După ce ați studiat subiectul lecției, veți învăța:
- ce sunt sistemele dispersate?
- 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, gaze naturale) |
| 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:
- 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.
- 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 din apa de mare - plancton, care se hrănesc cu giganți - balene etc.
- 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 dăunători. 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 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 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 în vasul cu soluția 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 aderență 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
- Luați în considerare cu atenție eșantionul care vi se oferă (descriere externă). Completați coloana nr. 1 a tabelului.
- 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?
- Treceți sistemul dispersat prin filtru. La ce te uiti? Completați coloana nr. 3 a tabelului. (Filtrați unele într-o eprubetă).
- 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)
- 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).
Reguli de scriere cinquain:
- Prima linie conține un singur cuvânt (de obicei un substantiv) pentru subiect.
- Al doilea rând este o descriere a acestui subiect cu două adjective.
- Al treilea rând este format din trei verbe (sau forme verbale) care denumesc cele mai caracteristice acțiuni ale subiectului.
- Al patrulea rând este o expresie de patru cuvinte care arată o relație personală cu subiectul.
- 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. Krasnova Maria, |
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.
Sistemele dispersate sunt sisteme formate din multe particule mici distribuite într-un mediu lichid, solid sau gazos.
Conceptul de „dispersat” provine din lat. dispersus - fragmentat, împrăștiat.
Toate sistemele dispersate sunt caracterizate de două caracteristici principale: fragmentare ridicată (dispersie) și eterogenitate.
Eterogenitatea sistemelor dispersate se manifestă prin faptul că aceste sisteme constau din două (sau mai multe) faze: o fază dispersată și un mediu de dispersie. Faza dispersată este o fază fragmentată. Este alcătuit din particule dintr-o substanță fin divizată insolubilă distribuite în volumul mediului de dispersie.
Dispersitatea ridicată conferă substanțelor noi caracteristici calitative: reactivitate și solubilitate crescută, intensitate a culorii, împrăștiere a luminii etc. O interfață mare creează un aport mare de energie de suprafață în aceste sisteme, ceea ce le face termodinamic instabile, extrem de reactive. În ele apar cu ușurință procese spontane, ducând la scăderea energiei de suprafață: adsorbția, coagularea (aderența particulelor dispersate), formarea de macrostructuri etc. și comportamentul acestor sisteme.
Clasificarea sistemelor dispersate se realizează pe baza diferitelor caracteristici, și anume: după dimensiunea particulelor, după starea de agregare a fazei dispersate și a mediului de dispersie, după natura interacțiunii particulelor fazei dispersate cu fiecare altele si cu mediul.
2.2. Clasificarea sistemelor dispersate
Clasificare după dimensiunea particulelor (dispersitate)
dispersie D este caracteristica principală a unui sistem dispers și o măsură a fragmentării unei substanțe. Matematic, dispersia este definită ca reciproca mărimii particulei:
D = 1/A,
Unde A- dimensiunea particulelor (diametrul sau lungimea nervurii), m -1 .
Pe de altă parte, gradul de fragmentare este caracterizat de valoarea suprafeței specifice S oud. Suprafața specifică se găsește ca raport al suprafeței S particule la volumul său V sau masa t:S oud = S/ V sau S oud = S/ m. Dacă suprafața specifică este determinată în raport cu masa unei particule dintr-o substanță zdrobită, atunci dimensiunea acesteia este m 2 /kg, dacă în raport cu volumul, atunci dimensiunea coincide cu dimensiunea dispersiei (m -1).
Sensul fizic al conceptului de „suprafață specifică” este că este suprafața totală a tuturor particulelor, al căror volum total este de 1 m 3 sau a căror masă totală este de 1 kg.
Prin dispersie, sistemele sunt împărțite în tipuri:
1) dispersate grosier (suspensii grosiere, suspensii, emulsii, pulberi) cu raza particulelor de 10 -4 - 10 -7 m;
2) coloidal-dispersat (soluri) cu o dimensiune a particulei de 10 -7 - 10 -9 m;
3) soluții moleculare și ionice cu dimensiunea particulelor mai mică de 10 -9 m.
În sistemele coloidale se atinge cel mai înalt grad de fragmentare a unei substanțe, la care se păstrează în continuare conceptele de „fază” și „eterogenitate”. Reducerea dimensiunii particulelor cu un alt ordin de mărime transformă sistemele în soluții moleculare sau ionice omogene.
Dispersitatea afectează toate proprietățile principale ale sistemelor dispersate: cinetice, optice, catalitice etc.
Proprietățile sistemelor dispersate sunt comparate în tabel. 1.2.
T a b l e 1.2.Proprietăţi ale sistemelor disperse de diferite tipuri
|
Aspru |
Coloidal-dispersat |
Soluții moleculare și ionice (adevărate). |
|
Opac - reflectă lumina |
Opalescent transparent - împrăștie lumina, dă un con Tyndall |
Transparent, neopalescent, conul lui Tyndall nu este observat |
|
Particulele nu trec prin filtru |
Particulele trec prin filtrul de hârtie |
Particulele trec prin filtrul de hârtie |
|
Particulele sunt reținute de ultrafiltre |
Particulele trec prin ultrafiltre |
|
|
Eterogen |
Eterogen |
omogen |
|
Instabil cinetic și termodinamic |
Relativ stabil din punct de vedere cinetic |
Aruncare rezistentă. și termodinamic |
|
îmbătrâni în timp |
îmbătrâni în timp |
Nu îmbătrâni |
|
Particulele sunt vizibile într-un microscop optic |
Particulele sunt vizibile în electron. Microscop și ultramicroscop |
Particulele nu sunt vizibile în microscoapele moderne |
Pe lângă dimensiunea particulelor, forma geometrică a particulelor este de mare importanță pentru proprietățile sistemelor dispersate. În funcție de condițiile de zdrobire ale substanței, forma particulelor fazei dispersate poate fi foarte diversă. Un m 3 din substanța inițială este în mod fundamental posibil să se zdrobească în cuburi cu o lungime a muchiei l= 10 -8 m, întins într-un fir cu secțiunea transversală de 10 -8 x 10 -8 m sau turtit într-o placă (film) grosime de 10 -8 m. În fiecare dintre aceste cazuri, sistemul va fi dispersat cu toate caracteristici inerente.
Suprafața specifică a particulelor cubice crește de la valoarea inițială de 6 m 2 la valoarea determinată de formula
S oud = S/ V = 6l 2 / l 3 = 6 . 10 8 m -1
Pentru fire S oud= 4-10 8 m -1; pentru film S oud = 2 . 10 8 m -1 .
Particulele de formă cubică, sferică sau apropiată de acestea sunt caracteristice multor soluții coloidale - soluții și sisteme mai grosier dispersate - emulsii.
Clasificarea în funcție de starea de agregare a fazelor
Cea mai comună clasificare a sistemelor dispersate se bazează pe starea de agregare a fazei dispersate și a mediului de dispersie. Fiecare dintre aceste faze poate fi în trei stări de agregare: gazoasă, lichidă și solidă. Prin urmare, existența a opt tipuri de sisteme coloidale este posibilă (Tabelul 1.3). Sistemul „gaz în gaz” nu este inclus în acest număr, deoarece este un sistem molecular omogen, nu există interfețe în el. Soluțiile coloidale foarte dispersate aparținând tipului de sisteme t/l se numesc sols (din latină solutio - soluție). Solurile în care apa este mediul de dispersie se numesc hidrosoli. Dacă mediul de dispersie este un lichid organic, soluția coloidală se numește organosol. Aceștia din urmă, la rândul lor, se împart în alcosoli, benzoli, eterosoli etc., în care mediul de dispersie este, respectiv, alcool, benzen, eter etc. În funcție de starea de agregare a mediului de dispersie, se disting liosolii - soluri cu mediu de dispersie lichid (din greacă lios - lichid), aerosoli - soluri cu mediu de dispersie gazoasă, soluri solide - sisteme de tip t / t. Sistemele dispersate grosier de tip s/l se numesc suspensii, iar cele de tip s/l se numesc emulsii.
