COLEGIUL DE COMERȚ ȘI ECONOMIC KALININGRAD

ramură a bugetului statului federal

instituţie de învăţământ de învăţământ profesional superior

ACADEMIA RUSĂ A ECONOMIEI PUBLICE ŞI SERVICIULUI PUBLIC

sub PREŞEDINTELE FEDERATIEI RUSE

Rezumat de referință

Subiect: „Sisteme dispersate”

Kaliningrad, 2013

Subiect: „Sisteme dispersate”

Sistemele dispersate sunt sisteme formate din multe particule mici distribuite într-un mediu lichid, solid sau gazos.

Sistemul dispersat include două componente obligatorii - acestea suntfaza dispersata - substanta fundamentalamediu de dispersie - substanta in care este distribuita faza dispersata.
Toate sistemele de dispersie sunt caracterizate de două caracteristici principale:

Dispersie mare.

Eterogenitate.

Sisteme disperse

Fin dispersat

sisteme coloide

Aproximativ dispersat

Suspensii Zoli True

Emulsii Geluri

Aerosoli

Clasificarea sistemelor disperse

După starea de agregare a fazelor

Atat mediul de dispersie cat si faza dispersata pot fi reprezentate de substante in diverse stari de agregare - solida, lichida si gazoasa.În funcție de combinația dintre starea de agregare a mediului de dispersie și faza dispersată, se pot distinge 9 tipuri de astfel de sisteme.

Principalele tipuri de sisteme dispersate

Mediu de dispersie

După dimensiunea particulelor

În funcție de gradul de dispersie, sistemele sunt împărțite în tipuri

Particule grosiere cu o rază a particulei mai mare de 100 nm

Dispersat coloidal (soluri) cu o dimensiune a particulei de 100 nm până la 1 nm.

Soluții moleculare sau ionice cu o dimensiune a particulelor mai mică de 1 nm.

sisteme grosiere.

emulsii (atât mediul cât și faza sunt lichide insolubile unul în celălalt, în care unul dintre lichide este suspendat în celălalt sub formă de picături). Acestea sunt laptele, limfa, vopselele pe bază de apă, smântâna, maioneza, înghețata etc.;

Suspensii (mediul este un lichid, iar faza este un solid insolubil în el). Acestea sunt soluții de construcție (de exemplu, „lapte de var” pentru văruit), nămol de râu și mare suspendat în apă, supă piure.

Aerosoli - sisteme dispersate, al căror mediu de dispersie este un gaz, iar faza dispersată poate fi particule solide sau picături lichide. Distingeți între praf, fum, ceață. Primele două tipuri de aerosoli sunt suspensii de particule solide într-un gaz (particule mai mari în praf), ultimul este o suspensie de mici picături lichide într-un gaz. Bioaerosoli - polen și spori de plante.

spumă - sisteme grosiere foarte concentrate în care mediul de dispersie este lichid, iar faza dispersată este gazoasă.

Pulberi – faza dispersată este solidă, iar mediul de dispersie este gaz.

Sistemele dispersate grosier sunt instabile.

sisteme coloide

sisteme coloide - acestea sunt sisteme dispersate în care dimensiunea particulelor fazei este de la 100 la 1 nm. Aceste particule nu sunt vizibile cu ochiul liber, iar faza dispersată și mediul de dispersie în astfel de sisteme sunt separate prin decantare cu dificultate. Ele sunt subdivizate însoluri (soluții coloidale) șigeluri(jeleuri). 1. Soluții coloidale, sausoluri . Aceasta este majoritatea fluidelor unei celule vii (citoplasmă, suc nuclear, conținutul de organele și vacuole) și a unui organism viu în ansamblu (sânge, limfa, lichid tisular, sucuri digestive). Astfel de sisteme formează adezivi, amidon, proteine ​​și unii polimeri. Soluțiile coloidale sunt în exterior similare cu soluțiile adevărate. Ele se disting de acestea din urmă prin „calea luminoasă” rezultată - un con atunci când un fascicul de lumină trece prin ele.Acest fenomen se numește efect Tyndall. Mai mari decât într-o soluție adevărată, particulele din faza dispersată a solului reflectă lumina de la suprafața lor, iar observatorul vede un con luminos într-un vas cu o soluție coloidală. Nu se formează într-o soluție adevărată. Un efect similar, dar numai pentru un aerosol, mai degrabă decât un coloid lichid, poate fi observat în cinematografe atunci când un fascicul de lumină de la o cameră de film trece prin aerul sălii de cinema. Particulele din faza dispersată a soluțiilor coloidale adesea nu se depun chiar și în timpul depozitării pe termen lung din cauza ciocnirilor continue cu moleculele de solvent din cauza mișcării termice. Nu se lipesc împreună atunci când se apropie unul de celălalt din cauza prezenței unor sarcini electrice similare pe suprafața lor. Dar, în anumite condiții, poate apărea procesul de coagulare.Coagulare - fenomenul de aderență a particulelor coloidale și de precipitare a acestora - se observă atunci când sarcinile acestor particule sunt neutralizate, când se adaugă un electrolit în soluția coloidală. În acest caz, soluția se transformă într-o suspensie sau gel. Unii coloizi organici se coagulează la încălzire (clei, albuș de ou) sau când mediul acido-bazic al soluției se modifică. 2. geluri, sau jeleuri, care sunt precipitate gelatinoase formate în timpul coagulării solurilor. Printre acestea se numără un număr mare de geluri polimerice, geluri de cofetărie, cosmetice și medicale atât de bine cunoscute de tine (gelatina, aspic, jeleu, marmeladă, prăjitură cu lapte de pasăre) și, bineînțeles, un număr infinit de geluri naturale: minerale (opal), corpuri de meduză, cartilaje, tendoane, păr, mușchi și țesuturi nervoase etc. În timp, structura gelurilor este ruptă - apa este eliberată din ele. Acest fenomen se numeștesinereza.

Soluții

Soluție - un sistem omogen (omogen) format din particule dintr-un dizolvat, un solvent și produsele interacțiunii lorSoluțiile sunt întotdeauna monofazate, adică sunt un gaz omogen, lichid sau solid. Acest lucru se datorează faptului că una dintre substanțe este distribuită în masa celeilalte sub formă de molecule, atomi sau ioni (dimensiunea particulelor mai mică de 1 nm). Soluțiile sunt numite adevărate dacă este necesar să se sublinieze diferența dintre soluțiile coloidale.

masa

Exemple de sisteme disperse

Mediu de dispersie

Întrebări pentru autoexaminare

Ce se numește sistem dispersat, fază, mediu? Cum să relaționăm dispersia cu dimensiunea particulelor? Ce sisteme disperse sunt coloidale? Ce este coagularea și ce factori o cauzează? Care este semnificația practică a coagulării? Ce este o suspendare? Care sunt principalele proprietăți ale suspensiilor? Ce este o emulsie și cum poate fi spartă? Unde se folosesc aerosolii? Care sunt metodele de distrugere a aerosolilor?

Măsuri de siguranță atunci când lucrați cu lămpi cu alcool

Când lucrați cu lămpi cu alcool, trebuie respectate regulile de siguranță.

Este necesar să se folosească lampa cu spirt numai în scopul indicat în pașaportul său tehnic.

Este interzisă alimentarea lampii cu spirt în apropierea dispozitivelor cu flacără deschisă.

Nu umpleți lampa cu spirt cu combustibil mai mult de jumătate din volumul rezervorului.

Nu mutați și nu purtați o lampă cu spirit cu fitil care arde.

Umpleți lampa cu spirt numai cu alcool etilic.

Stingeți flacăra lămpii cu spirit numai cu un capac.

