Общая характеристика коллоидных растворов презентация. Коллоидные растворы. Дисперсная среда:твердое вещество
Д.С. Д.Ф. Условное обозначение Примеры Газ Жидкость Твердое тело Г / Г Ж / Г Т / Г Отсутствует Туман, облака Дым, пыль, порошки Жидкость Газ Жидкость Твердое тело Г / Ж Ж 1 / Ж 2 Т / Ж Пена Эмульсии Взвеси, суспензии Твердое тело Газ Жидкость Твердое тело Г / Т Ж / Т Т 1 / Т 2 Пемза, хлеб Почва, грунт Минералы,сплавы Классификация дисперсных систем
10 -7 м или >100 нм 2. Коллоидно-дисперсные системы 10 -7 - 10 -9 м, 1 - 100 нм Молекулярно-ионные (истинные) растворы: 10 -7 м или >100 нм 2. Коллоидно-дисперсные системы 10 -7 - 10 -9 м, 1 - 100 нм Молекулярно-ионные (истинные) растворы: 5 II. По степени дисперсности дисперсной фазы 1. Грубодисперсные системы >10 -7 м или >100 нм 2. Коллоидно-дисперсные системы м, нм Молекулярно-ионные (истинные) растворы: 10 -7 м или >100 нм 2. Коллоидно-дисперсные системы 10 -7 - 10 -9 м, 1 - 100 нм Молекулярно-ионные (истинные) растворы: 10 -7 м или >100 нм 2. Коллоидно-дисперсные системы 10 -7 - 10 -9 м, 1 - 100 нм Молекулярно-ионные (истинные) растворы: 10 -7 м или >100 нм 2. Коллоидно-дисперсные системы 10 -7 - 10 -9 м, 1 - 100 нм Молекулярно-ионные (истинные) растворы: 10 -7 м или >100 нм 2. Коллоидно-дисперсные системы 10 -7 - 10 -9 м, 1 - 100 нм Молекулярно-ионные (истинные) растворы: title="II. По степени дисперсности дисперсной фазы 1. Грубодисперсные системы >10 -7 м или >100 нм 2. Коллоидно-дисперсные системы 10 -7 - 10 -9 м, 1 - 100 нм Молекулярно-ионные (истинные) растворы:
Грубодисперсные системы Коллоидно- дисперсные системы Истинные растворы Гетерогенные Термодинамически неустойчивы Стареют со временем Частицы не проходят через бумажный фильтр Гетерогенные Термодинамически неустойчивы Стареют со временем Проходят Гомогенные Устойчивые Не стареют Проходят Свойства систем различной степени дисперсности
Грубодисперсные системы Коллоидно- дисперсные системы Истинные растворы Частицы не проходят через ультрафильтры (мембраны) Отражают свет, поэтому непрозрачны Не проходят Прозрачные, но рассеивают свет, поэтому опалесцирующие (дают конус Тиндаля) Проходят Прозрачные
II. Методы конденсации физические методы: а - метод замены растворителя б - метод конденсации паров химические методы: - реакции восстановления (Ag 2 O+H 2 2Ag +H 2 O) - реакции окисления (2H 2 S + SO 2 3S + 2Н 2 О) - реакции обмена (СuСl 2 + Na 2 S CuS + 2NaCl) - реакции гидролиза (FеСl 3 +ЗН 2 O Fe(OH) 3 +3HCI)
Условия получения золя: 1. плохая растворимость Д.Ф. в Д.С., т.е. наличие границы раздела фаз; 2. размер частиц м (1-100 нм) ; 3. наличие иона стабилизатора, который сорбируясь на ядре прeпятствует слипанию частиц (ион-стабилизатор определяется правилом Панетта- Фаянса)
Агрегат m моль (NH 4) 2 S взят в избытке n моль: n (NH 4) 2 S 2n NH n S 2- ПОИпротивоионы { агрегат n S 2- ПОИ ядро (2n-x) NH 4 + адсорбционный слой } х- гранула x NH 4 + мицелла часть противоионов диффузный слой Х – не вошли в адсорбционный слой СuSO 4 + (NH 4) 2 S CuS+(NH 4) 2 SO 4
В мицелле существует 2 скачка потенциала: 1) φ - электротермодинамический – φ ~ 1 В. 2) ζ (дзетта) - электрокинетический – ζ = 0,1 В Состояние гранулы, когда все ионы диффузного слоя переходят в адсорбционный и ζ = 0 - называется изоэлектрическим. { n Сu 2+ (n-x) SO 4 2- } 2x+ x SO 4 2- φ ζ
II. Агрегативная устойчивость – способность системы противостоять слипанию частиц дисперсной фазы. Критерии: 1. ионная оболочка, т.е. наличие двойного электрического слоя; ДЭС = адсорбционный + диффузный слой 2. сольватная (гидратная) оболочка растворителя (чем, тем уст-сть); 3. величина ζ– потенциала гранулы (чем > ζ, тем уст-сть) 4. температура.