Tabelul 2..2. Principalele tipuri de sisteme dispersate
|
faza Disp |
Mediul de afișare | ||
|
Nu creaturi. |
|||
|
Lichid |
Ceață, nori, aerosoli de droguri lichide |
||
|
corp solid |
Fum, praf, pulberi, aerosoli de medicamente solide |
||
|
Lichid |
Spume, emulsii gazoase |
||
|
Lichid |
Emulsii (lapte, emulsii medicinale) |
||
|
corp solid |
Suspensii, soluții coloidale |
||
|
corp solid |
Spume dure, pâine, piatră ponce, silicagel, cărbuni activi |
||
|
Lichid |
Perle, sisteme capilare, piatră de ciment, geluri |
||
|
corp solid |
Pahare colorate, minerale, aliaje |
Clasificare în funcție de absența sau prezența interacțiunii între particulele fazei dispersate
În funcție de proprietățile cinetice ale fazei dispersate, toate sistemele dispersate pot fi împărțite în două clase: liber-dispersate, în care particulele fazei dispersate nu sunt legate între ele și se pot mișca liber (liosoluri, aerosoli, suspensii, emulsii). ), și legat-dispersat, în care una dintre faze este fixată structural și nu se poate mișca liber. Această clasă include geluri și jeleuri, spume, corpuri capilar-poroase (diafragme), soluții solide etc.
Clasificare în funcție de gradul de interacțiune a fazei dispersate cu mediul de dispersie
Pentru a caracteriza interacțiunea dintre substanța fazei dispersate și mediul de dispersie lichid, se folosesc conceptele de „liofilitate” și „liofobicitate”. Prin interacțiunea fazelor sistemelor dispersate se înțeleg procesele de solvatare (hidratare), adică formarea de învelișuri de solvat (hidrat) din moleculele mediului de dispersie în jurul particulelor fazei dispersate. Se numesc sisteme în care interacțiunea particulelor fazei dispersate cu solventul este puternic exprimată liofilizat(in legatura cu apa - hidrofil). Dacă particulele fazei dispersate constau dintr-o substanță care interacționează slab cu mediul, sistemele sunt liofob(in legatura cu apa - hidrofob). Termenul „liofil” provine din greacă. 1uo - mă dizolv și philia - iubire; „liofob” din luo – mă dizolv și fobie – ură, care înseamnă „dizolvarea nu iubitoare”. Sistemele dispersate liofile bine solvatate sunt formate prin dispersie spontană. Astfel de sisteme sunt stabile termodinamic. Exemple de astfel de sisteme sunt dispersiile unor argile și substanțe tensioactive (surfactanți), soluții de substanțe macromoleculare (HMW).
În solurile hidrofobe, particulele constau din compuși puțin solubili; afinitatea fazei dispersate față de solvent este absentă sau slab exprimată. Astfel de particule sunt slab solvatate. Solurile hidrofobe sunt clasa principală de soluții coloidale cu eterogenitate pronunțată și suprafață specifică mare.
Chimie generală: manual / A. V. Zholnin; ed. V. A. Popkova, A. V. Zholnina. - 2012. - 400 p.: ill.
Capitolul 13. CHIMIA FIZICĂ A SISTEMELOR DISPERSIVE
Capitolul 13. CHIMIA FIZICĂ A SISTEMELOR DISPERSIVE
Viața este un sistem coloidal special... este un tărâm special al apelor naturale.
IN SI. Vernadsky
13.1 SISTEME DISPERSIVE, CLASIFICAREA LOR, PROPRIETĂȚI
Soluții coloidale
Baza materială a civilizației moderne și însăși existența omului și a întregii lumi biologice este asociată cu sisteme dispersate. O persoană trăiește și lucrează într-un mediu cu sisteme dispersate. Aerul, în special aerul din încăperile de lucru, este un sistem dispersat. Multe produse alimentare, semifabricate și produse de prelucrare a acestora sunt sisteme dispersate (lapte, carne, pâine, unt, margarină). Multe substanțe medicinale sunt produse sub formă de suspensii sau emulsii subțiri, unguente, paste sau creme (protargol, colargol, gelatinol etc.). Toate sistemele vii sunt dispersate. Celulele musculare și nervoase, fibrele, genele, virusurile, protoplasma, sângele, limfa, lichidul cefalorahidian - toate acestea sunt formațiuni foarte dispersate. Procesele care au loc în ele sunt controlate de legi fizice și chimice, care sunt studiate de fizicochimia sistemelor dispersate.
Sistemele dispersate sunt sisteme în care substanța se află într-o stare de fragmentare mai mult sau mai puțin mare și este distribuită uniform în mediu. Știința sistemelor foarte dispersate se numește chimie coloidală. Materia vie se bazează pe compuși care se află în stare coloidală.
Sistemul dispersat constă dintr-un mediu de dispersie și o fază dispersată. Există mai multe clasificări ale sistemelor dispersate bazate pe diverse caracteristici ale sistemelor dispersate.
1. După starea de agregare mediu de dispersie Toate sistemele de dispersie pot fi reduse la 3 tipuri. Sisteme dispersate cu gaze
mediu de dispersie - aerosoli(fum, aer din interior, nori etc.). Sisteme de dispersie cu un mediu de dispersie lichid - liosolurile(spume, emulsii - lapte, suspensii, praf care a pătruns în căile respiratorii; sângele, limfa, urina sunt hidrosoli). Sisteme dispersate cu un mediu solid de dispersie - solidozoli(piatră ponce, silicagel, aliaje).
2. A doua clasificare grupează sistemele dispersate în funcție de dimensiunea particulelor fazei dispersate. Măsura fragmentării particulelor este fie dimensiunea transversală a particulei - raza (r), fie
(raza) particulelor (r) este exprimată în centimetri, apoi dispersia D este numărul de particule care pot fi împachetate strâns pe lungimea unui centimetru. În final, este posibil să se caracterizeze suprafața specifică (∑), unitățile lui ∑ sunt m 2 /g sau m 2 /l. Sub suprafata specificaînțelegeți relația dintre suprafață (S) a fazei dispersate la sa
coeficientul de dependență al suprafeței specifice de forma particulelor. Suprafața specifică este direct proporțională cu dispersia (D) și invers proporțională cu dimensiunea transversală a particulei (r). Odată cu creșterea dispersiei, de ex. odată cu scăderea dimensiunii particulelor, suprafața sa specifică crește.
A doua clasificare grupează sistemele dispersate în funcție de dimensiunea particulelor fazei dispersate în următoarele grupe (Tabelul 13.1): sisteme grosiere; soluții coloidale; solutii adevarate.
Sistemele coloidale pot fi gazoase, lichide și solide. Cel mai frecvent și mai studiat lichid (liosolurile). Soluțiile coloidale sunt denumite în mod obișnuit soluții pe scurt. În funcție de natura solventului - mediu de dispersie, i.e. apă, alcool sau eter, liosolii se numesc respectiv hidrosoli, alcosoli sau eterosoli. În funcție de intensitatea interacțiunii dintre particulele fazei dispersate și mediul de dispersie, solurile sunt împărțite în 2 grupe: liofilă- interacțiune intensă, în urma căreia se formează straturi de solvat dezvoltate, de exemplu, un sol de protoplasmă, sânge, limfă, amidon, proteine etc.; soluri liofobe- interacțiunea slabă a particulelor fazei dispersate cu particulele mediului de dispersie. Soluri de metale, hidroxizi, practic toate sistemele coloidale clasice. DIU și soluțiile de surfactant sunt separate în grupuri separate.
Tabelul 13.1. Clasificarea sistemelor dispersate după mărimea particulelor și proprietățile acestora
O mare contribuție la teoria soluțiilor coloidale a fost adusă de oamenii noștri de știință I.G. Borșciov, P.P. Weimarn, N.P. Peskov, D.I. Mendeleev, B.V. Deryagin, P.A. Relegator etc.
Orice soluție coloidală este un sistem microeterogen, multifazic, înalt și polidispers, cu un grad ridicat de dispersie. Condiția pentru formarea unei soluții coloidale este insolubilitatea substanței unei faze în substanța alteia, deoarece numai între astfel de substanțe pot exista interfețe fizice. În funcție de intensitatea interacțiunii dintre particulele fazei dispersate, se disting sistemele liber-disperse și legate-dispersate. Un exemplu al acestora din urmă sunt membranele biologice.
Prepararea soluțiilor coloidale se realizează prin două metode: dispersia particulelor mari la un grad de dispersie coloidal și condensare - crearea condițiilor în care atomii, moleculele sau ionii sunt combinați în agregate cu un grad de dispersie coloidal.