Nu păstrați pe biroul unde se folosește lampa cu spirt, substanțe și materiale inflamabile care se pot aprinde în urma expunerii de scurtă durată la o sursă de aprindere cu energie termică scăzută (flacără de chibrit, lampă cu alcool).

Când lucrați, nu înclinați lampa cu spirt și, dacă apare o astfel de nevoie, utilizați lămpi cu spirt care funcționează în poziție înclinată (lămpi cu spirt fațetate).

Dacă lampa cu spirt se răstoarnă și varsă alcool arzător pe masă, acoperiți imediat lampa cu spirt cu o cârpă groasă și, dacă este necesar, folosiți un stingător pentru a stinge flacăra.

Camera în care se efectuează lucrul cu lampa cu alcool (lămpi cu alcool) trebuie să fie echipată cu echipament primar de stingere a incendiilor, de exemplu, un stingător cu pulbere marca OP-1 sau OP-2.

Literatură

IAD. Zimon „Chimie coloidală distractivă”, Moscova, „Agar”, 2008 PE. Zharkikh „Chimie pentru colegii economice”, Rostov-on-Don, „Phoenix”, 2008 Chimie fizică și coloidală în alimentația publică, Moscova, Alfa - M 2010. E.A. Arustamov „Managementul naturii”, Moscova, „Dashkov și K”, 2008. http://en.wikipedia.org http://festival.1september.ru/articles/575855/

Majoritatea substanțelor din jurul nostru sunt amestecuri de diverse substanțe, așa că studiul proprietăților lor joacă un rol important în dezvoltarea chimiei, medicinei, industriei alimentare și a altor sectoare ale economiei naționale. Articolul tratează întrebările despre care este gradul de dispersie și cum afectează acesta caracteristicile sistemului.

Ce sunt sistemele disperse?

Înainte de a trece la o discuție asupra gradului de dispersie, este necesar să se clarifice la ce sisteme se poate aplica acest concept.

Imaginați-vă că avem două substanțe diferite care pot diferi una de cealaltă în compoziția chimică, de exemplu, sare de masă și apă pură, sau în starea de agregare, de exemplu, aceeași apă în stare lichidă și solidă (gheață). Acum trebuie să luați și să amestecați aceste două substanțe și să le amestecați intens. Care va fi rezultatul? Depinde dacă reacția chimică a avut loc în timpul amestecării sau nu. Când vorbim despre sisteme dispersate, se crede că nu are loc nicio reacție în timpul formării lor, adică substanțele inițiale își păstrează structura la nivel micro și proprietățile lor fizice inerente, de exemplu, densitate, culoare, conductivitate electrică și altele.

Astfel, un sistem dispersat este un amestec mecanic, în urma căruia două sau mai multe substanțe sunt amestecate între ele. Când se formează, se folosesc conceptele de „mediu de dispersie” și „fază”. Primul are proprietatea de continuitate în cadrul sistemului și, de regulă, se găsește în el într-o cantitate relativ mare. A doua (fază dispersă) se caracterizează prin proprietatea discontinuității, adică în sistem este sub formă de particule mici, care sunt limitate de suprafața care le separă de mediu.

Sisteme omogene și eterogene

Este clar că aceste două componente ale sistemului dispersat vor diferi prin proprietățile lor fizice. De exemplu, dacă arunci nisip în apă și îl amesteci, atunci este clar că boabele de nisip existente în apă, a căror formulă chimică este SiO 2, nu vor diferi în niciun fel de starea în care nu erau. in apa. În astfel de cazuri, se vorbește de eterogenitate. Cu alte cuvinte, un sistem eterogen este un amestec de mai multe (două sau mai multe) faze. Acesta din urmă este înțeles ca un volum finit al sistemului, care este caracterizat de anumite proprietăți. În exemplul de mai sus, avem două faze: nisip și apă.

Cu toate acestea, dimensiunea particulelor fazei dispersate, atunci când sunt dizolvate în orice mediu, poate deveni atât de mică încât acestea încetează să-și mai manifeste proprietățile individuale. În acest caz, se vorbește de substanțe omogene sau omogene. Deși conțin mai multe componente, toate formează o singură fază în întregul volum al sistemului. Un exemplu de sistem omogen este o soluție de NaCl în apă. Când se dizolvă, datorită interacțiunii cu moleculele polare de H 2 O, cristalul de NaCl se descompune în cationi (Na +) și anioni (Cl -) separați. Ele sunt amestecate omogen cu apă și nu mai este posibil să se găsească interfața dintre dizolvat și solvent într-un astfel de sistem.

Dimensiunea particulelor

Care este gradul de dispersie? Această valoare trebuie luată în considerare mai detaliat. Ce reprezintă ea? Este invers proporțională cu dimensiunea particulelor fazei dispersate. Această caracteristică stă la baza clasificării tuturor substanțelor luate în considerare.

Când studiază sistemele disperse, elevii devin adesea confuzi în numele lor, deoarece cred că clasificarea lor se bazează și pe starea de agregare. Nu este adevarat. Amestecuri de diferite stări de agregare au într-adevăr denumiri diferite, de exemplu, emulsiile sunt substanțe apoase, iar aerosolii sugerează deja existența unei faze gazoase. Cu toate acestea, proprietățile sistemelor dispersate depind în principal de mărimea particulelor fazei dizolvate în ele.

Clasificare comună

Clasificarea sistemelor dispersate în funcție de gradul de dispersie este dată mai jos:

• Dacă dimensiunea condiționată a particulei este mai mică de 1 nm, atunci astfel de sisteme se numesc soluții reale sau adevărate.
• Dacă dimensiunea condiționată a particulei se află între 1 nm și 100 nm, atunci substanța în cauză va fi numită soluție coloidală.
• Dacă particulele sunt mai mari de 100 nm, atunci vorbim de suspensii sau suspensii.

În ceea ce privește clasificarea de mai sus, să clarificăm două puncte: în primul rând, cifrele date sunt orientative, adică un sistem în care dimensiunea particulelor este de 3 nm nu este neapărat un coloid, poate fi și o soluție adevărată. Acest lucru poate fi stabilit prin studierea proprietăților sale fizice. În al doilea rând, puteți observa că lista folosește expresia „dimensiune condiționată”. Acest lucru se datorează faptului că forma particulelor din sistem poate fi complet arbitrară și, în general, are o geometrie complexă. Prin urmare, ei vorbesc despre o anumită dimensiune medie (condițională).

Soluții adevărate

După cum sa menționat mai sus, gradul de dispersie a particulelor în soluții reale este atât de mare (dimensiunea lor este foarte mică,< 1 нм), что не существует поверхности раздела между ними и растворителем (средой), то есть имеет место однофазная гомогенная система. Для полноты информации напомним, что размер атома составляет порядка одного ангстрема (0,1 нм). Последняя цифра говорит о том, что частицы в настоящих растворах имеют атомные размеры.

Principalele proprietăți ale soluțiilor adevărate care le deosebesc de coloizi și suspensii sunt următoarele:

• Starea soluției există pentru o perioadă de timp arbitrar neschimbată, adică nu se formează nici un precipitat al fazei dispersate.
• Substanța dizolvată nu poate fi separată de solvent prin filtrare prin hârtie simplă.
• De asemenea, substanța nu este separată ca urmare a procesului de trecere prin membrana poroasă, care se numește dializă în chimie.
• Poate fi separat de solvent doar prin modificarea stării de agregare a acestuia din urmă, de exemplu, prin evaporare.
• Căci este posibil să se efectueze electroliză, adică să treacă un curent electric dacă sistemului este aplicată o diferență de potențial (doi electrozi).
• Ele nu împrăștie lumina.

Un exemplu de soluții adevărate este amestecarea diferitelor săruri cu apă, de exemplu, NaCl (sare de masă), NaHCO 3 (bicarbonat de sodiu), KNO 3 (nitrat de potasiu) și altele.