ζ, тем уст-сть) 4. температура.">
Порог коагуляции - наименьшее количество электролита, которое вызывает явную коагуляцию 1л золя γ = C· V / V о γ - порог коагуляции, моль/л; С - концентрация электролита, моль/л; V - объем раствора электролита, л; V o - объем золя, л. Р = 1/ γ - коагулирующая способность электролита
C2C2 C1C γ2γ2 γ1γ1 Коагуляция смесями электролитов: 1 – аддитивность; 2 – антагонизм; 3 - синергизм
Защита коллоидов от коагуляции Устойчивость коллоидов к действию электролитов повышается при добавлении к ним ВМС (белков, полисахаридов: желатин, крахмал, казеин натрия. Механизм защитного действия ВМС: 1. Макромолекулы ВМС адсорбируются на коллоидных частицах золя. Т.к. молекулы ВМС гидрофильны, то гидрофобные части золя, окруженные молекулами ВМС, становятся более гидрофильными и устойчивость их в водном растворе увеличивается. 2. Увеличиваются сольватные оболочки вокруг гидрофобных частиц, что препятствует сближению и слипанию частиц золя.
План
1. Признаки объектов коллоидной химиии количественные характеристики
дисперсных систем
2. Классификация дисперсных систем
3.Методы получения дисперсных систем
4.Строение коллоидных частиц (мицелл)
5.Свойства коллоидных растворов
6.Устойчивость коллоидных растворов
7.Коагуляция неорганических гидрозолей
Коллоидная химия – это наука о поверхностных явлениях и физико-химических свойствах дисперсных систем.
Фаза – совокупность частей системы тождественных по составу и термодинамическим свойствам.
Вещество, распределенное ввиде отдельных частиц (твердых
частиц, капель жидкости,
пузырьков газа и т. д.),
называется дисперсной фазой.
Вещество, в котором распределена дисперсная фаза – дисперсионной средой.
Дисперсная фаза нерастворима вдисперсионной среде и отделена
от нее поверхностью раздела.Система, в которой одно
вещество раздроблено и
распределено в массе другого
вещества, называется
дисперсной системой.
Количественные характеристики дисперсных систем
1.Поперечный размер частиц(ø, ребро куба) – d; [d]=см, м
2.Дисперсность (Д) – величина, обратная
поперечному размеру частиц: Д=1/d;
[Д]=см-1, м-1
Степень измельчения (дробления) вещества
называется степенью дисперсности.
Зависимость удельной поверхности от поперечного размера частиц (d) и от дисперсности (Д)
Классификация дисперсных систем
I. По степени дисперсностидисперсной фазы
1. Грубодисперсные системы
>10-7 м или >100 нм
2. Коллоидно-дисперсные системы
≈ 10-7 - 10-9 м, 1 - 100 нм
3.Молекулярно-ионные (истинные)
растворы:
< 10-9 м, < 1 нм
2.По степени взаимодействия между частицами дисперсной фазы
Свободнодисперсные – частицы не связаны, этосистемы, обладающие текучестью, как обычные
жидкости и растворы (коллоидные растворы,
взвеси, суспензии)
Связнодисперсные – это структурированные
системы, имеющие пространственную сетку, каркас
и приобретающие свойства полутвердых тел (гели,
пористые тела, аморфные осадки)
при dпор < 2нм – микропористые
2 – 200нм – переходные
> 200нм – макропористые
3. По взаимодействию между дисперсной фазой и дисперсионной средой (для жидкой среды)
Системы с интенсивным взаимодействиемфазы и среды с образованием, например в
жидкостях, на поверхности дисперсной фазы
сольватных слоев называются лиофильными
(гидрофильными). При слабом
взаимодействии дисперсной фазы и
дисперсионной среды системы называются
лиофобными (гидрофобными).
4. По агрегатному состоянию
Дисперсио Дисперснаянная среда
фаза
Условн.
обознач.
Примеры
1.газ
г1/г2
2.жидкость
ж/г
смеси некоторых газов при высоких
давлениях
туманы, облака, аэрозоли
3.твердое
1.газ
2.жидкость
т/г
г/ж
ж1/ж2
3.твердое
т/ж
1.газ
г/т
2.жидкость
ж/т
3.твердое
т1/т2
газ
жидкость
твердое
дымы, пыль, аэрозоли
пены (пивная, противопожарная, пастила)
эмульсии (молоко, нефть, кремы, латекс,
майонез)
суспензии, взвеси, пасты, илы, шоколад,
какао
гели, пемза, древесный уголь, пенопласт,
пенобетон, силикагель
почвы, грунты, жемчуг
металлические сплавы, бетоны, минералы,
рубиновые стекла, аметисты, эмали,
композиционные материалы
Методы получения дисперсных систем
Диспергационные (вещества тонкоизмельчаются – диспергируют в
состав дисперсионной среды)
Конденсационные (коллоидное
состояние возникает в результате
объединения молекул или ионов
вещества)
Диспергационные методы
1.Механическое дробление (всеприродные коллоидные системы).
2.Ультрозвуковое дробление
3.Электрическое дробление
4.Химическое дробление – пептизация
Fe(OH)3 + NaCl → Fe(OH)2Cl + NaOH
Конденсационные методы
А.Физические1.Конденсация пара в газовой среде (туман).
2.Конденсация пара в жидкости (ртуть в
холодной воде), золи металлов в электрической
дуге
3.Конденсация частиц при замене растворителя
(канифоль – замена спирта на воду)
4.Совместная конденсация веществ не
растворимых друг в друге (золи металлов Al, Na,
K в органических растворителях) – испарение и
совместная конденсация в вакууме.
Конденсационные методы
Б.Химические(называются по типу химической реакции)
1.Восстановление
2HAuCl4 + 3H2O2 → 2Au + 8HCl + 3O2
2.Гидролиз
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 +3HCl(золь гидроксида железа)
3.Окисление-восстановление
3O2 + 2H2S → 3S + 2H2O (золь серы)
4.Реакция обмена
Na2SO4 +BaCl2 = BaSO4 +2NaClМЕТОДЫ ОЧИСТКИ КОЛЛОИДНЫХ
РАСТВОРОВ:
ДиализУльтрафильтрацияКомпенсационный диализ
(вивидиализ) - АИПМицеллярная теория строения
коллоидных частиц
МИЦЕЛЛА (Лат. Mica -крошка) это отдельная частица дисперсной фазы
коллоидного раствора с жидкой
дисперсионной средой.Мицелла состоит из:
1. ядра;
2. адсорбционного слоя;
3. диффузного слоя.
Ядро состоит из агрегата
(микрокристаллы малорастворимого
вещества) и потенциалопределяющих
ионов (ПОИ).
Схема строения коллоидной мицеллы золя
Правило ПАНЕТТА-ФАЯНСА:кристаллическую решетку ядра достраивает
тот ион, который находится в растворе в
избытке и содержится в агрегате или
родственен ему.Условия получения золя:
1. плохая растворимость Д.Ф. в Д.С.,
т.е. наличие границы раздела фаз;
2. размер частиц 10-7 -10-9 м (1-100 нм) ;
3. наличие иона стабилизатора, который
сорбируясь на ядре препятствует
слипанию частиц (ион-стабилизатор
определяется правилом Панетта-Фаянса)Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+2NaCl
агрегат
m моль
Na2SO4 взят в избытке n моль:
n Na2SO4 → 2n Na+ + n SO42противоионы ПОИ
Х – не вошли в адсорбционный слой
мицелла
гранула
{ nSO42- 2(n-x) Na+ }2х- 2x Na+
агрегат ПОИ
часть
диффузный
ядро
противоионов
слой
адсорбционный слойNa2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+ 2NaCl
BaCl2 взят в избытке n моль;
n BaCl2 → n Ba2+ + n 2Clпротивоионы
ПОИ
мицелла
гранула
{ m(BaSO4) n
Ba2+
2x+
2(n-x) Cl- } 2x Cl-
часть
ПОИ
агрегат
противоионовдиффузный
ядро
слой
адсорбционный слойВ мицелле существует 2 скачка потенциала:
1) φ - электротермодинамический –
φ ~ 1 В.
