Тема урока: «Понятие о дисперсных системах. Значение дисперсных систем в живой и неживой природе и практической жизни человека»
план-конспект урока

Тема: «Понятие о дисперсных системах. Значение дисперсных систем в живой и неживой природе и практической жизни человека»

Цель: дать понятие о дисперсных системах, их классификация. Раскрыть значение коллоидных систем в жизни природы и общества. Показать относительность деления растворов на истинные и коллоидные.

Задачи урока:

- образовательные: сформировать понятие о дисперсных системах, дисперсной фазе и дисперсионной среде, классификации дисперсных систем в зависимости от агрегатного состояния дисперсионной среды и дисперсной фазы, грубодисперсных (эмульсии, суспензии и аэрозоли) и тонкодисперсных (гели и золи) системах.

- воспитательные: формирование элементов мировоззрения посредством подтверждения на конкретных примерах таких категорий как раствор (истинный, дисперсный), как система взаимодействующих элементов, формирование представлений о единстве мира органических и неорганических веществ путем рассмотрения примеров дисперсных систем.

- развивающие: развитие кругозора учащихся; развитие самостоятельности, памяти, внимания, логического мышления, умения анализировать и систематизировать, самостоятельно делать выводы посредством обобщений.

Тип урока: урок-лекция с элементами беседы.

Структура урока:           1. Организационный этап

                                         2.  Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности          

                                         3.  Изучение нового материала

                                         4.  Обобщение и систематизация знаний и умений студентов

                                         5. Подведение итогов

                                      6. Домашнее задание        

Ход урока

I. Организационный этап.

Приветствие. Проверка готовности к уроку.

II. Актуализация знаний и мотивация учебной деятельности

III. Изучение нового материала

Вы знаете из ранее изучаемого материала, что большинство веществ в природе являются смесями. Вспомните, как можно описать чистое вещество?

Абсолютно чистых веществ в природе не существует. Даже незначительное количество примесей может существенно влиять на свойства веществ: их температуру кипения, электро - и теплопроводность, реакционную способность и т.д.

 В современной прикладной химии получение чистых задач является одной из важнейших задач.

В природе и практической жизни человека встречаются не отдельные вещества,

а их системы. Важнейшими из них являются дисперсные системы, т.е. гетерогенные системы, состоящие из двух и более фаз с сильно развитой поверхностью раздела между ними. По крайней мере, одна из фаз распределена в виде мелких частиц и называется дисперсной фазой, а другая, сплошная фаза – дисперсионной средой.

И дисперсионную среду, и дисперсную фазу могут представлять вещества, находящиеся в различных агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном. Подумайте, а сколько всего типов таких сочетаний можно предложить. Рассмотрите возможные сочетания фазы и среды. Для этого самостоятельно рассмотрите таблицу и запишите себе в тетрадь примеры каждой дисперсной системы. 

По величине частиц веществ, составляющих дисперсную фазу,  дисперсные системы делят на грубодисперсные (взвеси) с размерами частиц более 100 нм и тонкодисперсные (коллоидные растворы или коллоидные системы) с размерами частиц от 100 до 1 нм. Если же вещество раздроблено до молекул или ионов размером менее 1 нм, образуется гомогенная система - раствор. Она однородна, гомогенна, поверхности раздела между частицами и средой нет.  

Начнем рассмотрение дисперсных систем с грубодисперсных систем.       

Взвеси - это дисперсные системы, в которых размер частиц фазы более 100 нм. Это непрозрачные системы, отдельные частицы которых можно заметить невооруженным взглядом. Такие системы разделяют на:  

        Эмульсии (среда и фаза - нерастворимые друг в друге жидкости). Например, известные вам молоко, лимфа, водоэмульсионные краски. Чтобы приготовить эмульсию самостоятельно, можно просто добавить растительное масло в воду.

         Суспензии (среда - жидкость, фаза - нерастворимое в ней твердое вещество). Например, строительные растворы, взвешенный в воде морской и речной ил, живая смесь микроскопических живых организмов в морской воде – планктон (приготовим «известковое молоко» как пример суспензии).

       Аэрозоли - взвеси в газе (например в воздухе) мелких частиц твердых веществ и жидкостей. Например, пыли, туманы, дымы. Аэрозоли играют важную роль в природе, быту и производственной деятельности человека. А в чем же выражается это значение? Для ответа на этот вопрос самостоятельно прочитайте текст учебника.

       Следующим видом дисперсной системы являются коллоидные растворы, которые представляют собой системы, в которых размер частиц фазы от 100 до 1 нм. Эти частицы не видны невооруженным глазом. Коллоидная химия – это наука о дисперсных системах и протекающих в них процессах. Коллоидная химия изучает свойства и поведение систем, в состав которых входят частицы относительно больших размеров.

Коллоидные процессы лежат в основе хлебопечения, виноделия, пивоварения, кондитерского и других пищевых производств. Некоторые вещества, нерастворимые в воде, могут все же в известных условиях образовывать вполне однородные по внешнему виду растворы. Такие растворы по многим свойствам обнаружили существенные отличия от обычных растворов. Эти вещества были названы коллоидами – по названию клея (по- гречески – колла), как одного из представителей таких веществ.

Эффект Тиндаля характерен для коллоидных систем (систем, в которых одно вещество в виде частиц различной величины распределено в другом. Например, гидрозолей, табачного дыма, тумана, геля и т.д.) с низкой концентрацией частиц, имеющих показатель преломления, отличный от показателя преломления среды. Обычно наблюдается в виде светлого конуса на темном фоне (конус Тиндаля) при пропускании фокусированного светового пучка сбоку через стеклянный сосуд с плоскопараллельными стенками, заполненный коллоидным раствором. (Коллоидные растворы — это высокодисперсные двухфазные системы, состоящие из дисперсионной среды и дисперсной фазы, причем линейные размеры частиц последней лежат в пределах от 1 до 100 нм).

Коллоидные растворы подразделяют на золи и гели (студни)

Золи - это большинство жидкостей живой клетки (цитоплазма, ядерный сок, содержимое вакуолей и органоидов) и живого организма в целом (кровь, лимфа, тканевая жидкость, пищеварительные соки, гуморальные жидкости и т.д.

Сейчас мы с вами приготовим золь.( гидролиз хлорида железа ).

А теперь самостоятельно ответьте на вопрос: «Что такое явление коагуляции и при каких условиях оно возникает?            

         Вторая подгруппа коллоидных систем - это гель.

Гели представляют собой студенистые осадки, образующиеся при коагуляции золей. К ним относиться большое количество полимерных гелей, столь хорошо известные вам кондитерские, косметические и медицинские гели (желатин, холодец, желе, мармелад) и конечно же большинство природных гелей: минералы (опал), тела медуз, хрящи, сухожилия и т.д. История развития жизни на Земле можно одновременно читать историей эволюции коллоидного состояния вещества.

Со временем структура гелей нарушается - из них выделяется вода. Это явление называют синерезисом. Процесс самопроизвольного выделения воды из геля называется синерезисом.

Значение: Глобальная роль коллоидов заключается в том, что они являются основными компонентами таких биологических образований как живые организмы. Все вещества организма человека представляют собой коллоидные системы.

Коллоиды поступают в организм в виде пищевых веществ и в процессе пищеварения превращаются в специфические, характерные для данного организма коллоиды. Можно сказать, что весь организм человека - это сложная коллоидная система в ее связи с поверхностными явлениями. "Человек - ходячий коллоид" говорил знаменитый химик Иван Иванович Жуков, член корр. Академии наук СССР. Он и учебник написал по коллоидной химии.

Д/з: конспект, таблица