Soluții coloidale

Acestea sunt sisteme intermediare între soluțiile adevărate și suspensiile. Cu toate acestea, au o serie de caracteristici unice. Să le enumerăm:

• Ele sunt stabile mecanic pentru o perioadă de timp arbitrar îndelungată dacă condițiile de mediu nu se schimbă. Este suficient să încălziți sistemul sau să îi schimbați aciditatea (valoarea pH-ului), deoarece coloidul se coagulează (se precipită).
• Ele nu sunt separate folosind hârtie de filtru, cu toate acestea, procesul de dializă duce la separarea fazei dispersate și a mediului.
• Ca și în cazul soluțiilor adevărate, electroliza poate fi efectuată pentru ele.
• Pentru sistemele coloidale transparente, așa-numitul efect Tyndall este caracteristic: trecând un fascicul de lumină prin acest sistem, îl puteți vedea. Acest lucru se datorează împrăștierii undelor electromagnetice în partea vizibilă a spectrului în toate direcțiile.
• Capacitatea de a adsorbi alte substanțe.

Sistemele coloidale, datorită proprietăților enumerate, sunt utilizate pe scară largă de oameni în diverse domenii de activitate (industria alimentară, chimie), și se găsesc adesea și în natură. Un exemplu de coloid este untul, maioneza. În natură, acestea sunt ceață, nori.

Înainte de a trece la descrierea ultimei (a treia) clase de sisteme disperse, să explicăm mai detaliat unele dintre proprietățile numite pentru coloizi.

Ce sunt soluțiile coloidale?

Pentru acest tip de sisteme dispersate se poate da clasificarea, tinand cont de diferitele stari agregate ale mediului si faza dizolvata in acesta. Mai jos este tabelul relevant/

Tabelul arată că substanțele coloidale sunt prezente peste tot, atât în ​​viața de zi cu zi, cât și în natură. Rețineți că un tabel similar poate fi dat și pentru suspensii, amintindu-ne că diferența cu coloizii din ele este doar în dimensiunea fazei dispersate. Cu toate acestea, suspensiile sunt instabile din punct de vedere mecanic și, prin urmare, prezintă un interes mai puțin practic decât sistemele coloidale.

Motivul stabilității mecanice a coloizilor

De ce maioneza poate sta în frigider pentru o lungă perioadă de timp, iar particulele în suspensie din ea nu precipită? De ce particulele de vopsea dizolvate în apă nu „cad” în cele din urmă pe fundul vasului? Răspunsul la aceste întrebări este mișcarea browniană.

Acest tip de mișcare a fost descoperit în prima jumătate a secolului al XIX-lea de către botanistul englez Robert Brown, care a observat la microscop cum se mișcă particulele mici de polen în apă. Din punct de vedere fizic, mișcarea browniană este o manifestare a mișcării haotice a moleculelor lichide. Intensitatea acestuia crește dacă temperatura lichidului este ridicată. Acest tip de mișcare face ca particulele mici de soluții coloidale să fie în suspensie.

proprietatea de adsorbție

Dispersia este inversul dimensiunii medii a particulelor. Deoarece această dimensiune în coloizi se află în intervalul de la 1 nm la 100 nm, ei au o suprafață foarte dezvoltată, adică raportul S/m este o valoare mare, aici S este aria totală a interfeței dintre cele două faze (mediu de dispersie). și particule), m - masa totală a particulelor în soluție.

Atomii care se află pe suprafața particulelor fazei dispersate au legături chimice nesaturate. Aceasta înseamnă că pot forma compuși cu alte molecule. De regulă, acești compuși apar din cauza forțelor van der Waals sau a legăturilor de hidrogen. Ele sunt capabile să țină mai multe straturi de molecule pe suprafața particulelor coloidale.

Un exemplu clasic de adsorbant este cărbunele activ. Este un coloid, unde mediul de dispersie este un solid, iar faza este un gaz. Suprafața specifică pentru acesta poate ajunge la 2500 m 2 /g.

Gradul de dispersie și suprafața specifică

Calcularea valorii S/m nu este o sarcină ușoară. Faptul este că particulele dintr-o soluție coloidală au dimensiuni, forme diferite, iar suprafața fiecărei particule are un relief unic. Prin urmare, metodele teoretice de rezolvare a acestei probleme conduc la rezultate calitative, și nu la cele cantitative. Cu toate acestea, este util să se dea formula specifică a suprafeței din gradul de dispersie.

Dacă presupunem că toate particulele sistemului au o formă sferică și aceeași dimensiune, atunci în urma unor calcule simple se obține următoarea expresie: S ud = 6 / (d * ρ), unde S ud este aria suprafeței (specific), d este diametrul particulei, ρ - densitatea substanței din care constă. Din formula se poate observa că particulele cele mai mici și cele mai grele vor avea cea mai mare contribuție la cantitatea luată în considerare.

O metodă experimentală pentru determinarea S ud este de a calcula volumul de gaz care este adsorbit de substanța studiată, precum și de a măsura dimensiunea porilor (fază dispersată) în acesta.

Sisteme liofile și liofobe

Liofilitatea și liofobia sunt acele caracteristici care, de fapt, determină existența clasificării sistemelor disperse în forma în care este dată mai sus. Ambele concepte caracterizează legătura de forță dintre moleculele de solvent și substanța dizolvată. Dacă această relație este mare, atunci vorbesc despre liofilitate. Deci, toate sărurile din apă sunt liofile, deoarece particulele (ionii) lor sunt conectate electric cu molecule polare de H 2 O. Dacă luăm în considerare sisteme precum untul sau maioneza, atunci acestea sunt reprezentanți ai coloizilor hidrofobi tipici, deoarece conțin molecule de grăsime ( lipidele) sunt respinse din moleculele polare de H2O.

Este important de menționat că sistemele liofobe (hidrofobe dacă solventul este apă) sunt instabile termodinamic, ceea ce le deosebește de cele liofile.

Proprietăți de suspensie

Acum luați în considerare ultima clasă de sisteme dispersate - suspensii. Amintiți-vă că acestea se caracterizează prin faptul că cea mai mică particulă din ele este mai mare decât sau de ordinul a 100 nm. Ce proprietăți au? Mai jos este lista relevantă:

• Sunt instabile din punct de vedere mecanic, astfel încât în ​​ele se formează un precipitat într-o perioadă scurtă de timp.
• Sunt tulburi și opace la lumina soarelui.
• Faza poate fi separată de mediu folosind hârtie de filtru.

Exemple de suspensii din natură includ apa tulbure din râuri sau cenușa vulcanică. Utilizarea umană a suspensiilor este asociată, de regulă, cu medicamentele (soluții medicamentoase).

Coagulare

Ce se poate spune despre amestecurile de substanțe cu diferite grade de dispersie? Parțial, această problemă a fost deja tratată în articol, deoarece în orice sistem de dispersie particulele au o dimensiune care se află în anumite limite. Aici luăm în considerare doar un caz curios. Ce se întâmplă dacă amesteci un coloid și o soluție de electrolit adevărat? Sistemul ponderat va fi rupt, iar coagularea lui va avea loc. Motivul său constă în influența câmpurilor electrice ale ionilor unei soluții adevărate asupra sarcinii de suprafață a particulelor coloidale.

Secțiuni: Chimie

Clasă: 11

După ce ați studiat subiectul lecției, veți învăța:

• ce sunt sistemele disperse?
• ce sunt sistemele dispersate?
• Care sunt proprietățile sistemelor dispersate?
• importanţa sistemelor dispersate.