2) ζ (дзетта) - электрокинетический –
ζ = 0,1 В
{ n Ba2+ (2n-x) Cl-}2x+ 2x Clφ
ζ
Состояние гранулы, когда все ионы
диффузного слоя переходят в
адсорбционный и ζ = 0 - называется
изоэлектрическим.
Электрокинетический или дзета- потенциал (ξ-потенциал)
возникает между гранулой идиффузным слоем, т. е. между
неподвижной и подвижной
частями коллоидной частицы.
Электрокинетические явления:
Электрофорез–
это движение частиц дисперсной фазы в
электрическом поле
к противоположно заряженному электроду.
Электроосмос –
это направленное движение дисперсионной
среды через полупроницаемую мембрану
в электрическом поле.
Устойчивость коллоидных растворов
Кинетическая устойчивость
связана со способностью частицдисперсной фазы к
самопроизвольному тепловому
движению в растворе, которое
известно под названием броуновского
движения.
Агрегатная устойчивость
обусловлена тем, что наповерхности коллоидных частиц
имеет место адсорбции ионов из
окружающей среды.I.Седиментационная (кинетическая)
устойчивость Критерии:
1.броуновское движение;
2.степень дисперсности;
3. вязкость дисперсионной среды (чем , тем
уст-сть);
4. температура (чем , тем уст-сть).II. Агрегативная устойчивость –
способность системы противостоять
слипанию частиц дисперсной фазы.
Критерии:
1. ионная оболочка, т.е. наличие
двойного электрического слоя; ДЭС =
адсорбционный + диффузный слой
2. сольватная (гидратная) оболочка
растворителя (чем , тем уст-сть);
3. величина ζ– потенциала гранулы (чем > ζ , тем <
вероятность слипания и тем > уст-сть)
4. температура.Основные факторы устойчивости
коллоидных растворов
1. Величина ζ-потенциала
2. Величина электродинамического
потенциала (φ)
3. Толщина диффузного слоя
4. Величина заряда гранулыКОАГУЛЯЦИЯ –
процесс укрупнения частиц
дисперсной фазы золя с
последующим выпадением в осадок.
Факторы, вызывающие коагуляцию:
1.
2.
3.
4.
5.
увеличение концентрации золя;
действие света;
изменение температуры;
облучение;
добавление электролитов.Зависимость скорости коагуляции
от концентрации электролита
скрытая
явная
медленная
быстраяПорог коагуляции
-
наименьшее количество электролита,
которое вызывает явную коагуляцию 1л
золя
γ = C· V / Vо
γ - порог коагуляции, моль/л;
С - концентрация электролита, моль/л;
V - объем раствора электролита, л;
Vo - объем золя, л.
Р = 1/ γ - коагулирующая способность электролитаПравило Шульце-Гарди:
Для разновалентных ионов их коагулирующее
действие прямо пропорционально зарядам
ионов в шестой степениГранула (-)
Р(Al+3) : Р(Ca+2) : Р(K+1) ≈
36: 26: 16 ≈ 729: 64: 1
γ(Al+3):γ(Ca+2):γ(K+1) ≈ 1/36:1/26:1/16
Гранула (+)
Р(PO4 3-) : Р(SO42-) : Р(Cl-) ≈ 36: 26: 16
γ(PO4 3-): γ(SO42-): γ(Cl-) ≈ 1/36:1/26:1/16При коагуляции смесями электролитов
возможны 3 случая:
1) аддитивность –
2) антагонизм –
3) синергизм –C2
γ2
2
1
3
γ1
C1
Коагуляция смесями электролитов:
1 – аддитивность; 2 – антагонизм; 3 - синергизмМеханизм коагуляции золей электролитами
1. Сжатие диффузного слоя
2. Избирательная адсорбция ионов с
зарядом, противоположным заряду гранулы
3. Ионообменная адсорбцияЗащита коллоидов от коагуляции
Устойчивость коллоидов к действию электролитов
повышается при добавлении к ним ВМС (белков,
полисахаридов: желатин, крахмал, казеин натрия.
Механизм защитного действия ВМС:
1. Макромолекулы ВМС адсорбируются на коллоидных
частицах золя. Т.к. молекулы ВМС гидрофильны, то
гидрофобные части золя, окруженные молекулами ВМС,
становятся более гидрофильными и устойчивость их в
водном растворе увеличивается.
