Дисперсные системы
Ключевые слова конспекта: Дисперсные системы: дисперсная фаза и дисперсионная среда. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию и размеру частиц дисперсной фазы. Грубодисперсные системы: эмульсии, суспензии, аэрозоли. Тонкодисперсные системы: золи и гели. Синерезис и коагуляция.
В природе индивидуальные вещества почти не встречаются, а образуют различные смеси, в том числе и дисперсные системы (от лат. dispersus — рассеянный, рассыпанный). Но можно ли чистый горный воздух назвать такой системой? Очевидно, нет, потому что у него отсутствует такой важный признак, как гетерогенность (от лат. heterogenes — неоднородный по составу), т. е. поверхность раздела фаз веществ системы.
Агрегатные состояния дисперсной фазы и среды в двухкомпонентной дисперсной системе позволяют выделить восемь типов дисперсных систем.
- Если размер частиц дисперсной фазы составляет от 1 до 100 нм, систему называют тонкодисперсной, или коллоидной системой.
- Если размер частиц дисперсной фазы превышает 100 нм, систему называют грубодисперсной системой.
В свою очередь, грубодисперсные системы делятся на эмульсии, суспензии и аэрозоли.
| Грубодисперсные системы с жидкой дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой, т. е. состоящие из двух и более несмешивающихся жидкостей, называются эмульсиями. |
К эмульсиям относятся жиросодержащие продукты питания: молоко, сливки, сметана, сливочное масло, маргарин, майонез и др. Нерастворимые в воде жидкие растительные и твёрдые животные жиры, попадая в организм, под действием желчи разрушаются на мелкие капельки, образуя водную эмульсию. Эта эмульсия с помощью ферментов (например, липазы) гидролизуется до глицерина и жирных кислот, которые транспортируются в кровь.
В медицине широко применяются эмульсии, позволяющие оказать энергетическую поддержку ослабленному организму, которые готовят на основе растительного масла (оливкового, соевого или хлопкового). В фармацевтической и косметической промышленности эмульсиями являются многие лекарственные и косметические препараты. В сельском хозяйстве для борьбы с вредителями используют эмульсии пестицидов. В металлообработке эмульсии используются в качестве охлаждающих и смазочных жидкостей.
| Грубодисперсные системы, в которых дисперсная фаза — твёрдое вещество, а дисперсионная среда — жидкость, называются суспензиями. |
В суспензиях частицы фазы отражают видимый свет, а потому визуально они воспринимаются как мутные системы.
Если вы помогали проводить ремонт дома, хотя бы косметический, то суспензии вы использовали часто. Это вододисперсионные краски, цементный раствор, бетон (строительные растворы). Широко распространены суспензии среди косметических и гигиенических средств: кремы, мази, зубные пасты.
В медицинской практике для лечения кожных заболеваний используют суспензии, содержащие кальциевые, магниевые, цинковые и другие препараты, а также пасты — предельно концентрированные суспензии. В сельском хозяйстве ядохимикаты, пестициды, минеральные удобрения применяют в основном в виде суспензий.
В быту обычной практикой стало применение таких грубодисперсных систем, как аэрозоли.
| Грубодисперсные системы, в которых дисперсионной средой является газ (например, воздух), а дисперсной фазой — твёрдые или жидкие частицы, называются аэрозолями. |
Аэрозоли с жидкой дисперсной фазой называются туманами, а с твёрдой — дымами. К естественным туманам относятся некоторые виды облаков, в том числе пылевые. Разновидностью дыма является смог, который появляется в результате выбросов промышленных предприятий, авто– и авиатранспорта и пр.
Аэрозоли возникают при распылении различных пестицидов, освежителей воздуха, парфюмерных жидкостей и т. д.
Аэрозоли также широко распространены в различных сферах производства: порошковая металлургия, технология лакокрасочного производства и т. д.
Промежуточное положение между истинными растворами (молекулярными, ионными, молекулярно-ионными), т. е. растворами, в которых размер растворённых частиц меньше 1 нм, и грубодисперсными системами занимают тонкодисперсные системы, или коллоидные растворы.
К природным коллоидным системам относятся: почва, глина, природные воды, многие минералы и драгоценные камни.
Живые организмы представляют собой совокупность множества коллоидных систем, которые можно разделить на золи и гели.
К золям относится большинство жидкостей организма: кровь, лимфа, плазма крови, пищеварительные соки, слюна и др. Коллоидными растворами является содержимое клеток (цитоплазма, клеточный сок вакуолей, ядерный сок). В качестве дисперсной фазы в них выступают молекулы белков, жиров, холестерина, гормонов.
В золях можно наблюдать явление коагуляции, т. е. процесс укрупнения частиц дисперсной фазы и выпадение их в осадок.
Более плотные коллоидные системы живых организмов относятся к гелям.
Гели — это коллоидные системы с соприкасающимися частицами.
Со временем структура гелей нарушается — из них самопроизвольно выделяется вода. Это явление называется синерезисом. На его основе можно судить о качестве и сроках годности пищевых, медицинских и косметических продуктов.
Биологический синерезис происходит при свёртывании крови, в результате чего растворимый белок фибриноген превращается в нерастворимый — фибрин, образующий тромб, который закупоривает кровеносный сосуд. В этом случае коллоидный раствор белка превращается в гель, который уплотняется в результате синерезиса.
Визуально коллоидные и истинные растворы различают с помощью эффекта Тиндаля. При пропускании луча света через коллоидный раствор в нём возникает светящаяся дорожка из-за рассеивания света частицами дисперсной фазы. Частицы истинного раствора настолько малы, что не рассеивают свет. Подобное эффекту Тиндаля явление можно наблюдать при рассеивании лучей солнечного света частицами аэрозольного коллоида — воздуха.
Конспект урока по химии «Дисперсные системы». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 11 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:
- Вернуться к Списку конспектов по химии
- Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
- Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии