膠的,不但是泄露的油庫或者加油站,而面粉加工廠,煤粉加工廠,各種金屬鋁鎂加工的車間,也極其容易形成大面積危險的氣溶膠,因此這些場所都要嚴禁煙火。氣溶膠還容易懸浮微生物顆粒。也是需要重點防護的。