2. Увеличиваются сольватные оболочки вокруг
гидрофобных частиц, что препятствует сближению и
слипанию частиц золя.
Коллоидное серебро представляет собой коллоидный раствор сверхмалых частиц серебра, находящихся во взвешенном состоянии.
Коллоидное Серебро помогаеторганизму бороться с инфекцией не
хуже, чем с помощью антибиотиков,
но абсолютно без побочных эффектов.
Молекулы серебра блокируют
размножение вредных бактерий,
вирусов и грибков, снижают их
жизнедеятельность. При этом спектр
действия коллоидного серебра
распространяется на 650 видов
бактерий (для сравнения – спектр
действия любого антибиотика – лишь
5-10 видов бактерий).
ДИСПЕРСНЫЕ И КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ ВЫОЛНИЛ СТУДЕНТ ГР. ЗМ -11 БАЛАШОВСКОГО ТЕХНИКУМА МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ЛЮДОВСКИХ РУСЛАН РУКОВОДИТЕЛЬ:ГАЛАКТИОНОВА И. А.
Дисперсные системы К ним относят гетерогенные системы, состоящие из двух или большего числа фаз с сильно развитой поверхностью раздела между ними. Особые свойства дисперсных систем обусловлены именно малым размером частиц и наличием большой межфазной поверхности. В связи с этим определяющими являются свойства поверхности, а не частиц в целом. Характерными являются процессы, происходящие на поверхности, а не внутри фазы.
Особенность дисперсных систем состоит в их дисперсности – одна из фаз обязательно должна быть раздробленной, ее называют дисперсной фазой. Сплошная среда, в которой распределены частицы дисперсной фазы, называется дисперсионной средой.
Классификация дисперсных систем по размерам частиц дисперсной фазы - Грубодисперсные (> 10 мкм): сахар-песок, грунты, туман, капли дождя, вулканический пепел, магма и т. п. - Среднедисперсные (0,1-10 мкм): эритроциты крови человека, кишечная палочка и т. п. - Высокодисперсные (1-100 нм): вирус гриппа, дым, муть в природных водах, искусственно полученные золи различных веществ, водные растворы природных полимеров (альбумин, желатин и др.) и т. п. - Наноразмерные (1-10 нм): молекула гликогена, тонкие поры угля, золи металлов, полученные в присутствии молекул органических веществ, ограничивающих рост частиц, углеродные нанотрубки, магнитные нанонити из железа, никеля и т. п.
Суспензии Суспензии (среда – жидкость, фаза – нерастворимое в ней твердое вещество). Это строительные растворы, взвешенный в воде речной и морской ил, живая взвесь микроскопических живых организмов в морской воде – планктон, которым питаются гиганты – киты, и т.д
Эмульсии Эмульсии (и среда, и фаза – нерастворимые друг в друге жидкости). Из воды и масла можно приготовить эмульсию длительным встряхиванием смеси. Это хорошо известные вам молоко, лимфа, водоэмульсионные краски и т.д.
Аэрозоли Аэрозоли взвеси в газе (например, в воздухе) мелких частиц жидкостей или твердых веществ. Различаются пыли, дымы, туманы. Первые два вида аэрозолей представляют собой взвеси твердых частиц в газе (более крупные частицы в пылях), последний – взвесь капелек жидкости в газе. Например: туман, грозовые тучи – взвесь в воздухе капелек воды, дым – мелких твердых частиц. А смог, висящий над крупнейшими городами мира, также аэрозоль с твердой и жидкой дисперсной фазой.
Коллоидные системы (в переводе с греческого “колла” – клей, “ еидос ” вид клееподобные) – это такие дисперсные системы, в которых размер частиц фазы от 100 до 1 нм. Эти частицы не видны невооруженным глазом, и дисперсная фаза и дисперсная среда в таких системах отстаиванием разделяются с трудом.
Коллоидные растворы или золи Коллоидные растворы, или золи. Это большинство жидкостей живой клетки (цитоплазма, ядерный сок – кариоплазма, содержимое органоидов и вакуолей). И живого организма в целом (кровь, лимфа, тканевая жидкость, пищеварительные соки и т.д.) Такие системы образуют клеи, крахмал, белки, некоторые полимеры.
