1.5.1 Виды дисперсных систем. Практическое значение растворов. 1 1 Виды дисперсных систем. Практическое значение растворов. Коллоидные растворы (2ч) 11 урок
 Скачать 323 Kb.
|
|
1.5.1 Виды дисперсных систем. Практическое значение растворов. Коллоидные растворы (2ч) - 11 урок ПЛАН 1. Понятие о дисперсных системах. Классификация. 2. Виды дисперсных систем: грубодисперсные системы (суспензии и эмульсии), коллоидные и истинные растворы. 3. Растворы ПОНЯТИЕ О ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ Дисперсной называется система, состоящая из двух или более веществ, причем одно из них в виде очень маленьких частиц равномерно распределено в объеме другого. То вещество, которое присутствует в меньшем количестве и распределено в объеме другого, называют дисперсной фазой. Она может состоять из нескольких веществ. Вещество, присутствующее в большем количестве, в объеме которого распределена дисперсная фаза, называют дисперсионной средой. И дисперсную среду, и дисперсную фазу могут представлять вещества, находящиеся в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. В зависимости от сочетания агрегатного состояния дисперсной среды и дисперсной фазы можно выделить 9 видов таких систем. Дисперсионная среда Дисперсная фаза Примеры некоторых природных и бытовых дисперсных систем Газ Газ Всегда гомогенная смесь (воздух, природный газ) Жидкость Туман, попутный газ с капельками нефти, карбюраторная смесь в двигателях автомобилей (капельки бензина в воздухе), аэрозоли Твердое вещество Пыли в воздухе, дымы, смог, самумы (пыльные и песчаные бури), аэрозоли Жидкость Газ Шипучие напитки, пены Жидкость Эмульсии. Жидкие среды организма (плазма крови, лимфа, пищеварительные соки), жидкое содержимое клеток (цитоплазма, кариоплазма) Твердое вещество Золи, гели, пасты (кисели, студни, клеи). Речной и морской ил, взвешенные в воде; строительные растворы Твердое вещество Газ Снежный наст с пузырьками воздуха в нем, почва, текстильные ткани, кирпич и керамика, поролон, пористый шоколад, порошки Жидкость Влажная почва, медицинские и косметические средства (мази, тушь, помада и т. д.) Твердое вещество Горные породы, цветные стекла, некоторые сплавы По величине частиц дисперсной фазы дисперсные системы подразделяются на грубодисперсные системы, коллоидные растворы, истинные растворы. 1. Грубодисперсные системы (гетерогенные системы) или взвеси. Размер частиц 10- 5 -10- 7 м. Их характерное свойство: неустойчивость. Частицы видны невооруженным глазом. Взвешенные частицы либо оседают, либо всплывают на поверхность в зависимости от соотношения плотностей. Различают суспензии - дисперсная фаза твердое вещество и эмульсии - дисперсная фаза - маслянистая жидкость. 2. Коллоидные растворы: микрогетерогенная система. Частицы не видны невооруженным глазом: 10- 7 -10- 9 м. Эти частицы не видны невооруженным глазом, и дисперсная фаза и дисперсная среда в таких системах отстаиванием разделяются с трудом. Их подразделят на золи (коллоидные растворы) и гели (студни). Коллоидные растворы, или золи. Это большинство жидкостей живой клетки (цитоплазма, ядерный сок – кариоплазма, содержимое органоидов и вакуолей). И живого организма в целом (кровь, лимфа, тканевая жидкость, пищеварительные соки и т.д.) Такие системы образуют клеи, крахмал, белки, некоторые полимеры. Коллоидные растворы могут быть получены в результате химических реакций; например, при взаимодействии растворов силикатов калия или натрия (“растворимого стекла”) с растворами кислот образуется коллоидный раствор кремниевой кислоты. Золь образуется и при гидролизе хлорида железа (III) в горячей воде. Характерное свойство коллоидных растворов – их прозрачность. Коллоидные растворы внешне похожи на истинные растворы. Их отличают от последних по образующейся “светящейся дорожке” – конусу при пропускании через них луча света. Это явление называют эффектом Тиндаля. Более крупные, чем в истинном растворе, частицы дисперсной фазы золя отражают свет от своей поверхности, и наблюдатель видит в сосуде с коллоидным раствором светящийся конус. В истинном растворе он не образуется. Частицы дисперсной фазы коллоидных растворов нередко не оседают даже при длительном хранении из-за непрерывных соударений с молекулами растворителя за счет теплового движения. Они не слипаются и при сближении друг с другом из-за наличия на их поверхности одноименных электрических зарядов. Это объясняется тем, что вещества в коллоидном, т.е., в мелкораздробленном, состоянии обладают большой поверхностью. На этой поверхности адсорбируются либо положительно, либо отрицательно заряженные ионы. Например, кремниевая кислота адсорбирует отрицательные ионы SiO 3 2- , которых в растворе много вследствие диссоциации силиката натрия: Частицы же с одноименными зарядами взаимно отталкиваются и поэтому не слипаются. Но при определенных условиях может происходить процесс коагуляции. При кипячении некоторых коллоидных растворов происходит десорбция заряженных ионов, т.е. коллоидные частицы теряют заряд. Начинают укрупняться и оседают. Тоже самое наблюдается при приливании какого-либо электролита. В этом случае коллоидная частица притягивает к себе противоположно заряженный ион и ее заряд нейтрализуется. Коагуляция – явление слипания коллоидных частиц и выпадения их в осадок – наблюдается при нейтрализации зарядов этих частиц, когда в коллоидный раствор добавляют электролит. При этом раствор превращается в суспензию или гель. Некоторые органические коллоиды коагулируют при нагревании (клей, яичный белок) или при изменении кислотно-щелочной среды раствора. Гели или студнипредставляют собой студенистые осадки, образующиеся при коагуляции золей. К ним относят большое количество полимерных гелей, столь хорошо известные вам кондитерские, косметические и медицинские гели (желатин, холодец, мармелад, торт “Птичье молоко”) и конечно же бесконечное множество природных гелей: минералы (опал), тела медуз, хрящи, сухожилия, волосы, мышечная и нервная ткани и т.д. Историю развития на Земле можно одновременно считать историей эволюции коллоидного состояния вещества. Со временем структура гелей нарушается (отслаивается) – из них выделяется вода. Это явление называют синерезисом. 3. Истинные растворы - гомогенная система. Частицы размером менее 10- 9 м система устойчивая. Тот компонент, который обычно количественно преобладает и находится в том же агрегатном состоянии, что и образующийся раствор, называется растворителем. Диспергированное вещество называется растворенным веществом. Растворы однородны на молекулярном уровне, поэтому растворы напоминают химические соединения и отличаются от механических смесей. С другой стороны, растворы не имеют строго определенного состава и этим отличаются от химических соединений. |