Metalele, sărurile puțin solubile în apă, oxizi și hidroxizi și multe substanțe organice nepolare pot forma hidrosoli. Substanțele care se dizolvă bine în apă, dar sunt slab solubile în compuși nepolari, nu sunt capabile să formeze hidrosoli, dar pot forma organosoluri.
La fel de stabilizatori se folosesc substanţe care împiedică agregarea particulelor coloidale în altele mai mari şi precipitarea acestora. Acest efect este posedat de: un mic exces de unul dintre reactivii din care se obtine substanta fazei dispersate, surfactanti, inclusiv proteine si polizaharide.
Pentru a obține dispersia necesară sistemelor coloidale (10 -7 -10 -9 m) aplicați:
Concasare mecanică folosind mori cu bile și coloidale în prezența unui mediu de dispersie lichid și a unui stabilizator;
Acțiunea ultrasunetelor (de exemplu, hidrosol de sulf, grafit, hidroxizi metalici etc.);
Metoda de peptizare, adăugând o cantitate mică de electrolit - peptizer;
Una dintre variantele metodei de condensare este metoda de înlocuire a solventului, care are ca rezultat o scădere a solubilității substanței fazei dispersate. Moleculele unei substanțe se condensează în particule de dimensiune coloidală ca urmare a distrugerii straturilor de solvat ale moleculelor într-o soluție adevărată și a formării de particule mai mari. În inima chimiei
Metodele de condensare termică sunt reacții chimice (oxidare, reducere, hidroliză, schimb) care conduc la formarea unor substanțe slab solubile în prezența anumitor stabilizatori.
13.2. PROPRIETĂȚI MOLECULAR-CINETICE ALE SOLUȚIILOR COLOIDE. OSMOZĂ.
PRESIUNE OSMOTICA
Mișcarea browniană - aceasta este mișcarea termică a particulelor din sistemele coloidale, care are o natură molecular-cinetică. S-a stabilit că mișcarea particulelor coloidale este rezultatul unor impacturi aleatorii provocate asupra lor de moleculele unui mediu de dispersie care se află în mișcare termică. Ca rezultat, particula coloidală își schimbă adesea direcția și viteza. Timp de 1 s, o particulă coloidală își poate schimba direcția de mai mult de 10 20 de ori.
prin difuzie numit proces spontan de nivelare a concentrației particulelor coloidale într-o soluție sub influența mișcării lor haotice termice. Fenomenul de difuzie este ireversibil. Coeficientul de difuzie este numeric egal cu cantitatea de substanță difuzată printr-o unitate de suprafață pe unitatea de timp la un gradient de concentrație de 1 (adică, o modificare a concentrației de 1 mol/cm3 la o distanță de 1 cm). A. Einstein (1906) a derivat o ecuație care raportează coeficientul de difuzie la temperatura absolută, vâscozitatea și dimensiunea particulelor fazei dispersate:
Unde T- temperatura, K; r- raza particulei, m; η - vâscozitate, Ns/m2; la B- constanta lui Boltzmann, 1,38 10 -23; D- coeficientul de difuzie, m 2 / s.
Coeficientul de difuzie este direct proportional cu temperatura si invers proportional cu vascozitatea mediului (η) si cu raza particulei (r). Cauza difuziei, precum și mișcarea browniană, este mișcarea molecular-cinetică a particulelor de solvent și substanță. Se știe că energia cinetică a unei molecule în mișcare este cu atât mai mică, cu atât volumul acesteia este mai mare (Tabelul 13.2).
Folosind ecuația Einstein, puteți determina cu ușurință masa unui mol de substanță dacă știți D, Tη și r. Din ecuația (13.1) se poate determina r:
Unde R- constanta universală a gazului, 8,3 (J/mol-K); N / A constanta Avogadro.
Tabelul 13.2. Coeficientul de difuzie al unor substanţe
În cazul în care sistemul este separat de alte părți ale sistemului printr-o partiție care este permeabilă la o componentă (de exemplu, apă) și impermeabilă la alta (de exemplu, o substanță dizolvată), difuzia devine unidirecțională (osmoză). Se numește forța care provoacă osmoza pe unitatea de suprafață a membranei presiune osmotica. Rolul pereților despărțitori (membrane) semipermeabile poate fi îndeplinit de țesuturi ale omului, animalelor și plantelor (vezica urinară, pereții intestinali, membranele celulare etc.). Pentru soluțiile coloidale, presiunea osmotică este mai mică decât în soluțiile adevărate. Procesul de difuzie este însoțit de apariția unei diferențe de potențial ca urmare a mobilității ionilor diferite și a formării unui gradient de concentrație (potențial de membrană).
Sedimentare. Distribuția particulelor este influențată nu numai de difuzie, ci și de câmpul gravitațional. Stabilitatea cinetică a unui sistem coloidal depinde de acțiunea a doi factori direcționați opus: forța gravitațională, sub care particulele se depun și forța la care particulele tind să se disperseze în volum și să contracareze decantarea.
Proprietățile optice ale soluțiilor coloidale. Difuzia luminii. D. Ecuația Rayleigh. Este imposibil să distingem la prima vedere între soluțiile coloidale și cele adevărate. Un sol bine pregătit este un lichid transparent aproape pur. Microeterogeneitatea sa poate fi detectată prin metode speciale. Dacă un sol situat într-un loc neluminat este iluminat cu un fascicul îngust, atunci când este privit din lateral, se poate vedea un con luminos, al cărui vârf este situat în punctul în care fasciculul intră în spațiul neomogen. Acesta este așa-numitul con al lui Tyndall - un fel de strălucire tulbure de coloizi, observată sub iluminare laterală, se numește efectul Faraday-Tyndall.
Motivul pentru acest fenomen caracteristic coloizilor este că dimensiunea particulelor coloidale este mai mică de jumătate din lungimea de undă a luminii, în timp ce se observă difracția luminii, ca urmare a împrăștierii, particulele strălucesc, transformându-se într-o sursă de lumină independentă, iar fasciculul devine vizibil.
Teoria împrăștierii luminii a fost dezvoltată de Rayleigh în 1871, care a derivat o ecuație pentru particulele sferice care raportează intensitatea luminii incidente (I 0) cu intensitatea luminii împrăștiate de o unitate de volum a sistemului (I p).
Unde eu, I0- intensitatea luminii împrăștiate și incidente, W/m 2 ; k p este constanta Rayleigh, constantă în funcție de indicile de refracție ai substanțelor fazei dispersate și a mediului de dispersie, m -3 ; cu v- concentrația particulelor de sol, mol/l; λ este lungimea de undă a luminii incidente, m; r- raza particulei, m.
13.3. TEORIA MICELARĂ A STRUCTURII PARTICULLOR COLOIDE
Micelele formează faza dispersată a solului, iar lichidul intermicelar formează un mediu de dispersie, care include un solvent, ioni electroliți și molecule neelectrolitice. O micelă constă dintr-un agregat neutru din punct de vedere electric și o particulă ionică. Masa unei particule coloidale este concentrată în principal în agregat. Agregatul poate avea atât structură amorfă, cât și cristalină. Conform regulii Panet-Fajans, ionii sunt adsorbiți ireversibil pe agregat cu formarea de legături puternice cu atomii agregatului, care fac parte din rețeaua cristalină a agregatului (sau izomorfă cu acesta). Un indicator al acestui lucru este insolubilitatea acestor compuși. Sunt chemați ioni determinanți potențiali. Ca rezultat al adsorbției selective a ionilor sau al ionizării moleculelor de suprafață, agregatul capătă o sarcină. Astfel, ionii agregați și determinanți de potențial formează miezul unei micele și se grupează în jurul ionilor de miez de semn opus - contraionii. Agregatul împreună cu partea ionogenă a micelilor formează un dublu strat electric (stratul de adsorbție). Agregatul împreună cu stratul de adsorbție se numește granulă. Sarcina granulei este egală cu suma sarcinilor contraionilor și ionilor determinanți de potențial. ionogene
o parte a micelului este formată din două straturi: adsorbție și difuză. Aceasta completează formarea unei micele neutre din punct de vedere electric, care stă la baza unei soluții coloidale. O micelă este prezentată ca formula coloid-chimică.