Мицеллы Мицеллы отдельная частица дисперсной фазы золя, т. е. высокодисперсной коллоидной системы с жидкой дисперсионной сҏедой. Мицелла состоит из ядра кристаллической либо аморфной структуры и поверхностного слоя, включающего сольватно связанные (молекулы окружающей жидкости).
Коагуляция Коагуляция – явление слипания коллоидных частиц и выпадения их в осадок – наблюдается при нейтрализации зарядов этих частиц, когда в коллоидный раствор добавляют электролит. При этом раствор превращается в суспензию или гель. Некоторые органические коллоиды коагулируют при нагревании (клей, яичный белок) или при изменении кислотно-щелочной среды раствора.
Гели или студни Гели или студни представляют собой студенистые осадки, образующиеся при коагуляции золей. К ним относят большое количество полимерных гелей, столь хорошо известные вам кондитерские, косметические и медицинские гели (желатин, холодец, мармелад, торт “Птичье молоко”) и конечно же бесконечное множество природных гелей: минералы (опал), тела медуз, хрящи, сухожилия, волосы, мышечная и нервная ткани и т.д.
Коллоидные растворы. «МОУ Есеновичская СОШ» Работу выполнила ученица 11-го класса Петрова Галина.
Коллоидные растворы. Коллоидные растворы были открыты в середине XIX в. Английским химиком Т. Гремом. Оп дал название (от греч. kollat + eidos «клей», имеющий вид клея) коллоиды. Это - дисперсные системы типа т/ж: твёрдое в жидком. Первоначально под коллоидами понимали особую группу веществ, но в начале XX в. Было доказано, что в виде коллоида можно получить любое вещество.
Коллоидные растворы можно распознать, если осветить их фонарем сбоку: они кажутся мутными. Мелкие частицы, входящие в состав коллоидного раствора, становятся видимыми, так как рассеивают свет ("эффект Тиндаля"). Размеры и форму каждой частички определить нельзя, но все они в целом дадут возможность проследить путь света.
Для наших опытов понадобятся прозрачные емкости - стеклянные цилиндры, стаканы, колбы или просто прозрачные стеклянные банки, и лампа, дающая направленный пучок света (софит, настольная лампа или фотографический фонарь). В емкость наливаем коллоидный раствор, приготовленный смешиванием а) яичного белка с водой, б) силикатного клея (растворимого стекла), в) крахмального клейстера с водой. Опыты
Осветим емкости с коллоидными растворами лампой-софитом сбоку или снизу (фото справа) и будем наблюдать рассеяние света.
Коллоидные системы 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. Как видно, коллоидные растворы по размерам частиц являются промежуточными между истинными растворами и суспензиями и эмульсиями. Коллоидные частицы обычно состоят из большого числа молекул или ионов.
Коллоидные системы относятся к дисперсным системам – системам, где одно вещество в виде частиц различной величины распределено в другом (см. разд. 4.1). Дисперсные системы чрезвычайно многообразны; практически всякая реальная система является дисперсной. Дисперсные системы классифицируют прежде всего по размеру частиц дисперсной фазы (или степени дисперсности); кроме того, их разделяют на группы, различающиеся по природе и агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. Если дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой – твердые частицы, система называется взвесью или суспензией; если дисперсная фаза представляет собой капельки жидкости, то систему называют эмульсией. Эмульсии, в свою очередь, подразделяют на два типа: прямые, или "масло в воде" (когда дисперсная фаза – неполярная жидкость, а дисперсионная среда – полярная жидкость) и обратные, или "вода в масле" (когда полярная жидкость диспергирована в неполярной). Среди дисперсных систем выделяют также пены (газ диспергирован в жидкости) и пористые тела (твердая фаза, в которой диспергированы газ либо жидкость). Основные типы дисперсных систем приведены в табл.1.
Таблица 1. Основные типы дисперсных систем
По степени дисперсности выделяют обычно следующие классы дисперсных систем: Грубодисперсные системы – системы, размер частиц дисперсной фазы в которых превышает 10-7 м. Коллоидные системы – системы, размер частиц дисперсной фазы в которых составляет 10-7 – 10-9 м. Коллоидные системы характеризуются гетерогенностью, т.е. наличием поверхностей раздела фаз и очень большим значением удельной поверхности дисперсной фазы. Это обусловливает значительный вклад поверхностной фазы в состояние системы и приводит к появлению у коллоидных систем особых, присущих только им, свойств. Иногда выделяют молекулярно(ионно)-дисперсные системы, которые, строго говоря, являются истинными растворами, т.е. гомогенными системами, поскольку в них нет поверхностей раздела фаз.
