11. Дисперсные системы | «Дисперсные системы» |
Встретить чистое вещество в природе – большая редкость. Зачастую вещества образуют смеси в различных агрегатных состояниях. Смеси могут быть как гетерогенными (неоднородными), так и гомогенными (однородными) системами. | «Классификация смесей» Схема Смеси![]() ![]() | гетерогенные (неоднородные) | гомогенные (однородные) |
|
Дисперсные системы – это гетерогенные системы, в которых одно вещество (дисперсная фаза) в виде очень мелких частиц равномерно распределено в объеме другого (дисперсионная среда). | «Дисперсные системы – это гетерогенные системы, в которых одно вещество (дисперсная фаза) в виде очень мелких частиц равномерно распределено в объеме другого (дисперсионная среда)» |
Дисперсная фаза в системе присутствует в меньшем количестве и может состоять из нескольких веществ, соответственно дисперсионная среда находится в большем объеме и состоит только из одного вещества. Между дисперсной фазой и дисперсионной средой существует поверхность раздела, поэтому дисперсные системы являются неоднородными (гетерогенными). | Текст «Состав дисперсной системы» ![]()
|
В зависимости от сочетания агрегатных состояний дисперсной фазы и дисперсионной среды различают несколько видов дисперсных систем: 1. Система газ-жидкость, где в роли дисперсионной среды выступает вещество в газообразном состоянии, а в роли дисперсной фазы – в жидком. Примерами таких систем являются аэрозоли, туман. 2. Система газ - твердое вещество: газ – дисперсионная среда, твердое вещество – дисперсная фаза. К таким системам относятся пыль в воздухе, дым, твердые аэрозоли. 3. Система жидкость – газ: жидкость - дисперсионная среда, газ – дисперсная фаза. Это разнообразные газированные напитки и пены. 4. Система жидкость – жидкость: одно вещество в жидком состоянии выступает в роли дисперсионной среды, а другое – в роли дисперсной фазы. К таким системам относятся эмульсии, плазма крови, молоко. 5. Система жидкость – твердое вещество: жидкость – дисперсионная среда, твердое вещество – дисперсная фаза. Примерами таких систем служат золи, гели, пасты, строительные растворы. 6. Система твердое вещество – газ: твердое вещество – дисперсионная среда, газ – дисперсная фаза. Таковыми системами являются почва, поролон, пенопласт, пористый шоколад. 7. Система твердое вещество – жидкость: твердое вещество – дисперсионная среда, жидкость – дисперсная фаза. Это различные мази, тушь, помада. 8. Система твердое вещество – твердое вещество: одно твердое вещество – дисперсионная среда, другое – дисперсная фаза. К ним относятся некоторые сплавы, цветные стекла, горные породы. | «Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию» ![]()
|
Дисперсные системы также классифицируют по величине частиц дисперсной фазы на грубодисперсные (размер частиц более 100 нм) и тонкодисперсные (размер частиц от 100 до 1 нм). Среди грубодисперсных систем выделяют три группы: эмульсии, суспензии, аэрозоли. | «Классификация дисперсных систем по размеру частиц» Схема![]() |
Эмульсии представляют собой дисперсные системы, в которых в роли дисперсионной среды выступает одна жидкость, а в роли дисперсной фазы – другая жидкость. | «Эмульсии – это дисперсные системы, в которых в роли дисперсионной среды выступает одна жидкость, а в роли дисперсной фазы – другая жидкость» |
Эмульсии делят на две группы: прямые и обратные. Прямые характеризуются тем, что в качестве дисперсионной среды выступает полярная жидкость, а в качестве дисперсной фазы – неполярная жидкость. Соответственно, в обратных эмульсиях наоборот. Особенностью эмульсий является то, что в результате изменения состава или какого-либо внешнего воздействия прямые и обратные можно превращать друг в друга. | Текст «Классификация эмульсий» Схема Эмульсии ![]() ![]()
| прямые | обратные | дисперсионная среда - полярная жидкость, дисперсная фаза – неполярная жидкость | дисперсионная среда - неполярная жидкость, дисперсная фаза - полярная жидкость |
|
Примерами наиболее известных природных эмульсий являются молоко и нефть. Типичная биологическая эмульсия – это капельки жира в лимфе; эмульсии практической деятельности человека – смазочно – охлаждающие жидкости, битумные материалы, пестициды, лекарственные и косметические средства, пищевые продукты. Эмульсионная полимеризация используется при получении многих синтетических полимеров. | «Примеры эмульсий» ![]() |
К суспензиям относятся грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. | «Суспензии - грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. |