Substanțele pure sunt foarte rare în natură. Cristalele de substanțe pure - zahăr sau sare de masă, de exemplu, pot fi obținute în diferite dimensiuni - mari și mici. Oricare ar fi dimensiunea cristalelor, toate au aceeași structură internă pentru o anumită substanță - o rețea cristalină moleculară sau ionică.

În natură, cel mai des se găsesc amestecuri de diferite substanțe. Amestecuri de diferite substanțe în diferite stări de agregare pot forma sisteme eterogene și omogene. Vom numi astfel de sisteme dispersate.

Un sistem dispers este un sistem format din două sau mai multe substanțe, dintre care una, sub formă de particule foarte mici, este distribuită uniform în volumul celeilalte.

Substanța se descompune în ioni, molecule, atomi, ceea ce înseamnă că se „împarte” în cele mai mici particule. „Zdrobire” > dispersie, adică substanțele sunt dispersate la diferite dimensiuni ale particulelor, vizibile și invizibile.

O substanță care este prezentă într-o cantitate mai mică, se dispersează și este distribuită în volumul alteia, se numește faza dispersata. Poate consta din mai multe substanțe.

Se numește o substanță care este prezentă într-o cantitate mai mare, în volumul căreia este distribuită faza dispersată mediu dispersat. Între acesta și particulele fazei dispersate există o interfață, prin urmare, sistemele dispersate sunt numite eterogene (neuniforme).

Atat mediul dispers cat si faza dispersata pot reprezenta substante care se afla in diverse stari de agregare - solida, lichida si gazoasa.

În funcție de combinația dintre starea de agregare a mediului dispersat și faza dispersată, se pot distinge 9 tipuri de astfel de sisteme.

masa
Exemple de sisteme disperse

Mediu de dispersie	Faza dispersată	Exemple de sisteme de dispersie naturale și domestice
Gaz	Gaz	Amestec mereu omogen (aer, gaz natural)
	Lichid	Ceață, gaz asociat cu picături de ulei, amestec de carburator în motoarele auto (picături de benzină în aer), aerosoli
	Solid	Praf în aer, fum, smog, simums (furtuni de praf și nisip), aerosoli
Lichid	Gaz	Băuturi efervescente, spumă
	Lichid	emulsii. Lichidele corpului (plasmă sanguină, limfa, sucuri digestive), conținutul lichid al celulelor (citoplasmă, carioplasmă)
	Solid	Soluri, geluri, paste (jeleuri, jeleuri, lipici). Nămol de râu și mare suspendat în apă; mortare
Solid	Gaz	Crusta de zăpadă cu bule de aer în ea, pământ, țesături textile, cărămizi și ceramică, cauciuc spumos, ciocolată gazoasă, pulberi
	Lichid	Pământ umed, produse medicale și cosmetice (unguente, rimel, ruj etc.)
	Solid	Pietre, pahare colorate, niște aliaje

În funcție de dimensiunea particulelor substanțelor care alcătuiesc faza dispersată, sistemele dispersate sunt împărțite în aspru (suspensii) cu dimensiuni ale particulelor peste 100 nm și fin dispersate (soluții coloidale sau sisteme coloidale) cu dimensiuni ale particulelor de la 100 la 1 nm. Dacă substanța este fragmentată în molecule sau ioni mai mici de 1 nm în dimensiune, se formează un sistem omogen - soluţie. Este omogen, nu există interfață între particule și mediu.

Sistemele și soluțiile dispersate sunt foarte importante în viața de zi cu zi și în natură. Judecați singuri: fără nămolul Nilului, marea civilizație a Egiptului Antic nu ar fi avut loc; fără apă, aer, roci și minerale, nu ar exista deloc planetă vie - casa noastră comună - Pământul; fără celule, nu ar exista organisme vii și așa mai departe.

SUSPENSIILE

Suspensiile sunt sisteme dispersate în care dimensiunea particulelor fazei este mai mare de 100 nm. Acestea sunt sisteme opace, ale căror particule individuale pot fi văzute cu ochiul liber. Faza dispersată și mediul dispersat se separă ușor prin decantare, filtrare. Astfel de sisteme sunt împărțite în:

1. Emulsii ( atât mediul cât şi faza sunt lichide insolubile unul în celălalt). Din apă și ulei, puteți prepara o emulsie agitând amestecul timp îndelungat. Acestea sunt vopselele pe bază de lapte, limfa, etc., bine cunoscute de tine.
2. Suspensii(mediul este un lichid, faza este un solid insolubil în ea) Pentru a prepara o suspensie, substanța trebuie măcinată până la o pulbere fină, turnată într-un lichid și agitată bine. În timp, particula va cădea pe fundul vasului. Evident, cu cât particulele sunt mai mici, cu atât suspensia va dura mai mult. Acestea sunt soluții de construcție, nămol de râu și mare suspendat în apă, o suspensie vie de organisme vii microscopice în apa de mare - plancton, care se hrănesc cu giganți - balene etc.
3. Aerosoli suspensii într-un gaz (de exemplu, în aer) de particule mici de lichide sau solide. Praful, fumul, ceata difera. Primele două tipuri de aerosoli sunt suspensii de particule solide într-un gaz (particule mai mari în praf), ultimul este o suspensie de picături lichide într-un gaz. De exemplu: ceață, nori cu tunete - o suspensie de picături de apă în aer, fum - particule solide mici. Iar smogul care atârnă peste cele mai mari orașe ale lumii este, de asemenea, un aerosol cu ​​o fază dispersată solidă și lichidă. Locuitorii așezărilor din apropierea fabricilor de ciment suferă de cel mai fin praf de ciment care atârnă mereu în aer, care se formează în timpul măcinarii materiilor prime de ciment și a produsului arderii acestuia - clincher. Fumul țevilor din fabrică, smogul, cele mai mici picături de salivă care zboară din gura unui bolnav de gripă sunt, de asemenea, aerosoli nocivi. Aerosolii joacă un rol important în natură, viața de zi cu zi și activitățile de producție umană. Acumularea norilor, tratamentul pe teren cu substanțe chimice, pulverizarea vopselei, tratamentul respirator (inhalare) sunt exemple de fenomene și procese în care aerosolii sunt benefice. Aerosoli - ceață peste surf mării, lângă cascade și fântâni, curcubeul care apare în ele oferă persoanei bucurie, plăcere estetică.

Pentru chimie, cele mai importante sunt sistemele dispersate în care mediul este apa și soluțiile lichide.

Apa naturală conține întotdeauna substanțe dizolvate. Soluțiile apoase naturale sunt implicate în procesele de formare a solului și furnizează plantelor nutrienți. Procesele de viață complexe care apar în organismele umane și animale apar și în soluții. Multe procese tehnologice din industria chimică și din alte industrii, cum ar fi producția de acizi, metale, hârtie, sifon, îngrășăminte, se desfășoară în soluții.

SISTEME COLOIDE

Sisteme coloidale (tradus din grecescul „cola” - lipici, „eidos” arată ca lipici) – acestea sunt sisteme dispersate în care dimensiunea particulelor fazei este de la 100 la 1 nm. Aceste particule nu sunt vizibile cu ochiul liber, iar faza dispersată și mediul dispersat în astfel de sisteme sunt separate prin decantare cu dificultate.

Știți din cursul dumneavoastră de biologie generală că particulele de această dimensiune pot fi detectate folosind un ultramicroscop, care utilizează principiul împrăștierii luminii. Datorită acestui fapt, particula coloidală din ea apare ca un punct luminos pe un fundal întunecat.

Ele sunt împărțite în soluri (soluții coloidale) și geluri (jeleu).

1. Soluții coloidale sau soluri. Aceasta este majoritatea fluidelor unei celule vii (citoplasmă, suc nuclear - carioplasmă, conținutul de organele și vacuole). Și organismul viu în ansamblu (sânge, limfa, lichid tisular, sucuri digestive etc.) Astfel de sisteme formează adezivi, amidon, proteine ​​și unii polimeri.

