9 клас НУШ. Хімія. Тема 1. Досліджуємо розчинність речовин та розчини. Урок 6. Дисперсні системи та істинні розчини

Поняття про дисперсні системи. Вам уже відомо, що система — це цілісність, яка складається з окремих частин, взаємопов'язаних між собою певними логічними зв'язками.

Тому дисперсними вважають системи, які складаються з двох або більше речовин, причому одна з них у подрібненому стані рівномірно розподілена серед частинок іншої. Кожна дисперсна система містить подрібнену речовину й речовину, у якій розподілені ці частинки. Подрібнену речовину називають дисперсною фазою, а ту речовину, у якій міститься дисперсна фаза, — дисперсійним середовищем. Дисперсній фазі, як і дисперсійному середовищу, у якому вона перебуває, властиві три агрегатні стани: твердий, рідкий і газоподібний.

Різноманітність дисперсних систем залежить від того, у якому стані перебувають дисперсна фаза й дисперсійне середовище. Доведено, що вони можуть перебувати у твердому, рідкому та газоподібному станах. Тому дисперсні системи класифікують за агрегатним станом дисперсної фази й дисперсійного середовища.

Набори для хімії

До грубодисперсних систем за такими критеріями належать: суспензії, емульсії, піни, аерозолі. Інша назва грубодисперсних систем — зависі.

Суспензії, емульсії, піни, аерозолі. Найпоширенішими серед грубодисперсних систем є суспензії та емульсії. Суспензії (зависі) — це системи, у яких частинки твердої речовини рівномірно розподілені між молекулами рідини (води). Тверді частинки можна побачити неозброєним оком. Наприклад, ретельно перемішана суміш розтертої крейди чи глини у воді; запарена кава; крохмаль, змішаний з холодною водою; зубна паста тощо. До суспензій належать будівельні розчини, фарби, значна кількість лікарських препаратів.

Емульсії — це системи, у яких дисперсною фазою та дисперсійним середовищем є рідини, що не змішуються. До емульсій належать добре струшена олія або бензин з водою, майонез, маргарин і вершкове масло, косметичні засоби (шампуні, креми), нафта, а також певні лікарські препарати. Прикладом відомої вам емульсії є молоко, де дрібні частинки (крапельки) жиру рівномірно розміщуються в середовищі рідини.

• З'ясуйте, скориставшись Інтернетом, які суспензії та емульсії застосовують як лікарські препарати.

Піни — це системи, у яких дисперсною фазою є гази, а дисперсійним середовищем слугує рідина. До таких систем належить піна, утворена розчиненням у воді мийних засобів. Крім того, наявні й тверді піни, що є газами (дисперсна фаза), розчиненими у твердому середовищі. Приклади твердих пін — пемза, пінопласти, активоване вугілля, пінобетон, хлібобулочні вироби, різноманітні сорбенти.

Дисперсними системами є й аерозолі. Це системи, які часто трапляються в природних умовах і характеризуються тим, що дисперсійним середовищем у них є гази. До аерозолів належать: туман, коли в повітрі розчиняються дрібні краплинки води; дим, коли в повітрі поширені частинки твердої речовини; смог, що за своїм складом подібний до диму.

• Визначте самостійно, що є дисперсною фазою, а що — дисперсійним середовищем під час утворення хмар.

Грубодисперсні системи розшаровуються, тверді частинки, що утворюють дисперсну фазу, осідають упродовж кількох хвилин. Швидкість процесу розшарування залежить від розмірів частинок дисперсної фази. Що вони більші, то швидше відбувається розшарування.

Суспензії, емульсії, піни й аерозолі належать до двофазних систем.

В організмі людини також відбуваються процеси, що стосуються коагуляції. У медицині процес зсідання крові (перехід її з рідкого стану у твердий) теж називають коагуляцією.

До гелів належать драглисті маси, які желатин утворює в гарячій воді, а також різноманітні желе, мармелад, м'ясний і рибний холодці тощо.

Істинні розчини. Систему, у якій молекули чи йони розчиненої речовини рівномірно розподіляються між молекулами розчинника, називають істинним розчином. Частинки розчиненої речовини настільки дрібні, що їх не можна побачити навіть за допомогою мікроскопа. Особливістю істинних розчинів є те, що розділити розчинену речовину та розчинник механічним способом неможливо. Це означає, що в істинних розчинах немає поверхні поділу фаз (тобто відсутній поділ між розчинником і розчиненою речовиною), тому вони є гомогенними системами. Таким системам властива висока стійкість розчинів. Істинні розчини є прозорими, не осідають і не фільтруються.

Як розрізнити істинні та колоїдні розчини?

Їх розпізнають, пропускаючи крізь розчин пучок світла в темному приміщенні. У склянці з істинним розчином світло проходить крізь нього непомітно, а в склянці з колоїдним розчином його шлях чітко простежується

Колоїдні розчини. За розмірами частинок колоїдні розчини розміщені між грубодисперсними системами й істинними розчинами.

Колоїдні розчини — це високодисперсні системи, у яких розмір частинок становить 1-100 нм, а колоїдне середовище є рідиною. Якщо в грубодисперсних системах частинки можна розділити механічно, то в колоїдних розчинах — ні.

Розрізняють колоїдні розчини двох видів (рис. 7):

• золі — рідкі колоїдні розчини;

• гелі — желатиноподібні драглисті маси.

У золях колоїдні частинки переміщаються вільно. Золі характеризуються в'язкістю, прозорістю та стійкістю. Згодом вони старіють, що пов'язано зі злипанням частинок дисперсної фази під дією температури чи додаванням розчину, здатного проводити електричний струм. Збільшені частинки не утримуються дисперсійним середовищем, осідають і випадають в осад. До колоїдних розчинів належать цитоплазма клітин, плазма крові, білок курячого яйця, силікатний клей, свіжоосаджені алюміній і ферум(ІІІ) гідроксиди, кисіль тощо

Наведіть приклади золів, гелів, емульсій, суспензій, колоїдних і істинних розчинів. Чим вони відрізняються?