Să luăm în considerare structura unei micele de hidrosol folosind exemplul formării unei soluții coloidale de sulfat de bariu în condiția unui exces de BaCl2:
Sulfatul de bariu puțin solubil formează un agregat cristalin constând din m Molecule de BaSO4. Adsorbit pe suprafața agregatului n Ioni Ba 2+. Există 2 (n - X) ion clorura C1 - . Contraionii rămași (2x) sunt localizați în stratul difuz:
Structura unei micele dintr-un sol de sulfat de bariu obținut cu un exces de sulfat de sodiu se scrie astfel:
Din datele de mai sus, că semnul sarcinii unei particule coloidale depinde de condiţiile de obţinere a unei soluţii coloidale.
13.4. POTENȚIAL ELECTROCINETIC
PARTICULE COLOIDE
Zeta-(ζ )-potenţial. Valoarea sarcinii potențialului ζ este determinată de sarcina granulei. Este determinată de diferența dintre suma sarcinilor ionilor determinanți de potențial și sarcinile contraionilor aflați în stratul de adsorbție. Ea scade pe măsură ce numărul de contraioni din stratul de adsorbție crește și poate deveni egal cu zero dacă sarcina contraionilor este egală cu sarcina nucleului. Particula va fi într-o stare izoelectrică. Mărimea potențialului ζ poate fi folosită pentru a evalua stabilitatea unui sistem dispers, structura acestuia și proprietățile electrocinetice.
Potențialul ζ al diferitelor celule ale corpului variază. Protoplasma vie este încărcată negativ. La pH 7,4, valoarea potențialului ζ al eritrocitelor este de la -7 la -22 mV, la om este de -16,3 mV. Monocitele sunt de aproximativ 2 ori mai mici. Potențialul electrocinetic este calculat prin determinarea vitezei particulelor fazei dispersate în timpul electroforezei.
Mobilitatea electroforetică a particulelor depinde de un număr de mărimi și este calculată folosind ecuația Helmholtz-Smoluchowski:
Unde si ef- mobilitate electroforetică (viteza electroforezei), m/s; ε este permisivitatea relativă a soluției; ε 0 - constantă electrică, 8,9 10 -12 A s / W m; Δφ - diferența de potențial de la o sursă externă de curent, V; ζ - potenţialul electrocinetic, V; η este vâscozitatea mediului de dispersie, Ns/m2; l- distanta intre electrozi, m; la f- coeficient, a cărui valoare depinde de forma particulei coloidale.
13.5. FENOMENE ELECTROCINETICE.
ELECTROFOREZĂ. ELECTROFOREZĂ
ÎN CERCETARE MEDICALĂ ŞI BIOLOGICĂ
Fenomenele electrocinetice reflectă relația care există între mișcarea fazelor unui sistem dispers între ele și proprietățile electrice ale interfeței dintre aceste faze. Există patru tipuri de fenomene electrocinetice - electroforeză, electroosmoză, potențial de curgere (curgere) și potențial de subsidență (sedimentare). Fenomenele electrocinetice au fost descoperite de F.F. Reiss. Într-o bucată de lut umed, a scufundat la oarecare distanță două tuburi de sticlă, în care a turnat puțin nisip cuarțos, a turnat apă la același nivel și a coborât electrozii (Fig. 13.1).
Prin trecerea unui curent continuu, Reiss a constatat ca in spatiul anodic apa de deasupra stratului de nisip devine tulbure datorita aparitiei unei suspensii de particule de argila, in acelasi timp si nivelul apei din genunchi scade; în tubul catodic, apa rămâne limpede, dar nivelul ei crește. Pe baza rezultatelor experimentului, putem concluziona că particulele de argilă care se deplasează spre electrodul pozitiv sunt încărcate negativ, iar stratul de apă adiacent este încărcat pozitiv, pe măsură ce se deplasează către polul negativ.
Orez. 13.1. Fenomene electrocinetice de mișcare a particulelor din faza dispersată
într-un sistem dispers
Fenomenul de mișcare a particulelor încărcate ale fazei dispersate în raport cu particulele mediului de dispersie sub acțiunea unui câmp electric se numește electroforeză. Se numește fenomenul de mișcare a unui lichid față de faza solidă printr-un solid poros (membrană). electroosmoza.În condițiile experimentului descris, s-au observat simultan două fenomene electrocinetice - electroforeză și electroosmoză. Mișcarea particulelor coloidale într-un câmp electric este o dovadă clară că particulele coloidale poartă o sarcină pe suprafața lor.
O particulă coloidală - o micelă poate fi considerată un ion complex de dimensiuni uriașe. O soluție coloidală suferă electroliză sub influența curentului continuu, particulele coloidale sunt transferate la anod sau catod (în funcție de sarcina particulei coloidale). Prin urmare, electroforeza este electroliza unui sistem foarte dispersat.
Ulterior, au fost descoperite 2 fenomene opuse electroforezei și electroosmozei. Dorn a descoperit că atunci când orice particule se depun într-un lichid, cum ar fi nisipul în apă, apare un EMF între 2 electrozi introduși în locuri diferite ale coloanei de lichid, numite potenţial de sedimentare (efectul Dorn).
Când un lichid este forțat printr-o partiție poroasă, pe ambele părți ale căreia există electrozi, apare și un EMF - potenţial de curgere (curgere).
Particula coloidală se mișcă cu o viteză proporțională cu valoareaζ -potenţial. Dacă sistemul are un amestec complex, atunci este posibil să îl studiezi și să-l separăm folosind metoda electroforezei bazată pe mobilitatea electroforetică a particulelor. Acesta este utilizat pe scară largă în cercetarea biomedicală sub formă de macro și micro electroforeză.
Câmpul electric generat face ca particulele fazei dispersate să se miște cu o viteză proporțională cu valoarea potențialului ζ, care poate fi observată prin deplasarea interfeței dintre soluția de testare și tampon folosind dispozitive optice. Ca rezultat, amestecul este împărțit într-un număr de fracții. La înregistrare se obține o curbă cu mai multe vârfuri, înălțimea vârfului este un indicator cantitativ al conținutului fiecărei fracții. Această metodă face posibilă izolarea și studierea fracțiilor individuale ale proteinelor plasmatice ale sângelui. Electroforegramele plasmatice ale tuturor oamenilor sunt în mod normal aceleași. În patologie, au un aspect caracteristic fiecărei boli. Sunt folosite pentru a diagnostica și trata boli. Electroforeza este folosită pentru a separa aminoacizi, antibiotice, enzime, anticorpi etc. Microelectroforeza constă în determinarea vitezei de mișcare a particulelor la microscop, electroforeza - pe hârtie. Fenomenul de electroforeză are loc în timpul migrării leucocitelor în focare inflamatorii. Sunt dezvoltate și implementate ca metode de tratament imunoelectroforeza, electroforeza discului, izotachoforeza etc., care rezolvă multe probleme medicale și biologice, atât de pregătire cât și analitică.
13.6. STABILITATEA SOLUȚIILOR COLOIDE. STABILITATEA LA SEDIMENTAREA, AGEGAREA ȘI LA CONDENSARE A LIOSOLURILOR. FACTORI CARE AFECTEAZĂ DURABILITATEA
Problema stabilității sistemelor coloidale este o întrebare foarte importantă legată direct de însăși existența lor. Rezistenta la sedimentare- rezistenţa particulelor sistemului dispersat la decantare sub acţiunea gravitaţiei.
Peskov a introdus conceptul de stabilitate agregativă și cinetică. Stabilitate cinetică- capacitatea fazei dispersate a sistemului coloidal de a fi în stare suspendată, de a nu sedimenta și de a contracara forțele gravitaționale. Sistemele foarte dispersate sunt stabile din punct de vedere cinetic.
Sub stabilitate agregativă este necesar să se înțeleagă capacitatea unui sistem dispers de a menține gradul inițial de dispersie. Acest lucru este posibil doar cu un stabilizator. Consecința încălcării stabilității agregative este instabilitatea cinetică,
pentru că se evidențiază agregatele formate din particulele inițiale sub acțiunea gravitației (se depun sau plutesc).
Stabilitatea agregativă și cinetică sunt interdependente. Cu cât este mai mare stabilitatea agregativă a sistemului, cu atât este mai mare stabilitatea lui cinetică. Stabilitatea este determinată de rezultatul luptei dintre gravitație și mișcarea browniană. Acesta este un exemplu de manifestare a legii unității și a luptei contrariilor. Factorii care determină stabilitatea sistemelor: mișcarea browniană, dispersia particulelor fazei dispersate, vâscozitatea și compoziția ionică a mediului de dispersie etc.