Soluțiile coloidale pot fi obținute în urma reacțiilor chimice; de exemplu, atunci când soluțiile de silicați de potasiu sau de sodiu („sticlă solubilă”) interacționează cu soluțiile acide, se formează o soluție coloidală de acid silicic. Solul se formează și în timpul hidrolizei clorurii de fier (III) în apă fierbinte.

O proprietate caracteristică soluțiilor coloidale este transparența acestora. Soluțiile coloidale sunt în exterior similare cu soluțiile adevărate. Ele se disting de acestea din urmă prin „calea luminoasă” rezultată - un con atunci când un fascicul de lumină trece prin ele. Acest fenomen se numește efect Tyndall. Mai mari decât într-o soluție adevărată, particulele din faza dispersată a solului reflectă lumina de la suprafața lor, iar observatorul vede un con luminos într-un vas cu o soluție coloidală. Nu se formează într-o soluție adevărată. Un efect similar, dar numai pentru un aerosol, mai degrabă decât un coloid lichid, poate fi observat în pădure și în cinematografe atunci când un fascicul de lumină de la o cameră de film trece prin aerul sălii de cinema.

Trecerea unui fascicul de lumină prin soluții;

a - o soluție adevărată de clorură de sodiu;
b – soluție coloidală de hidroxid de fier (III).

Particulele din faza dispersată a soluțiilor coloidale adesea nu se depun chiar și în timpul depozitării pe termen lung din cauza ciocnirilor continue cu moleculele de solvent din cauza mișcării termice. Nu se lipesc împreună atunci când se apropie unul de celălalt din cauza prezenței unor sarcini electrice similare pe suprafața lor. Acest lucru se explică prin faptul că substanțele într-o stare coloidală, adică într-o stare fin divizată, au o suprafață mare. Pe această suprafață sunt adsorbiți fie ionii încărcați pozitiv, fie negativ. De exemplu, acidul silicic adsorb ionii negativi SiO 3 2-, care sunt abundenți în soluție datorită disocierii silicatului de sodiu:

Particulele cu sarcini similare se resping reciproc și, prin urmare, nu se lipesc între ele.

Dar, în anumite condiții, poate apărea procesul de coagulare. La fierberea unor soluții coloidale are loc desorbția ionilor încărcați, adică. particulele coloidale își pierd încărcătura. Încep să se îngroașe și să se așeze. Același lucru se observă atunci când se adaugă orice electrolit. În acest caz, particula coloidală atrage un ion încărcat opus și sarcina sa este neutralizată.

Coagularea - fenomenul de lipire a particulelor coloidale și precipitarea lor - se observă atunci când sarcinile acestor particule sunt neutralizate, când se adaugă un electrolit în soluția coloidală. În acest caz, soluția se transformă într-o suspensie sau gel. Unii coloizi organici se coagulează la încălzire (clei, albuș de ou) sau când mediul acido-bazic al soluției se modifică.

2. Gelurile sau jeleurile sunt precipitate gelatinoase formate în timpul coagulării solurilor. Printre acestea se numără un număr mare de geluri polimerice, de cofetărie, geluri cosmetice și medicale atât de bine cunoscute de tine (gelatina, jeleu, marmeladă, prăjitură cu lapte de pasăre) și, bineînțeles, un număr infinit de geluri naturale: minerale (opal), corpuri de meduză. , cartilaj, tendoane, păr, țesut muscular și nervos etc. Istoria dezvoltării pe Pământ poate fi considerată simultan și istoria evoluției stării coloidale a materiei. În timp, structura gelurilor este ruptă (decojită) - apa este eliberată din ele. Acest fenomen se numește sinereza.

Efectuați experimente de laborator pe tema (luc de grup, în grup de 4 persoane).

Vi s-a dat o mostră din sistemul dispersat. Sarcina dumneavoastră este să determinați ce sistem de dispersie vi s-a oferit.

Se eliberează elevilor: soluție de zahăr, soluție de clorură de fier (III), un amestec de apă și nisip de râu, gelatină, soluție de clorură de aluminiu, soluție de sare comună, un amestec de apă și ulei vegetal.

Instrucțiuni pentru efectuarea unui experiment de laborator

1. Luați în considerare cu atenție eșantionul care vi se oferă (descriere externă). Completați coloana nr. 1 a tabelului.
2. Se amestecă sistemul de dispersie. Urmăriți capacitatea de a vă acomoda.

Sedimentează sau exfoliază în câteva minute, sau cu dificultate pe o perioadă lungă de timp, sau nu se așează. Completați coloana nr. 2 a tabelului.

Dacă nu observați depunerea particulelor, examinați-l pentru coagulare. Turnați puțină soluție în două eprubete și adăugați 2-3 picături de sare galbenă de sânge la una și 3-5 picături de alcali la cealaltă, ce observați?

1. Treceți sistemul dispersat prin filtru. La ce te uiti? Completați coloana nr. 3 a tabelului. (Filtrați unele într-o eprubetă).
2. Treceți un fascicul de lumină de la o lanternă prin soluție pe un fundal de hârtie întunecată. La ce te uiti? (puteți vedea efectul Tyndall)
3. Faceți o concluzie: ce este acest sistem dispersat? Ce este un mediu dispersat? Ce este faza dispersată? Care sunt dimensiunile particulelor din el? (coloana nr. 5).

cinquain("cinquain" - din fr. cuvânt care înseamnă „cinci”) este o poezie de 5 rânduri pe o anumită temă. Pentru compozitie cinquain Se acordă 5 minute, după care poeziile scrise pot fi exprimate și discutate în perechi, în grupuri sau pentru întregul public.

Reguli de scriere cinquain:

1. Prima linie conține un singur cuvânt (de obicei un substantiv) pentru subiect.
2. Al doilea rând este o descriere a acestui subiect cu două adjective.
3. Al treilea rând este format din trei verbe (sau forme verbale) care denumesc cele mai caracteristice acțiuni ale subiectului.
4. Al patrulea rând este o expresie de patru cuvinte care arată o relație personală cu subiectul.
5. Ultima linie este un sinonim pentru subiect, subliniind esența acestuia.

Vara 2008 Viena. Schönbrunn.

Vara 2008 regiunea Nijni Novgorod.

Norii și rolul lor în viața umană Toată natura din jurul nostru - organismele animalelor și plantelor, hidrosfera și atmosfera, scoarța și intestinele pământului sunt un set complex de multe sisteme diverse și diverse grosiere și coloidale. Dezvoltarea chimiei coloidului este asociată cu probleme de actualitate în diferite domenii ale științelor naturale și tehnologiei. Imaginea prezentată prezintă nori - unul dintre tipurile de aerosoli ale sistemelor dispersate coloidale. În studiul precipitațiilor atmosferice, meteorologia se bazează pe teoria sistemelor aerodisperse. Norii planetei noastre sunt aceleași entități vii ca toată natura care ne înconjoară. Ele sunt de mare importanță pentru Pământ, deoarece sunt canale de informare. La urma urmei, norii constau din substanța capilară a apei, iar apa, după cum știți, este un depozit foarte bun de informații. Ciclul apei în natură duce la faptul că în atmosferă se acumulează informații despre starea planetei și starea de spirit a oamenilor, iar împreună cu norii se deplasează în spațiul Pământului. Norii sunt o creație uimitoare a naturii, care oferă unei persoane bucurie, plăcere estetică. Krasnova Maria, clasa a 11-a „B”.

P.S.
Mulțumiri Pershinei O.G., profesoară de chimie la gimnaziul Dmitrov, în lecția am lucrat cu prezentarea găsită, și a fost completată de exemplele noastre.

