Transcript Приложение 1
Чистые вещества в природе встречаются очень редко . Смеси разных веществ в различных агрегатных состояниях могут образовывать гетерогенные и гомогенные системы – дисперсные системы и растворы.
Дисперсными
называют системы, состоящие из двух или более веществ, причем одно из них равномерно распределено в объеме другого.
Вещество, которое десперирует (“дробится”) и распределяется в объеме другого, называется
Дисперсной фазой
.
Вещество, в объёме которого распределена дисперсная фаза называется
Дисперсионной средой.
Дисперсионна я среда Дисперсная фаза Примеры
Газ Газ Воздух, природный газ (гомогенна смесь)
Дисперсионна я среда Газ Дисперсн ая фаза Примеры Жидкость
Туман, карбюраторна я смесь в двигателях автомобилей (капельки бензина в воздухе), аэрозоли .
Туман
Радуга
Дисперсионная среда Дисперсная фаза
Газ
Примеры
Твёрдое вещество Пыль в воздухе, дым, смог, аэрозоли, самумы (пыльные и песчаные бури), извнржение вулканов
Самум – песчаная буря
Извержение вулкана
Дисперсионна я среда Дисперсная фаза Примеры
Жидкость Газ Вода с раствором О 2, лимонад, пены
Дисперсионная среда Дисперсная фаза
Жидкость Жидкость
Примеры
Эмульсии. Жидкие среды организма (плазма крови, лимфа, пищеварительные соки), жидкое содержимое клеток(цитоплазм, кариоплазма)
1 – плазма крови
Дисперсионная среда
Жидкость
Дисперсная фаза Примеры
Твердое вещество Золи, гели, пасты (кисели, студни, клеи). Речной и морской ил, взвешенные в воде; строительные растворы
Дисперсионная среда Дисперсная фаза
Твердое вещество Газ
Примеры
Снежный наст с пузырьками воздуха нём, почва, текстильные ткани, кирпич и керамика, пористый шоколад
кирпич
Дисперсионная среда Дисперсная фаза
Твердое вещество Жидкость
Примеры
Влажная почва, медицинские и косметические средства
Дисперсионная среда Дисперсная фаза Примеры
Твердое вещество Твердое вещество Горные породы, цветные стекла, некоторые сплавы
Грубодисперсные системы – это взвеси с размерами частиц более 100нм (10 на примере и .
-7 м). Непрозрачные системы, отдельные частицы которых можно заметить невооружённым глазом. Этот класс дисперсных систем можно рассматривать
Эмульсии
(новолат. emulsio, от лат. emulgeo — дою, выдаиваю; одной из первых изученных эмульсий было молоко), состоящие из мелких капель жидкости (дисперсной фазы), распределенных в другой жидкости
(дисперсионной среде). Различают
эмульсии, типа «масло в воде», с каплями неполярной жидкости, например минерального
масла, в полярной (обычно водной) среде, и ,
типа «вода в масле», с каплями полярной жидкости в неполярной среде. Встречаются также «множественные» эмульсии, в которых капли дисперсной фазы являются в то же время и дисперсной средой для более мелких капелек.
Суспензии –
это грубодисперсные системы с твёрдой дисперсной фазой и жидкой дисперсной средой.
Обычно частицы дисперсной фазы настолько велики, что оседают под действием силы тяжести –
седиментируют.
Суспензии, в которых седиментация идёт очень медленно из-за малой разности в плотности дисперсной фазы и дисперсной среды, часто называют
взвесями.
речной и морской ил, планктон.
Коллоидные системы
трудом.
, в которых размер частиц фазы от 100 нм до 1 нм. Эти частицы не видны невооружённым глазом, и дисперсная фаза и дисперсная среда в таких системах отстаиванием разделяется с
Их подразделяют на (коллоидные растворы) и
(студни).
Для гелей характерно явление
синерезиса
самопроизвольного выделения жидкости. явление
синерезиса
косметических и медицинских гелей.
Синерезис
сопровождается уплотнением пространственной структурной сетки и уменьшением объема геля. Именно определяет срок годности пищевых,
СИНЕРЕЗИС
(от греч. synairesis — сжатие, уменьшение), самопроизвольное уменьшение объема студней и гелей, сопровождающееся отделением жидкости. Имеет важное значение в технологии резин химических волокон, пластмасс, при производстве сыра, творога, в хлебопечении.