Коллоидные системы, в свою очередь, подразделяются на две группы, резко отличные по характеру взаимодействий между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды – лиофобные коллоидные растворы (золи) и растворы высокомолекулярных соединений (ВМС), которые ранее называли лиофильными коллоидами. К лиофобным коллоидам относятся системы, в которых частицы дисперсной фазы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой; эти системы могут быть получены только с затратой энергии и устойчивы лишь в присутствии стабилизаторов.
Коллоидное серебро.
КОЛЛОИДНАЯ ФИТОФОРМУЛА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ САХАРНОГО БАЛАНСА
Коллоидные растворы. Гели. При освещении коллоидного раствора он опалес-цирует, так как частицы, содержащиеся в нем, препятствуют прямолинейному прохождению света в жидкости. В живом организме все физиологические процессы происходят в растворах, коллоидных растворах и гелях (гелями называют плотные коллоидные растворы). Из коллоидных растворов можно назвать такие, как яичный белок, мыльный раствор, желатиновое желе, клеи. В косметике широко применяются различные гели. Их основные элементы - это вода и какое-нибудь коллоидное вещество, как, например, желатин, гуммиарабик, карбоксиметилцеллюлоза и другие.
Коллоидный раствор минералов Описание: Полный набор минеральных веществ в легко усваиваемой форме. Участвует в формировании костной ткани и создании клето к крови. Необходим для нормального функционирования сердечно-сосудистой и нервной систем. Регулирует мышечный тонус и состав внутриклето чной жидкости.
Машина для производства высокостабильных коллоидных растворов
В пробирке слева - коллоидный раствор наночастиц золота в воде.
Коллоидные объемозамещающие растворы Коллоидные растворы традиционно подразделяются на синтетические и естественные (белковые). К последним относятся СЗП и растворы альбумина. Следует отметить, что, по современным представлениям, закрепленным в рекомендациях ВОЗ, гиповолемия не входит в перечень показаний для трансфузий альбумина и СЗП, однако в ряде случаев им оставлена и функция объемозамещения. Речь идет о тех ситуациях, когда введенная доза синтетических коллоидов достигла максимальной безопасной, а потребность в коллоидах сохраняется или использование синтетических коллоидов невозможно (например, у пациентов с декомпенсированными нарушениями гемостаза).
Так, по данным Гематологического центра, у больных с патологией гемостаза, поступивших в отделение реанимации с синдромом гиповолемии, доля СЗП составляет более 35% от всего объема используемых коллоидных объемозамещающих растворов . Естественно, следует учитывать волемический эффект естественных коллоидов, перелитых по основным показаниям.
коллоидный раствор золота в деминерализованной воде
Коллоидный раствор минералов.
Магнитная жидкость - это коллоидный раствор.
Свойства коллоидных дисперсий зависят также от природы границы раздела между дисперсионной фазой и дисперсной средой. Несмотря на большую величину отношения поверхности к объему, количество вещества, необходимого для модификации границы раздела в типичных дисперсных системах, очень мало; добавление малых количеств подходящих веществ (особенно поверхностно-активных (ПАВ), полимеров и поливалентных противоионов,) может существенно изменить объемные свойства коллоидных дисперсных систем. Например, резко выраженное изменение консистенции (плотности, вязкости) суспензий глины может быть вызвано добавлением малых количеств ионов кальция (загущение, уплотнение) или фосфат-ионов (разжижение). Исходя из этого, химию поверхностных явлений можно рассматривать как составную часть коллоидной химии, хотя обратное соотношение вовсе не обязательно
Слайд 2
Дисперсные системы - это микрогетерогенные системы с сильно развитой внутренней поверхностью раздела между фазами.
Слайд 3
Дисперсионная среда - непрерывная фаза (тело), в объёме которой распределена другая (дисперсная) фаза в виде мелких твёрдых частиц, капелек жидкости или пузырьков газа. Дисперсная фаза - совокупность мелких однородных твёрдых частиц, капелек жидкости или пузырьков газа, равномерно распределённых в окружающей (дисперсионной) среде.