Sisteme disperse

Substanțele pure sunt foarte rare în natură. Amestecuri de diferite substanțe în diferite stări de agregare pot forma sisteme eterogene și omogene - sisteme și soluții dispersate.
dispersat numite sisteme eterogene în care o substanță sub formă de particule foarte mici este distribuită uniform în volumul alteia.
Substanța care este prezentă într-o cantitate mai mică și distribuită în volumul altuia se numește faza dispersata . Poate consta din mai multe substanțe.
Se numește o substanță care este prezentă într-o cantitate mai mare, în volumul căreia este distribuită faza dispersată mediu de dispersie . Există o interfață între acesta și particulele fazei dispersate; prin urmare, sistemele dispersate sunt numite eterogene (neuniforme).
Atat mediul de dispersie cat si faza dispersata pot fi reprezentate de substante in diverse stari de agregare - solida, lichida si gazoasa.
În funcție de combinația dintre starea de agregare a mediului de dispersie și faza dispersată, se pot distinge 9 tipuri de astfel de sisteme.

În funcție de dimensiunea particulelor substanțelor care alcătuiesc faza dispersată, sistemele dispersate sunt împărțite în grosiere (suspensii) cu dimensiuni ale particulelor mai mari de 100 nm și fin dispersate (soluții coloidale sau sisteme coloidale) cu dimensiuni ale particulelor de la 100 la 1 nm. . Dacă substanța este fragmentată în molecule sau ioni mai mici de 1 nm, se formează un sistem omogen - o soluție. Este omogen (omogen), nu există interfață între particule și mediu.

Chiar și o familiarizare superficială cu sistemele și soluțiile dispersate arată cât de importante sunt acestea în viața de zi cu zi și în natură.

Judecați singuri: fără nămolul Nilului, marea civilizație a Egiptului Antic nu ar fi avut loc; fără apă, aer, roci și minerale, nu ar exista deloc planetă vie - casa noastră comună - Pământul; fără celule nu ar exista organisme vii etc.

Clasificarea sistemelor și soluțiilor dispersate

suspensie

suspensie - acestea sunt sisteme dispersate în care dimensiunea particulelor fazei este mai mare de 100 nm. Acestea sunt sisteme opace, ale căror particule individuale pot fi văzute cu ochiul liber. Faza dispersată și mediul de dispersie sunt ușor separate prin decantare. Astfel de sisteme sunt împărțite în:
1) emulsii (atât mediul cât și faza sunt lichide insolubile unul în celălalt). Acestea sunt vopsele de lapte, limfa, pe bază de apă etc., bine cunoscute de tine;
2) suspensii (mediul este un lichid, iar faza este un solid insolubil în el). Acestea sunt soluții de construcție (de exemplu, „lapte de var” pentru văruire), nămol de râu și mare suspendat în apă, o suspensie vie de organisme vii microscopice în apa de mare - plancton, cu care se hrănesc balenele uriașe etc.;
3) aerosoli - suspensii într-un gaz (de exemplu, în aer) de particule mici de lichide sau solide. Distingeți între praf, fum, ceață. Primele două tipuri de aerosoli sunt suspensii de particule solide într-un gaz (particule mai mari în praf), ultimul este o suspensie de mici picături lichide într-un gaz. De exemplu, aerosoli naturali: ceață, nori - o suspensie de picături de apă în aer, fum - particule solide mici. Iar smogul care atârnă peste cele mai mari orașe ale lumii este, de asemenea, un aerosol cu ​​o fază dispersată solidă și lichidă. Locuitorii așezărilor din apropierea fabricilor de ciment suferă de cel mai fin praf de ciment care atârnă mereu în aer, care se formează în timpul măcinarii materiilor prime de ciment și a produsului arderii acestuia - clincher. Aerosoli nocivi similari - praful - se gasesc si in orasele cu industrii metalurgice. Fumul țevilor din fabrică, smogul, cele mai mici picături de salivă care zboară din gura unui bolnav de gripă sunt, de asemenea, aerosoli dăunători.
Aerosolii joacă un rol important în natură, viața de zi cu zi și activitățile de producție umană. Acumularea norilor, tratarea chimică a câmpurilor, stropirea cu vopsea, stropirea combustibililor, produsele lactate uscate, tratamentul respirator (inhalare) sunt exemple de fenomene și procese în care aerosolii sunt benefice. Aerosoli - ceață peste surf mării, lângă cascade și fântâni, curcubeul care se ridică în ele oferă persoanei bucurie, plăcere estetică.
Pentru chimie, cele mai importante sunt sistemele dispersate în care mediul este apa și soluțiile lichide.
Apa naturală conține întotdeauna substanțe dizolvate. Soluțiile apoase naturale sunt implicate în procesele de formare a solului și furnizează plantelor nutrienți. Procesele complexe de viață care apar în organismele umane și animale apar și în soluții. Multe procese tehnologice din industria chimică și din alte industrii, cum ar fi producția de acizi, metale, hârtie, sifon, îngrășăminte, se desfășoară în soluții.

sisteme coloide

sisteme coloide - acestea sunt sisteme dispersate în care dimensiunea particulelor fazei este de la 100 la 1 nm. Aceste particule nu sunt vizibile cu ochiul liber, iar faza dispersată și mediul de dispersie în astfel de sisteme sunt separate prin decantare cu dificultate.
Ele sunt împărțite în soluri (soluții coloidale) și geluri (jeleu).
1. Soluții coloidale sau soluri. Aceasta este majoritatea fluidelor unei celule vii (citoplasmă, suc nuclear - carioplasmă, conținutul de organele și vacuole) și a unui organism viu în ansamblu (sânge, limfa, lichid tisular, sucuri digestive, lichide umorale etc.). Astfel de sisteme formează adezivi, amidon, proteine ​​și unii polimeri.
Soluțiile coloidale pot fi obținute în urma reacțiilor chimice; de exemplu, atunci când soluțiile de silicați de potasiu sau de sodiu („sticlă solubilă”) interacționează cu soluțiile acide, se formează o soluție coloidală de acid silicic. Solul se formează și în timpul hidrolizei clorurii de fier (III) în apă fierbinte. Soluțiile coloidale sunt în exterior similare cu soluțiile adevărate. Ele se disting de acestea din urmă prin „calea luminoasă” rezultată - un con atunci când un fascicul de lumină trece prin ele.

Acest fenomen se numește Efectul Tyndall . Mai mari decât într-o soluție adevărată, particulele din faza dispersată a solului reflectă lumina de la suprafața lor, iar observatorul vede un con luminos într-un vas cu o soluție coloidală. Nu se formează într-o soluție adevărată. Un efect similar, dar numai pentru un aerosol, mai degrabă decât un coloid lichid, poate fi observat în cinematografe atunci când un fascicul de lumină de la o cameră de film trece prin aerul sălii de cinema.

Particulele din faza dispersată a soluțiilor coloidale adesea nu se depun chiar și în timpul depozitării pe termen lung din cauza ciocnirilor continue cu moleculele de solvent din cauza mișcării termice. Nu se lipesc împreună atunci când se apropie unul de celălalt din cauza prezenței unor sarcini electrice similare pe suprafața lor. Dar, în anumite condiții, poate apărea procesul de coagulare.

Coagulare - fenomenul de aderență a particulelor coloidale și de precipitare a acestora - se observă atunci când sarcinile acestor particule sunt neutralizate, când se adaugă un electrolit în soluția coloidală. În acest caz, soluția se transformă într-o suspensie sau gel. Unii coloizi organici se coagulează la încălzire (clei, albuș de ou) sau când mediul acido-bazic al soluției se modifică.