Factori de stabilitate ai soluțiilor coloidale: prezența unei sarcini electrice de particule coloidale. Particulele poartă aceeași sarcină, așa că atunci când se întâlnesc, particulele se resping reciproc; capacitatea de a solvata (hidrata) ionii stratului difuz. Cu cât ionii din stratul difuz sunt mai hidratați, cu atât învelișul general de hidratare este mai gros, cu atât sistemul este mai stabil. Forțele elastice ale straturilor de solvat au un efect de pene asupra particulelor dispersate și împiedică apropierea acestora; proprietăţile de adsorbţie-structurare ale sistemelor. Al treilea factor este legat de proprietățile de adsorbție ale sistemelor dispersate. Pe suprafața dezvoltată a fazei dispersate, moleculele de substanțe active de suprafață (surfactanți) și compuși macromoleculari (HMC) sunt ușor absorbite. Dimensiunile mari ale moleculelor care poartă propriile straturi de solvatare creează straturi de adsorbție-solvatare de lungime și densitate considerabile pe suprafața particulelor. Astfel de sisteme sunt apropiate ca stabilitate de sistemele liofile. Toate aceste straturi au o anumită structură, sunt create conform P.A. Reliant bariera structural-mecanica pe calea convergentei particulelor dispersate.
13.7. COAGULAREA TALPĂ. REGULI DE COAGULARE. CINETICA COAGULĂRII
Solii sunt sisteme instabile termodinamic. Particulele fazei dispersate a solurilor tind să reducă energia de suprafață liberă prin reducerea suprafeței specifice a particulelor coloidale, care apare atunci când sunt combinate. Procesul de combinare a particulelor coloidale în agregate mai mari și în cele din urmă de precipitare a acestora se numește coagulare.
Coagularea este cauzată de diverși factori: impact mecanic, modificarea temperaturii (fierbe și îngheț), radiații
ion, materii străine, în special electroliți, timp (îmbătrânire), concentrația fazei dispersate.
Cel mai studiat proces este coagularea solurilor de către electroliți. Există următoarele reguli pentru coagularea solurilor cu electroliți.
1. Toți electroliții sunt capabili să provoace coagularea solurilor liofobe. Efectul de coagulare (P) este posedat de ionii care au o sarcină opusă sarcinii granulei (ioni potențial determinanți) și același semn ca contraionii. (regula lui Hurdy). Coagularea solurilor încărcate pozitiv este cauzată de anioni.
2. Capacitatea de coagulare a ionilor (P) depinde de mărimea încărcăturii lor. Cu cât este mai mare sarcina ionului, cu atât este mai mare efectul său de coagulare. (regula lui Schulze): PA1 3+ > PCa 2+ > PK + .
În consecință, pentru pragul de coagulare, putem scrie:
acestea. cu cât sarcina ionică este mai mică, cu atât concentrația se va coagula mai mare.
3. Pentru ionii cu aceeași sarcină, capacitatea de coagulare depinde de raza (r) a ionului solvat: cu cât raza este mai mare, cu atât efectul său de coagulare este mai mare:
4. Fiecare electrolit se caracterizează printr-o concentrație-prag a procesului de coagulare a soluției coloidale (pragul de coagulare), adică. cea mai mică concentrație, exprimată în milimoli, care trebuie adăugată la un litru de soluție coloidală pentru a determina coagularea acesteia. Pragul de coagulare sau concentrația prag este notat C k. Pragul de coagulare este o caracteristică relativă a stabilității solului față de un electrolit dat și este reciproca capacității de coagulare:
5. Efectul de coagulare al ionilor organici este mai mare decât al celor anorganici; coagularea multor soluri liofobe are loc mai devreme,
decât este atinsă starea lor izoelectrică, la care începe coagularea explicită. Această acțiune se numește critic. Valoarea sa este de +30 mV.
Procesul de coagulare pentru fiecare sistem dispers se desfășoară cu o anumită viteză. Dependența vitezei de coagulare de concentrația electrolitului de coagulare este prezentată în fig. 13.2.
Orez. 13.2. Dependența vitezei de coagulare de concentrația de electroliți.
Explicații în text
Sunt identificate trei regiuni și două puncte caracteristice ale lui A și B. Zona delimitată de linia OA (de-a lungul axei concentrației) se numește zonă de coagulare latentă. Aici, rata de coagulare este aproape zero. Aceasta este zona de stabilitate a solului. Între punctele A și B există o zonă de coagulare lentă, în care viteza de coagulare depinde de concentrația de electroliți. Punctul A corespunde celei mai scăzute concentrații de electrolit, la care începe coagularea explicită (pragul de coagulare) și are o valoare critică. Această etapă poate fi judecată după semne externe: o schimbare a culorii, apariția turbidității. Există o distrugere completă a sistemului coloidal: eliberarea substanței fazei dispersate într-un precipitat, care se numește coagula.În punctul B, începe coagularea rapidă, adică toate ciocnirile de particule sunt eficiente și nu depind de concentrația de electrolit. În punctul B, potențialul ζ este egal cu 0. Cantitatea de substanță necesară coagulării unei soluții coloidale depinde dacă electrolitul se adaugă imediat sau treptat, în porții mici. S-a observat că în acest din urmă caz trebuie adăugată mai multă substanță pentru a produce același fenomen de coagulare. Acest fenomen este utilizat în dozarea medicamentelor.
Dacă îmbinați două soluții coloidale cu sarcini opuse, acestea se coagulează rapid. Procesul este de natură electrostatică. Este folosit pentru tratarea apelor industriale și uzate. La instalațiile de apă, se adaugă sulfat de aluminiu sau clorură de fier (III) în apă înaintea filtrelor cu nisip. În timpul hidrolizei lor, se formează soluri încărcate pozitiv de hidroxizi metalici, care provoacă coagularea particulelor încărcate negativ de microfloră, sol și impurități organice.
Fenomenele de coagulare joacă un rol foarte important în sistemele biologice. Sângele integral este o emulsie. Elemente formate din sânge - o fază dispersată, plasmă - un mediu de dispersie. Plasma este un sistem mai dispersat. Faza dispersată: proteine, enzime, hormoni. Sistemul de coagulare a sângelui și sistemul anticoagulare funcționează. Prima este furnizată de trombina, care acționează asupra fibrinogenului și provoacă formarea de filamente de fibrină (cheag de sânge). Eritrocitele se sedimentează la o anumită viteză (VSH). Procesul de coagulare asigură pierderi minime de sânge și formarea de cheaguri de sânge în sistemul circulator. În patologie, eritrocitele adsorb molecule mari de gama globuline și fibrinogeni, iar VSH crește. Principala capacitate anticoagulantă a sângelui este heparina anticoagulantă a sângelui. În clinici, se folosesc coagulograme - un set de teste pentru coagularea și anticoagularea sângelui (conținut de protrombină, timpul de recalcificare a plasmei, toleranța la heparină, fibrinogenul total etc.), acest lucru este important pentru sângerări severe, cu formarea de cheaguri de sânge. Coagularea sângelui trebuie luată în considerare atunci când este conservată. Ionii de Ca 2+ sunt îndepărtați cu nitrat de sodiu pentru a precipita, ceea ce crește coagularea. Aplicați anticoagulant, heparină, dicumarină. Polimerii utilizați pentru înlocuirea endoprotezelor a elementelor sistemului cardiovascular trebuie să aibă proprietăți antitrombogenice sau tromborezistente.
13.8. STABILIZAREA SISTEMELOR COLOIDICE (PROTECȚIA SOLUȚILOR COLOIDICE)
Stabilizarea soluțiilor coloidale în raport cu electroliții prin crearea de straturi suplimentare de adsorbție pe suprafața particulelor coloidale cu proprietăți structurale și mecanice îmbunătățite, adăugând o cantitate mică de soluție de mare
s-a numit compuși comoleculari (gelatina, cazeinat de sodiu, albumină de ou etc.). protectie coloidala. Solurile protejate sunt foarte rezistente la electroliți. Solul protejat capătă toate proprietățile polimerului adsorbit. Sistemul dispersat devine liofil și, prin urmare, stabil. Efectul protector al DIU sau agentului tensioactiv este caracterizat de un număr de protecție. Numărul de protecție trebuie înțeles ca masa minimă de DIU (în miligrame) care trebuie adăugată la 10 ml de Sol investigat pentru a-l proteja de coagulare atunci când în sisteme se introduce 1 ml dintr-o soluție de clorură de sodiu 10%. Gradul de acțiune protectoare al soluțiilor HMS depinde de: natura HMS, natura solului protejat, gradul de dispersie, pH-ul mediului și impurități.