Как правило, частицы дисперсной фазы имеют очень большие размеры и под действием силы тяжести оседают на дно дисперсионной среды. Этот процесс называется седиментацией. Если разность в плотности между дисперсионной средой и дисперсной фазой небольшая, то процесс седиментации идет очень медленно, и такие суспензии называют взвесями. | «Седиментация – процесс оседания частиц дисперсной фазы на дно дисперсионной среды. Взвеси – суспензии, в которых процесс седиментации идет очень медленно» |
Важное практическое значение имеют такие суспензии, как побелка, строительные взвеси, эмалевые краски, жидкие медицинские мази. | «Примеры суспензий» ![]() ![]() ![]() |
Особую группу грубодисперсных систем составляют пасты. Они отличаются относительно высокой концентрацией частиц дисперсной фазы. Пасты хорошо знакомы нам из повседневной жизни: это зубные, гигиенические, косметические и другие пасты. | «Пасты – грубодисперсные системы, в которых относительно большая концентрация частиц дисперсной фазы»![]()
|
Грубодисперсные системы, в которых газ является дисперсионной средой, а капельки жидкости или частицы твердого вещества представляют дисперсную фазу, называются аэрозолями. Примерами аэрозолей являются облака, радуга, смерч, выпущенные из баллончика дезодорант, освежитель воздуха. | «Аэрозоли - грубодисперсные системы, в которых газ является дисперсионной средой, а капельки жидкости или частицы твердого вещества представляют дисперсную фазу» ![]() ![]() ![]() |
Коллоидные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами. Среди коллоидных систем различают золи и гели. | «Коллоидные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами» |
Золи (коллоидные растворы) являются жидкостями. Для них характерно явление коагуляции (слипание коллоидных частиц и выпадение их в осадок), в результате которой золь превращается в суспензию или гель. Коагуляция может произойти в процессе нагревания или изменения кислотно-основной среды. | «Коагуляция - слипание коллоидных частиц и выпадение их в осадок» |
Цитоплазма, кариоплазма, плазма крови, лимфа, тканевая жидкость и многие другие биологические жидкости представляют собой золи. | «Примеры коллоидных растворов» ![]() |
Гели – это коллоидные системы, в которых частицы дисперсной фазы образуют пространственную структуру. | «Гели – это коллоидные системы, в которых частицы дисперсной фазы образуют пространственную структуру» |
Эта структура со временем нарушается и происходит самопроизвольное уменьшение объема геля, которое сопровождается выделением жидкости. Данный процесс получил название синерезис. Синерезис определяет сроки годности пищевых, косметических и медицинских гелей. | «Синерезис - самопроизвольное уменьшение объема геля, которое сопровождается выделением жидкости» |
Свертывание крови у теплокровных животных (человека в том числе) определяется биологическим синерезисом, посредством которого происходит закупоривание ран сгустком фибрина, образуемого из белка фибриногена под действием специфических факторов. У человека при нарушении процесса свертываемости крови наблюдается такая болезнь, как гемофилия. | «Биологический синерезис у теплокровных животных определяет процесс свертывания крови» |
Если размер частиц вещества меньше 1 нм, образуется гомогенная система – истинный раствор. Истинные растворы - однородные (гомогенные) системы, так как между распределенным веществом и средой отсутствует поверхность раздела. | «Истинный раствор - гомогенная (однородная) система, в которой размер частиц вещества меньше 1 нм, между частицами и средой нет поверхности раздела» |
Растворы состоят из растворителя и растворенного (растворенных) вещества (веществ). Растворителем считается вещество, которое не изменило свое агрегатное состояние после образования раствора. В случае если растворитель и растворенное вещество имеют одинаковое агрегатное состояние, растворителем считается то, которого больше. | Схема растворитель + растворенное вещество = раствор |
В зависимости от того, электронейтральными или заряженными частицами являются компоненты раствора, их подразделяют на молекулярные (растворы неэлектролитов), ионные (растворы электролитов) и молекулярно-ионные (растворы слабых электролитов). | Схема «Классификация истинных растворов»![]()
|
Истинные и коллоидные растворы внешне трудно отличимые друг от друга. Однако сделать это можно. Для этого нужно пропустить луч света через раствор, если свет преломляется – раствор коллоидный, если проходит насквозь – истинный. Данную закономерность обнаружил Джон Тиндаль. | «Истинные и коллоидные растворы можно различить с помощью эффекта Тиндаля»![]() |
Рассмотрев дисперсные системы и растворы, можно сделать вывод, что они очень важны для человека и природы в целом. | «Дисперсные системы и растворы очень важны для человека и природы в целом» |
дисперсные системы для 12ПКД