2. Geluri , sau jeleuri, care sunt precipitate gelatinoase formate în timpul coagulării solurilor. Printre acestea se numără un număr mare de geluri polimerice, geluri de cofetărie, cosmetice și medicale atât de bine cunoscute de tine (gelatina, aspic, jeleu, marmeladă, prăjitură cu lapte de pasăre) și, bineînțeles, un număr infinit de geluri naturale: minerale (opal), corpuri de meduză, cartilaje, tendoane, păr, mușchi și țesuturi nervoase etc. Istoria dezvoltării vieții pe Pământ poate fi considerată simultan și istoria evoluției stării coloidale a materiei. În timp, structura gelurilor este ruptă - apa este eliberată din ele. Acest fenomen se numește sinereza .

Soluții

Soluția se numește sistem omogen format din două sau mai multe substanțe.
Soluțiile sunt întotdeauna monofazate, adică sunt un gaz omogen, lichid sau solid. Acest lucru se datorează faptului că una dintre substanțe este distribuită în masa celeilalte sub formă de molecule, atomi sau ioni (dimensiunea particulelor mai mică de 1 nm).
Soluțiile se numesc Adevărat , dacă doriți să subliniați diferența lor față de soluțiile coloidale.
Un solvent este considerat o substanță a cărei stare de agregare nu se modifică în timpul formării unei soluții. De exemplu, apă în soluții apoase de sare, zahăr, dioxid de carbon. Dacă soluția s-a format prin amestecarea unui gaz cu un gaz, a unui lichid cu un lichid și a unui solid cu un solid, solventul este considerat a fi componenta care se află mai mult în soluție. Deci, aerul este o soluție de oxigen, gaze nobile, dioxid de carbon în azot (solvent). Oțetul de masă, care conține de la 5 la 9% acid acetic, este o soluție a acestui acid în apă (solventul este apa). Dar, în esență acetică, acidul acetic joacă rolul unui solvent, deoarece fracția sa de masă este de 70-80%, prin urmare, este o soluție de apă în acid acetic.

În timpul cristalizării unui aliaj lichid de argint și aur se pot obține soluții solide de diferite compoziții.
Soluțiile sunt împărțite în:
molecular - acestea sunt soluții apoase de neelectroliți - substanțe organice (alcool, glucoză, zaharoză etc.);
ion molecular- sunt soluții de electroliți slabi (azot, acizi hidrosulfurați etc.);
ionic - acestea sunt soluții de electroliți puternici (alcali, săruri, acizi - NaOH, K 2 S0 4, HN0 3, HC1O 4).
Anterior, existau două puncte de vedere asupra naturii dizolvării și soluțiilor: fizic și chimic. Potrivit primei, soluțiile erau considerate amestecuri mecanice, conform celei de-a doua, compuși chimici instabili ai particulelor unei substanțe dizolvate cu apă sau alt solvent. Ultima teorie a fost prezentată în 1887 de D. I. Mendeleev, care a dedicat mai mult de 40 de ani studiului soluțiilor. Chimia modernă consideră dizolvarea ca un proces fizico-chimic, iar soluțiile ca sisteme fizico-chimice.
O definiție mai precisă a unei soluții este:
Soluţie - sistem omogen (omogen) format din particule de substanță dizolvată, solvent și produși ai interacțiunii lor.

Comportarea și proprietățile soluțiilor electrolitice, după cum bine știți, sunt explicate de o altă teorie importantă a chimiei - teoria disocierii electrolitice dezvoltată de S. Arrhenius, dezvoltată și completată de studenții lui D. I. Mendeleev și, în primul rând, de I. A. Kablukov. .

Întrebări pentru consolidare:
1. Ce sunt sistemele dispersate?
2. Când pielea este deteriorată (rană), se observă coagularea sângelui - coagularea solului. Care este esența acestui proces? De ce acest fenomen îndeplinește o funcție de protecție pentru organism? Cum se numește o boală în care coagularea sângelui este dificilă sau nu este observată?
3. Povestește-ne despre importanța diferitelor sisteme disperse în viața de zi cu zi.
4. Urmărește evoluția sistemelor coloidale în timpul dezvoltării vieții pe Pământ.

Nu există elemente în natură care să fie pure. Practic, toate sunt amestecuri. Ele, la rândul lor, pot fi eterogene sau omogene. Se formează din substanțe în stare de agregare, creându-se astfel un anumit sistem de dispersie în care există diverse faze. În plus, amestecurile conțin de obicei un mediu de dispersie. Esența sa constă în faptul că este considerat un element cu un volum mare în care este distribuită o anumită substanță. Într-un sistem dispersat, faza și mediul sunt amplasate în așa fel încât să existe particule de interfață între ele. Prin urmare, se numește eterogen sau eterogen. Având în vedere acest lucru, acțiunea suprafeței, și nu a particulelor în ansamblu, este de mare importanță.

Clasificarea sistemului dispersat

Faza, după cum se știe, este reprezentată de substanțe cu o stare diferită. Și aceste elemente sunt împărțite în mai multe tipuri. Starea de agregare a fazei dispersate depinde de combinația mediului din aceasta, rezultând 9 tipuri de sisteme:

1. Gaz. Lichid, solid și elementul în cauză. Amestec omogen, ceață, praf, aerosoli.
2. Fază lichidă dispersată. Gaz, solid, apă. Spume, emulsii, soluri.
3. Faza solidă dispersată. Lichidul, gazul și substanța luată în considerare în acest caz. Sol, înseamnă în medicină sau cosmetică, roci.

De regulă, dimensiunile unui sistem dispersat sunt determinate de dimensiunea particulelor de fază. Există următoarea clasificare:

• aspre (suspensii);
• subtil și adevărat).

Particule din sistemul de dispersie

La analizarea amestecurilor grosiere, se poate observa că particulele acestor compuși din structură pot fi văzute cu ochiul liber, datorită faptului că dimensiunea lor este mai mare de 100 nm. Suspensiile, de regulă, se referă la un sistem în care faza dispersată este separabilă de mediu. Acest lucru se datorează faptului că sunt considerate opace. Suspensiile sunt împărțite în emulsii (lichide insolubile), aerosoli (particule fine și solide), suspensii (solide în apă).

O substanță coloidală este orice lucru care are calitatea de a avea un alt element dispersat uniform peste el. Adică este prezent sau, mai degrabă, face parte din faza dispersată. Aceasta este o stare în care un material este complet distribuit în altul, sau mai degrabă în volumul său. În exemplul laptelui, grăsimea lichidă este dispersată într-o soluție apoasă. În acest caz, molecula mai mică se află la 1 nanometru și 1 micrometru, ceea ce o face invizibilă pentru microscopul optic atunci când amestecul devine omogen.

Adică, nicio parte a soluției nu are o concentrație mai mare sau mai mică a fazei dispersate decât oricare alta. Putem spune că este de natură coloidală. Cel mai mare se numește fază continuă sau mediu de dispersie. Deoarece dimensiunea și distribuția sa nu se schimbă, iar elementul în cauză este distribuit peste el. Tipurile de coloizi includ aerosoli, emulsii, spume, dispersii și amestecuri numite hidrosoli. Fiecare astfel de sistem are două faze: o fază dispersată și una continuă.

Coloizi după istorie

Interesul intens față de astfel de substanțe era prezent în toate științele la începutul secolului al XX-lea. Einstein și alți oameni de știință le-au studiat cu atenție caracteristicile și aplicațiile. La acea vreme, acest nou domeniu al științei era principala zonă de cercetare pentru teoreticieni, cercetători și producători. După vârful interesului până în 1950, cercetările privind coloizii au scăzut semnificativ. Este interesant de observat că, de la apariția recentă a microscoapelor de putere mai mare și a „nanotehnologiilor” (studiul obiectelor de o anumită scară mică), a existat un interes științific reînnoit pentru studiul noilor materiale.

