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.

Например, , взвешенный в воде

речной и морской ил, планктон.

Коллоидные системы

трудом.

– это такие

, 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

).