aerosol
aerosol

Disperzní soustava s plynným disperzním prostředím a tuhým nebo kapalným disperzním podílem (označení „sol“ se zde používá i v případech kdy stupeň disperzity systému je nižší než koloidní).
Přírodní aerosoly - oblaka a mlhy - mají velký význam v  meteorologii a zemědělství, neboť určují srážky a do značné míry podmiňují klima jednotlivých oblastí; déšť, sníh, bouře, duha jsou určovány přítomností aerosolů v atmosféře. Také v biologii mají aerosoly významnou funkci: rostlinný pyl, spóry bakterií a plísní se v přírodě přenášejí ve formě aerosolů. V některých případech jsou aerosoly záměrně připravovány, např. při zplyňování tuhých nebo kapalných paliv nebo při nanášení barev a laků, v zemědělství (rozprašování insekticidů, fungicidů a herbicidů), v lékařství apod., ale jejich vznik bývá nejčastěji nežádoucím jevem. Protože přirozená koagulace ani sedimentace k odstranění aerosolů často nestačí, je nutno je odstraňovat uměle ( rozrušování aerosolu).

Rozdělení aerosolů
Aerosoly bývají rozdělovány podle skupenství disperzního podílu na

Stabilita aerosolů
Částice aerosolu nejsou obklopeny kapalinou, ale plynem a na disperzních částicích se proto nemůže tvořit elektrická dvojvrstva. Za určitých podmínek mohou však být elektricky nabité. Jejich náboj není obvykle velký a není stejného znaménka u všech částic. Umělé nabití částic nábojem stejného znaménka sice zabraňuje jejich agregaci při srážkách, ale vlivem odpudivých elektrostatických sil se zvýší počet nárazů částic na stěny nádoby, kde se usazují. Aerosoly jsou tedy obvykle agregátně nestálé systémy. I když při velkém stupni disperzity mají dostačující sedimentační stabilitu, vždy v nich probíhá koagulace, která není příliš rychlá jen díky tomu, že koncentrace disperzních částic je většinou o několik řádů nižší než u lyosolů.
Protože téměř každá srážka dvou částic mlhy nebo dýmu vede k  agregaci, lze pro popis kinetiky koagulace aerosolů použít Smoluchowského vztahy pro rychlou koagulaci. Koagulaci aerosolů je možno urychlit zahřátím. Koagulaci rovněž napomáhá anizometrický tvar částic nebo přítomnost nesouhlasně nabitých částic.
V těkavých aerosolech se rozměry částic mohou v malé míře měnit i v důsledku rozdílných tenzí páry disperzního podílu nad velkými a malými částicemi (viz Kelvinova rovnice), což vede ke zvětšování velkých částic na úkor vypařování drobnějších.

Vlastnosti aerosolů
Velikost disperzních částic aerosolů se pohybuje v širokém rozmezí (obr. 1), přičemž značně závisí na způsobu vzniku aerosolu i na vnějších podmínkách a má velký význam pro sedimentační i agregátní stálost aerosolu. Částice prachů mají obvykle mnohem větší rozměry než částice dýmů a mlh. Koncentrace disperzních částic bývá v aerosolech podstatně menší než v lyosolech; asi 1011 až 1011 částic v 1 m3. Tvar částic aerosolů závisí na skupenství disperzního podílu. V mlhách mají kapky kulový tvar; srážka kapiček vede obvykle ke koalescenci a tvorbě rozměrnějších kapek. Tuhé částice dýmů mohou být např. jehlicovité, destičkovité nebo hvězdicovité; často se vyskytují řetězovité agregáty primárních částic.
Obr. 1 Velikost částic vyskytujících se v ovzduší
Optické vlastnosti aerosolů, především rozptyl světla, se v důsledku rozdílu hustot a indexů lomu disperzního podílu a disperzního prostředí, projevují velmi výrazně. Systémy s částicemi menšími než vlnová délka světla jsou průhledné, jeví opalescenci, řídí se Rayleighovou rovnicí, se strany se jeví modravé, v procházejícím světle červenavě žluté. Jsou-li přítomny i částice větší než střední volná dráha molekul plynu, nastávají odchylky od Rayleighovy rovnice a aerosol jeví zřetelný zákal a v silnějších vrstvách je zcela neprůhledný. Při použití infračerveného světla o dostatečně dlouhé vlnové délce, nastává opět jen rozptyl světla a aerosol může být pro takové záření průhledný.
Elektrické vlastnosti aerosolů se značně liší od vlastností systémů s kapalným disperzním prostředím, zvláště od hydrosolů, neboť v plynném prostředí většinou nevzniká elektrická dvojvrstva, náboj částic aerosolu je do jisté míry náhodný a závisí na příčinách, které ho vyvolaly. Aerosol obvykle obsahuje vedle sebe částice nenabité i nabité, které nesou různě velké náboje různých znamének. Neplatí přímá závislost mezi a velikostí částice a jejího náboje; náboj částice však bývá tím větší, čím větší jsou její rozměry.
Částice mohou získat náboj
Kinetické vlastnosti aerosolů se řídí stejnými principy jako vlastnosti lyosolů; podstatně nižší koncentrace disperzních částic v aerosolu, hustota a kapalného a plynného disperzního prostředí jsou však příčinou výrazných odlišností.
Difuzní koeficient v aerosolech je díky nižší viskozitě disperzního prostředí mnohem větší než v lyosolech a pro disperzní částice značně menší než střední volná dráha molekul plynného prostředí je difúzní koeficient nepřímo úměrný nikoliv prvé, ale druhé mocnině poloměru částice.
Sedimentační rychlost v aerosolech je vlivem většího rozdílu hustot a menší viskozity disperzního prostředí větší než v lyosolech. U malých částic vyrovnává tepelný pohyb účinky sedimentace a to napomáhá ustavení sedimentační rovnováhy. V přírodě i v průmyslu se však vzduch stále promíchává tepelnými konvekčními proudy, což sedimentaci aerosolů značně zpomaluje.
Vlivem teplotního spádu se v aerosolech projevuje termoforéza, fotoforéza, popř. termoprecipitace.
Chemická reaktivita je vzhledem k velké disperzitě a tedy obrovské ploše fázového rozhraní vysoká. Exotermní chemické reakce, zvláště oxidace, probíhající na rozhraní mezi částicemi a plynným disperzním prostředím, mohou dosáhnout velikých rychlostí, což může vést až k výbuchu.
Vzhledem k velkému množství kyslíku adsorbovaného na povrchu dispergovaných částicích a díky malé tepelné vodivosti aerosolu (pomalý odvod reakčního tepla, který způsobí místní přehřátí) mohou hořet i látky, které v kompaktní formě se vzduchem nereagují (např. mouka, cukr, síra, pyroforické kovy). Výbuchy aerosolů jsou nebezpečnější než výbuchy plynů, neboť při reakci tuhé látky za vzniku plynných produktů dochází k podstatně větším objemovým změnám než při reakcích v plynné fázi.

Vznik a příprava aerosolů
Aerosoly mohou vznikat
  Grafy souvislostí do úrovně:      I graf      II graf