Mai multe despre aceste substanțe

Există elemente observate atât în ​​natură, cât și în soluții artificiale care au proprietăți coloidale. De exemplu, maioneza, loțiunea cosmetică și lubrifianții sunt tipuri de emulsii artificiale, iar laptele este un amestec similar care apare în mod natural. Spumele coloidale includ frișcă și spuma de ras, în timp ce articolele comestibile includ unt, bezele și jeleu. Pe lângă alimente, aceste substanțe există sub formă de anumite aliaje, vopsele, cerneluri, detergenți, insecticide, aerosoli, polistiren și cauciuc. Chiar și obiectele naturale frumoase precum norii, perlele și opalele au proprietăți coloidale, deoarece au o altă substanță distribuită uniform prin ele.

Obținerea amestecurilor coloidale

Prin mărirea moleculelor mici la intervalul de 1 până la 1 micrometru sau prin reducerea particulelor mari la aceeași dimensiune. Se pot obține substanțe coloidale. Producția ulterioară depinde de tipul de elemente utilizate în fazele dispersate și continue. Coloizii se comportă diferit față de lichidele obișnuite. Și acest lucru se observă în transport și proprietăți fizico-chimice. De exemplu, o membrană poate permite o soluție adevărată cu molecule solide atașate de molecule lichide să treacă prin ea. În timp ce o substanță coloidală care are un solid dispersat printr-un lichid va fi întinsă de membrană. Paritatea distribuției este uniformă până la punctul de egalitate microscopică în decalajul pe întregul al doilea element.

Soluții adevărate

Dispersia coloidală este reprezentată ca un amestec omogen. Elementul este format din două sisteme: fază continuă și fază dispersată. Acest lucru indică faptul că acest caz este legat de deoarece acestea sunt direct legate de amestecul de mai sus de mai multe substanțe. Într-un coloid, al doilea are structura unor particule sau picături minuscule, care sunt distribuite uniform în primul. De la 1 nm la 100 nm este dimensiunea care constituie faza dispersată, sau mai degrabă particulele, în cel puțin o dimensiune. În acest interval, faza dispersată - cu dimensiunile indicate, poate fi numită elemente aproximative care se potrivesc descrierii: aerosoli coloidali, emulsii, spume, hidrosoli. Afectate de compoziția chimică a suprafeței în mare măsură particule sau picături prezente în compozițiile luate în considerare.

Soluții și sisteme coloidale

Trebuie luat în considerare faptul că dimensiunea fazei dispersate este o variabilă greu de măsurat în sistem. Soluțiile sunt uneori caracterizate prin proprietăți proprii. Pentru a facilita perceperea indicatorilor compozițiilor, coloizii seamănă cu ei și arată aproape la fel. De exemplu, dacă are o formă solidă, dispersată în lichid. Ca rezultat, particulele nu vor trece prin membrană. În timp ce alte componente, cum ar fi ionii sau moleculele dizolvate, pot trece prin el. Dacă este mai simplu de analizat, se dovedește că componentele dizolvate trec prin membrană, iar particulele coloidale nu pot trece prin faza luată în considerare.

Apariția și dispariția caracteristicilor de culoare

Datorită efectului Tyndall, unele dintre aceste substanțe sunt translucide. În structura elementului, este împrăștierea luminii. Alte sisteme si compozitii vin cu ceva nuanta sau chiar sa fie opace, cu o anumita culoare, chiar daca unele sunt chiar estompate. Multe substanțe cunoscute, inclusiv untul, laptele, smântâna, aerosolii (ceață, smog, fum), asfaltul, vopselele, vopselele, lipiciul și spuma de mare, sunt coloizi. Acest domeniu de studiu a fost introdus în 1861 de omul de știință scoțian Thomas Graham. În unele cazuri, un coloid poate fi considerat un amestec omogen (nu eterogen). Acest lucru se datorează faptului că distincția dintre materia „dizolvată” și „granulară” poate face uneori obiectul unei abordări.

Tipuri de substanțe hidrocoloide

Această componentă este definită ca un sistem coloidal în care particulele sunt dispersate în apă. Elementele hidrocoloide, în funcție de cantitatea de lichid, pot lua diferite stări, de exemplu, un gel sau un sol. Sunt ireversibile (monocomponent) sau reversibile. De exemplu, agar agar, al doilea tip de hidrocoloid. Poate exista în stări de gel și sol și alternează între stări cu adăugare sau îndepărtare de căldură.

Mulți hidrocoloizi sunt derivați din surse naturale. De exemplu, caragenanul este extras din alge, gelatina este din grăsime de bovină, iar pectina este din coajă de citrice și tescovină de mere. Hidrocoloizii sunt folosiți în alimente în principal pentru a afecta textura sau vâscozitatea (sos). De asemenea, folosit pentru îngrijirea pielii sau ca agent de vindecare după rănire.

Caracteristicile esențiale ale sistemelor coloidale

Din aceste informații se poate observa că sistemele coloidale sunt o subsecțiune a sferei dispersate. Ele, la rândul lor, pot fi soluții (soluri) sau geluri (jeleu). Primele sunt în majoritatea cazurilor create pe baza chimiei vie. Acestea din urmă se formează sub sedimentele care apar în timpul coagulării solurilor. Soluțiile pot fi apoase cu substanțe organice, cu electroliți slabi sau puternici. Dimensiunile particulelor fazei dispersate de coloizi sunt de la 100 la 1 nm. Nu pot fi văzute cu ochiul liber. Ca urmare a tasării, faza și mediul sunt greu de separat.

Clasificare în funcție de tipurile de particule ale fazei dispersate

coloizi multimoleculari. Când, în dizolvare, atomii sau moleculele mai mici de substanțe (având un diametru mai mic de 1 nm) se combină pentru a forma particule de dimensiuni similare. În aceste soluri, faza dispersată este o structură care constă din agregate de atomi sau molecule cu o dimensiune moleculară mai mică de 1 nm. De exemplu, aur și sulf. Acestea sunt ținute împreună de forțele van der Waals. Au de obicei un caracter liofil. Aceasta înseamnă o interacțiune semnificativă a particulelor.

coloizi cu greutate moleculară mare. Acestea sunt substanțe care au molecule mari (așa-numitele macromolecule), care, atunci când sunt dizolvate, formează un anumit diametru. Astfel de substanțe se numesc coloizi macromoleculari. Aceste elemente de formare a fazei dispersate sunt de obicei polimeri având greutăți moleculare foarte mari. Macromoleculele naturale sunt amidonul, celuloza, proteinele, enzimele, gelatina, etc. Cele artificiale includ polimeri sintetici precum nailon, polietilena, materiale plastice, polistiren, etc. Sunt de obicei liofobe, ceea ce înseamnă în acest caz o interacțiune slabă a particulelor.

coloizi înrudiți. Acestea sunt substanțe care, atunci când sunt dizolvate într-un mediu, se comportă ca electroliții normali la concentrație scăzută. Dar sunt particule coloidale cu o componentă enzimatică mai mare a componentelor datorită formării elementelor agregate. Particulele agregate astfel formate se numesc micelii. Moleculele lor conțin atât grupări liofile, cât și liofobe.

Micele. Sunt particule grupate sau agregate formate prin asocierea unui coloid în soluție. Exemple comune sunt săpunurile și detergenții. Formarea are loc peste o anumită temperatură Kraft și peste o anumită concentrație critică de micelizare. Sunt capabili să formeze ioni. Micelele pot conține până la 100 de molecule sau mai multe, de exemplu stearat de sodiu este un exemplu tipic. Când se dizolvă în apă, eliberează ioni.