Связь между гелями и золями отражает характерное свойство последних — коагуляция — выпадение коллоидных частиц в осадок. КОАГУЛЯЦИЯ (от лат. coagulatio — свертывание, сгущение), сцепление частиц дисперсной фазы при их столкновениях в процессе броуновского движения, перемешивании или направленном перемещении в силовом (например, электрическом) поле, введение коагулянтов. Этот процесс наблюдается вследствие объединения коллоидных частиц в более крупные агрегаты. Коагуляция наступает только тогда, когда силы притяжения между частицами превышают силы отталкивания одноименно заряженных частиц фазы.
Золи
(от нем. Sol — коллоидный раствор), предельно высокодисперсные коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой. Золи по традиции иногда называются коллоидными растворами. Частицы дисперсной фазы золей,
мицеллы,
независимо одна от другой участвуют в интенсивном
броуновском движении
и поэтому не оседают под действием силы тяжести. Их размеры обычно не выходят за пределы 10 -5 10 -7
см.
Золи – коллоидная система с изолированными друг от друга частицами фазы; если дисперсная фаза – газ, то
это , если жидкость – то лио- или (в
случае воды). называют дисперсные
системы с твёрдой дисперсной средой (например, рубиновые стёкла).
Аэрозоли – взвеси в газе (например, в воздухе) мелких частиц жидкостей или твёрдых веществ. Различают пыли, дымы, туманы. Первые два типа аэрозолей представляют собой взвеси твёрдых частиц в газе (более крупные частицы в пылях), последний – взвесь мелких капелек жидкости в газе. Например, природные аэрозоли: туман , грозовые тучи – взвесь в воздухе капелек воды, дым – мелких твёрдых частиц.
Аэрозоли играют важную роль в природе, быту и
производственной деятельности человека. ,
обработка полей химикатами, и прочее –
примеры тех явлений и процессов, где аэрозоли приносят пользу.
Для химии наибольшее значение имеют дисперсные системы, в которых средой является вода и жидкие растворы.
Система из мельчайших частиц жидкости, равномерно распределённых в газовой (воздушной) среде называют
гидрозолями.
Примерами могут послужить туман, попутный газ с капельками нефти, карбюраторная смесь в двигателях автомобилей (капельки бензина в воздухе), .
Система из мельчайших твёрдых частиц, равномерно распределённых в газовой (воздушной) среде называют
твёрдыми золями.
Примерами могут послужить, пыль в воздухе, дым, смог, самумы (пыльные и песчаные бури),
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:
Na
2
SiO
3
+ 2HCl = H
2
SiO
3
+ 2NaCl
Золь образуется и при гидролизе хлорида железа (III) в горячей воде.
FeCl
3
+ 3H
2
O = Fe(OH)
3
+ 3HCl
Коллоидные растворы внешне похожи на истинные растворы.
Коллоидные растворы внешне похожи на истинные растворы. Их отличают от последних по образующейся «светящейся дорожке» - конусу при пропускании через них луча света. Это явление называется эффектом
Тиндаля:
Более крупные, чем в истинном растворе, частицы дисперсной фазы золя отражет свет от видимой поверхности, и наблюдатель видит в сосуде с коллоидным раствором светящийся конус.
Гели
– это коллоидные системы с соприкасающимися коллоидными частицами. Это студенистые тела, механические свойства которых в большей или меньшей степени подобны механическим свойствам твёрдых тел. Частицы дисперсной фазы соединены между собой в рыхлую пространственную сетку, которая содержит в своих ячейках дисперсионную среду, лишая текучести всю систему в целом
, , мармелад , зефир желе , , .
Гель для душа, после бритья,
Опал, , , Хрящи, сухожилия, волосы, ткани.
пасты.
.
Для гелей характерно явление выделения жидкости.
синерезиса
– самопроизвольного ,
Раствором
называют гомогенную систему, состоящую из двух и более веществ.
Раствор
– гомогенная (однородная) система, состоящая из частиц растворённого вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.
Растворы всегда однофазны, то есть представляют собой однородный газ, жидкость или твёрдое вещество.
Растворы называют
истинными
, если требуется подчеркнуть их отличие от коллоидных растворов Растворы подразделяют на:
Молекулярные
– это водные растворы неэлектролитов – органических веществ ( , глюкозы, сахарозы и т.д.)
Молекулярно-ионные
– это растворы слабых электролитов (азотистой, сероводородной кислот и др.)
Ионные
– это растворы сильных электролитов (щелочей, солей, кислот – NaOH, K
2
SO
4
, HNO
3
, HClO
4