Слайд 4
Слайд 5
Классификация дисперсных систем
Слайд 6
Грубодисперсные системы (взвеси)
Эмульсии- это дисперсные системы, в которых и дисперсная фаза и дисперсионная среда являются жидкостями, взаимно не смешивающимися. Из воды и масла можно приготовить эмульсию длительным встряхиванием смеси. Примером эмульсии является молоко, в котором мелкие шарики жира плавают в жидкости. Суспензии- это дисперсные системы, в которых дисперсной фазой является твердое вещество, а дисперсионной средой - жидкость, - причем твердое вещество практически нерастворимо в жидкости. Чтобы приготовить суспензию, надо вещество измельчить до тонкого порошка, высыпать в жидкость, в которой вещество не растворяется, и хорошо взболтать (например, взбалтывание глины в воде). Со временем частички выпадут на дно сосуда. Очевидно, чем меньше частички, тем дольше будет сохраняться суспензия. Аэрозоли- взвеси в газе мелких частиц жидкостейили твёрдых веществ.
Слайд 7
Коллоидные растворы
Золиполучают дисперсионными и конденсационными методами. Диспергирование чаще всего производят при помощи особых “коллоидных мельниц”. При конденсационном методе коллоидные частицы образуютсяза счет объединения атомов или молекул в агрегаты. При протекании многих химических реакций также происходит конденсация и образуются высокодисперсные системы (выпадение осадков, протекание гидролиза, окислительно-восстановительные реакции и т.д.) - кровь, лимфа… Гели. При определенных условиях коагуляция (явление слипания коллоидных частиц и выпадения их в осадок) золей приводит к образованию студенистой массы, называемой гелем. В этом случае вся масса коллоидных частиц, связывая растворитель, переходит в своеобразное полужидкое-полутвердое состояние. - желатин, желе, мармелад.
Слайд 8
Эффект Тиндаля
Эффект Тиндаля-оптический эффект, рассеяние света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса (конус Тиндаля), видимого на тёмном фоне. Характерен для растворов коллоидных систем (например, золей, металлов, разбавленных латексов, табачного дыма), в которых частицы и окружающая их среда различаются по показателю преломления. На эффекте Тиндаля основан ряд оптических методов определения размеров, формы и концентрации коллоидных частиц и макромолекул. Эффект Тиндаля назван по имени открывшего его Джона Тиндаля.
Слайд 9
Схематически процесс рассеяния света выглядит так:
Слайд 10
Истинные растворы
Молекулярные – это водные растворы неэлектролитов – органических веществ (спирта, глюкозы, сахарозы и т.д.); Ионные – это растворы сильных электролитов (щелочей, солей, кислот – NaOH, K2SO4. HNO3, HClO4); Молекулярно – ионные – это растворы слабых электролитов (азотистой, сероводородной кислот и др.).
Слайд 11
Классификация
по агрегатному состоянию дисперсионной среды и дисперсной фазы: Твердое вещество Газ Жидкость
Слайд 12
Дисперсная среда:твердое вещество
Дисперсная фаза –газ: Почва, текстильные ткани, кирпич и керамика, пористый шоколад, порошки. Дисперсная фаза – жидкость: Влажная почва, медицинские и косметические средства. Дисперсная фаза – твердое вещество: Горные породы, цветные стекла, некоторые сплавы.
Слайд 13
Дисперсная среда:газ
Дисперсная фаза –газ: Всегда гомогенная смесь (воздух, природный газ) Дисперсная фаза – жидкость: Туман, попутный газ с капельками нефти, аэрозоли. Дисперсная фаза – твердое вещество: Пыли в воздухе, дымы, смог, песчаные бури.
Слайд 14
Дисперсная среда:жидкость
Дисперсная фаза –газ: Шипучие напитки, пены. Дисперсная фаза – жидкость: Эмульсии: нефть, крем, молоко; жидкие среды организма, жидкое содержимое клеток. Дисперсная фаза – твердое вещество: Золи, гели, пасты. Строительные растворы.
Слайд 15
Значение дисперсных систем
Для химии наибольшее значение имеютдисперсные системы, в которых средой является вода и жидкие растворы. Природная вода всегда содержит растворённые вещества. Природные водные растворы участвуют в процессах почвообразования и снабжают растения питательными веществами. Сложные процессы жизнедеятельности, происходящие в организмах человека и животных, также протекают в растворах. Многие технологические процессы в химической и других отраслях промышленности, например получение кислот, металлов, бумаги, соды, удобрений протекают в растворах.
Слайд 16
Выполнила: Екмалян Милена
Посмотреть все слайды