Fenomenul de protecție coloidală în organism joacă un rol foarte important într-o serie de procese fiziologice. Diferite proteine, polizaharide, peptide au un efect protector în organism. Ele adsorb Ca pe particulele coloidale ale unor astfel de sisteme hidrofobe ale corpului, cum ar fi carbonați, fosfați de calciu, transpunându-le într-o stare stabilă. Exemple de soluri protejate sunt sângele și urina. Dacă evaporați 1 litru de urină, colectați precipitatul rezultat și apoi încercați să-l dizolvați în apă, atunci este nevoie de 14 litri de solvent. Prin urmare, urina este o soluție coloidală în care particulele dispersate sunt protejate de albumine, mucine și alte proteine. Proteinele serice cresc solubilitatea carbonatului de calciu de aproape 5 ori. Conținutul crescut de fosfat de calciu din lapte se datorează protecției proteice, care este încălcată în timpul îmbătrânirii.
În dezvoltarea aterosclerozei, echilibrul leucetină-colesterol joacă un rol important, încălcarea căruia raportul dintre colesterol, fosfolipide și proteine se modifică, ducând la depunerea colesterolului pe pereții vaselor de sânge, ducând la aterocalcinoză. Un rol important în protecție este acordat componentelor de grăsime-proteine moleculare mari. Pe de altă parte, capacitatea sângelui de a se menține în stare dizolvată în concentrații mari de gaze de carbon și oxigen se datorează și efectului protector al proteinelor. În acest caz, proteinele învelesc microbulele de gaz și le protejează împotriva lipirii.
Protecția particulelor coloidale utilizate la fabricarea medicamentelor.În organism, este adesea necesară introducerea substanțelor medicinale în stare coloidală, astfel încât acestea să fie distribuite uniform în organism și absorbite. Deci, se folosesc soluții coloidale de argint, mercur, sulf protejate de substanțe proteice
ca medicamente (protargol, collargol, lisorginon), nu numai că devin insensibile la electroliți, dar pot fi și evaporate până la uscare. Reziduul uscat după tratarea cu apă se transformă din nou într-un sol.
13.9. PEPTIZARE
Peptizare - proces, inversul coagulării, procesul de tranziție a coagulatului la sol. Peptizarea are loc atunci când la precipitat (coagulat) se adaugă substanțe care facilitează tranziția precipitatului într-un sol. Ei sunt numiti, cunoscuti congestie pepti. De obicei, peptidizatorii sunt ioni care determină potențialul. De exemplu, un precipitat de hidroxid de fier (III) este peptizat cu săruri de fier (III). Dar solventul (H 2 O) poate juca și rolul unui peptizer. Procesul de peptizare se datorează fenomenelor de adsorbție. Peptizerul facilitează formarea unei structuri electrice cu dublu strat și formarea unui potențial zeta.
În consecință, procesul de peptizare se datorează în principal adsorbției ionilor determinanți de potențial și desorbției contraionilor, care au ca rezultat creșterea potențialului ζ al particulelor dispersate și creșterea gradului de solvatare (hidratare), formarea de învelișuri de solvat în jurul particulelor care produc un efect de wedging (peptizare prin adsorbție).
Pe lângă adsorbție, există și peptizare de dizolvare. Acest tip acoperă totul atunci când procesul de peptizare este asociat cu o reacție chimică a moleculelor de suprafață ale fazei dispersate. Se compune din două faze: formarea unui peptizer prin reacția chimică a electrolitului introdus de peptizer cu o particulă dispersată; adsorbția peptizatorului rezultat pe suprafața fazei dispersate, ducând la formarea micelilor și peptizarea precipitatului. Un exemplu tipic de peptizare prin dizolvare este peptizarea hidroxizilor metalici cu acizi.
Fineţea maximă a solurilor obţinute prin peptizare prin adsorbţie este determinată de gradul de fineţe al particulelor primare care formează fulgii precipitat. În timpul peptizării prin dizolvare, limita de fragmentare a particulelor poate părăsi regiunea coloizilor și poate atinge gradul molecular de dispersie. Procesul de peptizare este de mare importanță în organismele vii, deoarece coloizii celulelor și fluidele biologice sunt expuși constant la acțiunea electroliților din organism.
Acțiunea multor detergenți, inclusiv a detergenților, se bazează pe fenomenul de peptizare. Ionul coloidal al săpunului este un dipol, este adsorbit de particulele de murdărie, le conferă o încărcare și le promovează peptizarea. Murdăria sub formă de sol este ușor de îndepărtat de pe suprafață.
13.10. GELURI ȘI JELE. TIXOTROPIE. SINEREZĂ
Soluțiile de HMS și solurile unor coloizi hidrofobi sunt capabile să sufere modificări în anumite condiții: se produc pierderea fluidității, gelificarea, gelificarea soluțiilor și se formează jeleuri și geluri (din latină „înghețat”).
Jeleuri (geluri)- acestea sunt sisteme solide, nefluide, structurate, rezultate din acțiunea forțelor de coeziune moleculară între particulele coloidale sau macromoleculele polimerilor. Forțele interacțiunii intermoleculare duc la formarea unui cadru de grilă spațială, celulele grilelor spațiale sunt umplute cu o soluție lichidă, ca un burete înmuiat într-un lichid. Formarea jeleului poate fi reprezentată ca sărare din DIU sau stadiul inițial de coagulare, apariția structurii coagulării.
O soluție apoasă de gelatină, atunci când amestecul este încălzit la 45 ° C, devine un mediu lichid omogen. Când este răcită la temperatura camerei, vâscozitatea soluției crește, sistemul își pierde fluiditatea, se gelifică, consistența masei semisolide își păstrează forma (poate fi tăiată cu un cuțit).
În funcție de natura substanțelor care formează jeleul sau gelul, există: construite din particule dure - fragile (ireversibile); format din macromolecule flexibile – elastice (reversibile). Cele fragile sunt formate din particule coloidale (TiO2, SiO2). Uscat este o spumă tare cu o suprafață specifică mare. Jeleul uscat nu se umflă, uscarea provoacă modificări ireversibile.
Gelurile elastice sunt formate din polimeri. La uscare, se deformează ușor, se comprimă, se obține un polimer uscat (pirogel), care păstrează elasticitatea. Este capabil să se umfle într-un solvent adecvat, procesul este reversibil și poate fi repetat de multe ori.
Legăturile moleculare slabe din jeleuri pot fi distruse mecanic (prin agitare, turnare, temperatură). Ruperea legăturii provoacă distrugerea structurii, particulele dobândesc capacitatea
la mișcarea termică, sistemul se lichefiază și devine fluid. După ceva timp, structura își revine spontan. Acest lucru poate fi repetat de zeci de ori. Această transformare reversibilă se numește tixotropie. Această transformare izotermă poate fi reprezentată prin schema:
Tixotropia se observă în soluții slabe de gelatină, protoplasmă celulară. Reversibilitatea tixotropiei indică faptul că structurarea în sistemele corespunzătoare se datorează forțelor intermoleculare (van der Waals) - o structură de coagulare-tixotropă.
Gelurile din organism sunt creierul, pielea, globul ocular. Structura de tip condensare-cristalizare se caracterizează printr-o legătură chimică mai puternică. În acest caz, reversibilitatea modificărilor tixotrope este încălcată (gel de acid silicic).
Jeleul este o stare de neechilibru a sistemului, o anumită etapă a procesului care se desfășoară lent de separare a fazelor și apropierea sistemului de starea de echilibru. Procesul se reduce la comprimarea treptată a cadrului de jeleu într-o masă compactă mai densă cu comprimarea celei de-a doua faze lichide mobile, care este ținută mecanic în grila spațială a cadrului. Pe suprafața jeleului în timpul depozitării, la început, apar picături separate de lichid, care în timp cresc și se contopesc într-o masă continuă a fazei lichide. Acest proces spontan de exfoliere cu jeleu se numește sinereză. Pentru jeleurile fragile, sinereza este o agregare ireversibilă a particulelor, compactarea întregii structuri. Pentru jeleul DIU, creșterea temperaturii poate opri sinereza și readuce jeleul în poziția inițială. Separarea cheagurilor de sânge coagulate, întărirea pâinii, înmuierea produselor de cofetărie sunt exemple de sinereză. Țesuturile tinerilor sunt elastice, conțin mai multă apă, elasticitatea se pierde cu vârsta, mai puțină apă este sinereză.
13.11. ÎNTREBĂRI ȘI SARCINI DE AUTOVERIFICARE
PREGĂTIT PENTRU CLASURI ȘI EXAMENE
1. Dați conceptul de sisteme dispersate, fază dispersată și mediu de dispersie.
2. Cum sunt clasificate sistemele dispersate în funcție de starea de agregare a fazei dispersate și a mediului de dispersie? Dați exemple de profil biomedical.
3. Cum sunt clasificate sistemele dispersate în funcție de puterea interacțiunii intermoleculare din ele? Dați exemple de profil biomedical.
4. Partea principală a aparatului „rinichi artificial” este dializatorul. Care este principiul dispozitivului celui mai simplu dializator? Ce impurități pot fi îndepărtate din sânge prin dializă? Ce factori influențează rata de dializă?
5. În ce moduri se pot distinge o soluție dintr-o substanță cu greutate moleculară mică și o soluție coloidală? Pe ce proprietăți se bazează aceste metode?
6. În ce moduri se poate distinge un sol de un sistem grosier? Pe ce proprietăți se bazează aceste metode?
7. Care sunt metodele de obținere a sistemelor coloidal-disperse? Cum se deosebesc unul de celălalt?
8. Care sunt caracteristicile proprietăților molecular-cinetice și optice ale sistemelor coloidal-disperse? Ce le diferențiază de soluțiile adevărate și sistemele grosiere?
9. Dați conceptul de stabilitate agregativă, cinetică și de condensare a sistemelor disperse. Factorii care determină stabilitatea sistemelor.
10. Arătați relația dintre proprietățile electrocinetice ale sistemelor dispersate coloidale.
11. Ce fenomene electrocinetice se observă în timpul amestecării mecanice a particulelor fazei dispersate: a) raportat la mediul de dispersie; b) raportat la particulele fazei dispersate?
12. Explicați care dintre următoarele preparate se referă la soluții coloidale: a) un preparat de sulfat de bariu în apă, utilizat ca agent de contrast în studiile cu raze X cu o dimensiune a particulei de 10 -7 m; b) un preparat de argint în apă - colargol, utilizat pentru tratarea rănilor purulente cu o dimensiune a particulelor de 10 -9 m.
13. Conceptul de coagulare a solurilor. Coagularea solurilor liofile. Care sunt semnele externe ale coagulării? Precizați posibilii produși de coagulare ai solurilor.
14. Factori care cauzează coagularea solurilor. Reguli pentru coagularea solurilor cu electroliți. Cinetica coagulării. pragul de coagulare.
15. Ca urmare a încălcării homeostaziei micro (Ca 2+) - și macro (C 2 O 4 2-) -element și acido-bazic în tractul gastrointestinal, la rinichi apare următoarea reacție:
Care este sarcina solului? Care dintre ionii indicați va avea efect de coagulare pentru particulele acestui sol: K + , Mg 2+ , SO 4 2- , NO 3 - , PO 4 3- , Al 3+ ?
Se formează un sol de oxalat de calciu. Să notăm formula micelei solului
(13.3.).
Sarcina granulei solului este pozitivă, ceea ce înseamnă că ionii vor avea un efect de coagulare (k) pentru particulele acestui sol: SO 4 2-, PO 4 3-, NO 3 -, conform regulii lui Hardy. Cu cât este mai mare sarcina ionului de coagulare, cu atât efectul său de coagulare este mai puternic (regula lui Schulze). Conform regulii Schulze, acești anioni pot fi aranjați pe următorul rând: C la P0 4 3-> C la SO 4 2-> C la NO 3 -. Cu cât sarcina ionică este mai mică, cu atât concentrațiile mai mari vor provoca coagularea. Pragul de coagulare (p) este o caracteristică relativă a stabilității solului față de un electrolit dat și este reciproca lui
13.12. TESTE
1. Alegeți afirmația greșită:
a) metodele de condensare pentru obţinerea soluţiilor coloidale includ OVR, hidroliza, înlocuirea solventului;
b) metodele de dispersie pentru obţinerea soluţiilor coloidale includ mecanice, ultrasonice, peptizare;
c) proprietățile optice ale sistemelor coloidale includ opalescența, difracția, efectul Tyndall;
d) proprietățile molecular-cinetice ale sistemelor coloidale includ mișcarea browniană, împrăștierea luminii și o schimbare a culorii soluției.
2. Alegeți afirmația greșită:
a) electroforeza este mișcarea unei faze dispersate într-un câmp electric față de un mediu de dispersie staționar;
b) electroosmoza este mișcarea în câmpul electric a mediului de dispersie față de faza staționară dispersată;
c) pătrunderea lichidelor ce conţin ioni şi molecule terapeutice prin sistemul capilar sub influenţa unui câmp electric se numeşte electrodializă;
d) electroforeza este utilizată pentru a separa proteinele, acizii nucleici și celulele sanguine.
3. O soluție coloidală care și-a pierdut fluiditatea este:
a) emulsie;
b) gel;
c) sol;
d) suspendare.
4. Plasma sanguină este:
a) sol;
b) gel;
c) soluție adevărată;
d) emulsie.
5. Un sistem eterogen format dintr-un microcristal dintr-o fază dispersată înconjurat de ioni stabilizatori solvați se numește:
a) o granulă;
b) miezul;
c) unitatea;
d) micela.
6. Când se formează o micelă, ionii care determină potențialul sunt adsorbiți conform regulii:
a) Schulze-Hardy;
b) Relegator;
c) Faianta Panet;
d) Shilova.
7. O granulă micelară este un agregat:
a) împreună cu stratul de adsorbție;
b) strat de difuzie;
c) straturi de adsorbţie şi difuzie;
d) ioni determinanți de potențial.
8. Potențialul interfacial este potențialul dintre:
a) fazele solide si lichide;
b) straturile de adsorbție și difuze la limita de alunecare;
c) nucleu și contraioni;
d) ioni și contraioni determinanți de potențial.
9. Capacitatea membranelor fin poroase de a reține particulele fazei dispersate și de a trece liber ionii și moleculele se numește:
nr 6. Pentru clasificarea sistemelor dispersate, vezi tabelul. 3.
|
CLASIFICAREA SISTEMELOR DISPERSIVE Tabel PE STAT DE AGREGAT |
||
|
Mediu de dispersie |
dispersat |
Exemple de sisteme de dispersie naturale și domestice |
|
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 (praf și furtuni de nisip), aerosoli solizi |
|
|
Lichid |
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, |
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 | |
Lecție de chimie în clasa a 11-a: „Sisteme și soluții dispersate”
Scopul este de a da conceptului de sisteme dispersate clasificarea lor. Să dezvăluie importanța sistemelor coloidale în viața naturii și a societății. Arătați relativitatea împărțirii soluțiilor în adevărate și coloidale.
Echipamente si materiale:
Hărți tehnologice: diagramă-tabel, lucru de laborator, instrucțiuni.
Echipament pentru lucrul de laborator:
Reactivi: soluție de zahăr, soluție de clorură de fier (III), un amestec de apă și nisip de râu, gelatină, pastă, ulei, soluție de clorură de aluminiu, soluție de sare comună, un amestec de apă și ulei vegetal.
Pahare chimice
Filtre de hârtie.
Foaie neagra.
Lanterne
Cursul lecției de chimie în clasa a 11-a:
| Etapa lecției | Caracteristicile scenei | Acțiunile profesorului | Acțiunile elevilor |
| Organizatoric (2 min.) | Pregătirea pentru lecție | Salută elevii. |
Pregătește-te pentru lecție. Salutați profesorul. |
| Introducere (5 min.) | Introducere într-un subiect nou. |
Conduce la subiectul lecției, sarcini și „întrebări pentru tine” Prezintă subiectul lecției. Afișează sarcinile lecției de astăzi. |
Participați la discuția despre subiect. Familiarizați-vă cu subiectul lecției și sarcinile (ANEXA Nr. 1) Notează trei întrebări pe tema la care ai vrea să fi răspuns. |
|
Partea teoretică (15 minute.) |
Explicarea noului subiect. | Oferă sarcini pentru lucrul în grup pentru a căuta material nou (ANEXA Nr. 3,4) | Uniți în grupuri, îndeplinesc sarcini în conformitate cu harta tehnologică prevăzută de schemă (ANEXA Nr. 4) și cerințele profesorului. |
| Rezumarea părții teoretice (8 min.) | Concluzii bazate pe cunoștințele teoretice obținute. |
În prealabil, el agăță diagrame goale (format A3) pe tablă pentru umplerea vizuală de către studenți. (ANEXA №4) Împreună cu elevii formulează principalele concluzii teoretice. |
Markerii completează schemele corespunzătoare celei la care au lucrat, raportează munca depusă pe grupe Notează principalele concluzii în hărțile tehnologice. |
| Partea practică (10 min.) | Efectuarea lucrărilor de laborator, consolidarea experienței acumulate. | Oferă efectuarea lucrărilor de laborator pe tema „Sisteme dispersate” (ANEXA Nr. 2) | Efectuați lucrări de laborator (ANEXA Nr. 2), completați formularele, în conformitate cu instrucțiunile de lucru de laborator și cerințele profesorului. |
|
Rezumat și concluzii (5 min.) |
Rezumând lecția. Teme pentru acasă. |
Împreună cu elevii face o concluzie despre subiect. Sugerează să coreleze întrebările care au fost scrise la începutul lecției cu cele primite la sfârșitul lecției. |
Rezumând, notând temele. |
Forme și metode de control:
Scheme tehnologice de umplere (ANEXA Nr. 4).
Lucrari de laborator (ANEXA Nr. 2)
Controlul se efectuează frontal, în formă orală și scrisă. Pe baza rezultatelor lucrărilor de laborator, fișele cu lucrări de laborator sunt predate profesorului pentru verificare.
1. Introducere:
Care este diferența dintre marmură și granit? Dar apa minerală și distilată?
(răspuns: marmura este o substanță pură, granitul este un amestec de substanțe, apa distilată este o substanță pură, apa minerală este un amestec de substanțe).
Bun. Dar laptele? Este o substanță pură sau un amestec? Și aerul?
Starea oricărei substanțe pure este descrisă foarte simplu - solid, lichid, gazos.
Dar substanțele absolut pure nu există în natură. Chiar și o cantitate mică de impurități poate afecta semnificativ proprietățile substanțelor: punctul de fierbere, conductivitate electrică și termică, reactivitate etc.
Obținerea unor substanțe absolut pure este una dintre cele mai importante sarcini ale chimiei moderne, deoarece puritatea unei substanțe determină posibilitatea de manifestare a mijloacelor sale individuale (demonstrarea reactivilor marcați).
În consecință, în natură și viața practică a omului, nu există substanțe individuale, ci sistemele lor.
Amestecuri de diferite substanțe în diferite stări de agregare pot forma sisteme eterogene și omogene. Sistemele omogene sunt soluțiile cu care ne-am familiarizat în ultima lecție.
Astăzi ne vom familiariza cu sistemele eterogene.
2. Tema lecției de astăzi este SISTEME DISPERSIVE.
După ce ați studiat subiectul lecției, veți învăța:
importanţa sistemelor dispersate.
Aceasta, după cum înțelegeți, este sarcina noastră principală. Sunt scrise în hărțile tale tehnologice. Dar pentru a ne face munca mai productivă și mai motivată, vă sugerez să scrieți cel puțin trei întrebări lângă sarcinile principale la care ați dori să găsiți un răspuns în cursul acestei lecții.
3. Partea teoretică.
Sisteme dispersate - ce este?
Să încercăm împreună să derivăm o definiție bazată pe construcția cuvintelor.
1) Sistem (din alt „sistem” grecesc - un întreg format din părți; conexiune) - un set de elemente care se află în relații și conexiuni între ele, care formează o anumită integritate, unitate.
2) Dispersare - (din lat. dispersio - dispersie) împrăștiere a ceva, zdrobire.
Sistemele disperse sunt sisteme eterogene (eterogene) în care o substanță sub formă de particule foarte mici este distribuită uniform în volumul alteia.
Dacă ne întoarcem la trecerea în revistă și la lecția anterioară, ne putem aminti că: Soluțiile sunt alcătuite din două componente: un dizolvat și un solvent.
Sistemele dispersate, ca amestecuri de substanțe, au o structură similară: constau din particule mici care sunt distribuite uniform în volumul altei substanțe.
Aruncă o privire la hărțile tale tehnologice și încearcă să faci două scheme similare din părți disparate: pentru o soluție și pentru un sistem dispers.
Verificați rezultatele comparându-le cu imaginea de pe ecran.
Deci, mediul de dispersie din sistemul de dispersie joacă rolul unui solvent și este așa-numitul. faza continuă, iar faza dispersată - rolul solutului.
Deoarece sistemul de dispersie este un amestec eterogen, există o interfață între mediul de dispersie și faza de dispersie.
Clasificarea sistemelor dispersate.
Puteți studia fiecare sistem de dispersie separat, dar este mai bine să le clasificați, să evidențiați cele comune, tipice și să-l amintiți. Pentru a face acest lucru, trebuie să determinați pe ce motive să faceți acest lucru. Sunteți uniți în grupuri, cărora fiecăruia i se oferă o sarcină și o diagramă de flux atașată.
Ghidându-te de literatura care ți se oferă, găsește în text atributul de clasificare propus pentru a-l studia, a-l studia.
Creați un cluster (diagrama bloc), indicând semnele și proprietățile sistemelor disperse, dați-i exemple. Pentru a vă ajuta în acest sens, vi s-a oferit deja o diagramă de flux goală pe care să o completați.
4. Concluzie asupra sarcinii teoretice.
Să rezumam.
Din fiecare echipă, cer câte o persoană să iasă și să completeze diagramele afișate pe tablă.
(elevii vin și completează fiecare dintre scheme cu un marker, după care raportează despre munca depusă)
Bravo, acum hai să reparăm:
Care este baza pentru clasificarea sistemelor disperse?
Care sunt tipurile de sisteme dispersate?
Ce caracteristici ale soluțiilor coloidale cunoașteți?
Care este alt nume pentru geluri? Ce valoare au? Care este caracteristica lor?
5. Partea practică.
Acum că sunteți familiarizat cu caracteristicile sistemelor disperse și clasificarea lor și, de asemenea, sunteți determinat de ce principiu sunt clasificate sistemele dispersate, vă sugerez să consolidați aceste cunoștințe în practică, completând lucrările de laborator adecvate care vi se oferă pe un formular separat.
Sunteți în grupuri de 2 persoane. Pentru fiecare grupă, aveți o formă adecvată cu lucrări de laborator, precum și un set specific de reactivi pe care trebuie să-l studiați.
Vi s-a dat o mostră din sistemul dispersat.
Sarcina dvs.: folosind instrucțiunile, determinați ce sistem de dispersie vi s-a oferit, completați tabelul și trageți o concluzie despre caracteristicile sistemului de dispersie.
6. Generalizare și concluzii.
Deci, în această lecție, am studiat mai în profunzime clasificarea sistemelor dispersate, importanța lor în natură și viața umană.
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că nu există o graniță clară între tipurile de sisteme dispersate. Clasificarea trebuie considerată relativă.
Și acum să revenim la sarcinile stabilite pentru lecția de astăzi:
ce sunt sistemele dispersate?
ce sunt sistemele dispersate?
Care sunt proprietățile sistemelor dispersate?
importanţa sistemelor dispersate.
Acordați atenție întrebărilor pe care le-ați scris singur. În caseta de reflecție, marcați utilitatea acestei lecții.
7. Tema pentru acasă.
Ne confruntăm constant cu sisteme dispersate în natură și viața de zi cu zi, chiar și în corpul nostru există sisteme dispersate. Pentru a consolida cunoștințele despre semnificația sistemelor disperse, sunteți invitat să vă faceți temele sub forma unui eseu /
Alege un sistem dispers pe care îl întâlnești constant în viața ta. Scrieți un eseu pe 1-2 pagini: „Care este semnificația acestui sistem dispersat în viața umană? Ce sisteme dispersate similare cu funcții similare sunt încă cunoscute?
Mulțumesc pentru lecție.
