Disperzijski sustav s tekućim disperzijskim medijem. Raspršena faza - što je to? Koloidne otopine i sustavi

Raspršeni sustavi

Čiste tvari su vrlo rijetke u prirodi. Smjese različitih tvari u različitim agregatnim stanjima mogu tvoriti heterogene i homogene sustave – disperzne sustave i otopine.
Raspršena nazivaju se heterogeni sustavi u kojima je jedna tvar u obliku vrlo malih čestica ravnomjerno raspoređena u volumenu druge.
Tvar koja je prisutna u manjim količinama i raspoređena u volumenu drugog naziva se disperzirana faza . Može se sastojati od nekoliko tvari.
Tvar prisutna u većim količinama, u čijem je volumenu raspoređena dispergirana faza, naziva se disperzijski medij . Između njega i čestica disperzne faze postoji međupovršina, pa se disperzni sustavi nazivaju heterogenim (nehomogenim).
I disperzni medij i disperznu fazu mogu predstavljati tvari u različitim agregatnim stanjima - krutim, tekućim i plinovitim.
Ovisno o kombinaciji agregatnog stanja disperzijskog medija i disperzne faze, može se razlikovati 9 vrsta takvih sustava.

Prema veličini čestica tvari koje čine disperznu fazu, disperzne sustave dijelimo na grubo disperzne (suspenzije) s veličinama čestica većim od 100 nm i fino disperzne (koloidne otopine ili koloidni sustavi) s veličinama čestica od 100 do 1 nm. nm. Ako se tvar fragmentira na molekule ili ione veličine manje od 1 nm, nastaje homogeni sustav – otopina. Jednoličan je (homogen), nema sučelja između čestica i medija.

Već brzo upoznavanje s disperznim sustavima i rješenjima pokazuje koliko su važni u svakodnevnom životu i prirodi.

Prosudite sami: bez nilskog mulja velika civilizacija starog Egipta ne bi se dogodila; bez vode, zraka, stijena i minerala ne bi uopće bilo živog planeta - našeg zajedničkog doma - Zemlje; bez stanica ne bi bilo živih organizama itd.

Klasifikacija disperznih sustava i otopina

Obustaviti

Obustaviti - to su disperzni sustavi u kojima je veličina čestica faze veća od 100 nm. To su neprozirni sustavi čije se pojedinačne čestice mogu vidjeti golim okom. Disperzna faza i disperzni medij lako se razdvajaju taloženjem. Takvi sustavi dijele se na:
1) emulzije (i medij i faza su tekućine netopljive jedna u drugoj). To su poznate mliječne, limfne, vodene boje itd.;
2) suspenzije (medij je tekućina, a faza je krutina netopljiva u njoj). To su minobacači (na primjer, " krečno mlijeko"za bijeljenje), riječni i morski mulj suspendiran u vodi, živa suspenzija mikroskopskih živih organizama u morskoj vodi - planktona, kojima se divovski kitovi hrane i dr.;
3) aerosoli - suspenzije u plinu (na primjer, u zraku) malih čestica tekućina ili krutina. Razlikujte prašinu, dim i maglu. Prve dvije vrste aerosola su suspenzije krutih čestica u plinu (veće čestice u prašini), potonji je suspenzija malih kapljica tekućine u plinu. Na primjer, prirodni aerosoli: magla, grmljavinski oblaci - suspenzija kapljica vode u zraku, dim - male čvrste čestice. I smog koji visi nad najvećim svjetskim gradovima također je aerosol s krutom i tekućom raspršenom fazom. Stanovnici naselja u blizini tvornica cementa pate od najfinije cementne prašine koja uvijek visi u zraku, a koja nastaje prilikom mljevenja cementne sirovine i produkta njenog pečenja - klinkera. Slični štetni aerosoli – prašina – prisutni su i u gradovima s metalurškom proizvodnjom. Dim iz tvorničkih dimnjaka, smog, sitne kapljice sline koje izlaze iz usta oboljelog od gripe, a također i štetni aerosoli.
Aerosoli imaju važnu ulogu u prirodi, svakodnevnom životu i ljudskim proizvodnim aktivnostima. Nakupljanje oblaka, kemijska obrada polja, nanošenje boje u spreju, raspršivanje goriva, proizvodnja mlijeka u prahu i liječenje dišnih putova (udisanje) primjeri su pojava i procesa u kojima aerosoli imaju koristi. Aerosoli su magle nad morskim valovima, u blizini vodopada i fontana; duga koja se pojavljuje u njima pruža čovjeku radost i estetski užitak.
Za kemiju su od najveće važnosti disperzni sustavi u kojima je medij voda i tekuće otopine.
Prirodna voda uvijek sadrži otopljene tvari. Prirodne vodene otopine sudjeluju u procesima formiranja tla i opskrbljuju biljke hranjivima. Složeni životni procesi koji se odvijaju u ljudskim i životinjskim tijelima također se odvijaju u otopinama. Mnogi tehnološki procesi u kemijskoj i drugim industrijama, primjerice proizvodnja kiselina, metala, papira, sode, gnojiva, odvijaju se u otopinama.

Koloidni sustavi

Koloidni sustavi - to su disperzni sustavi u kojima je veličina čestica faze od 100 do 1 nm. Te čestice nisu vidljive prostim okom, a disperzna faza i disperzni medij u takvim sustavima teško se razdvajaju taloženjem.
Dijele se na sole (koloidne otopine) i gelove (žele).
1. Koloidne otopine ili solovi. To je većina tekućina žive stanice (citoplazma, jezgrov sok - karioplazma, sadržaj organela i vakuola) i živog organizma u cjelini (krv, limfa, tkivna tekućina, probavni sokovi, humoralne tekućine itd.). Takvi sustavi tvore ljepila, škrob, proteine i neke polimere.
Koloidne otopine mogu se dobiti kao rezultat kemijskih reakcija; na primjer, kada otopine kalijevih ili natrijevih silikata ("topivo staklo") reagiraju s kiselim otopinama, nastaje koloidna otopina silicijeve kiseline. Sol nastaje i tijekom hidrolize željeznog klorida (III) u vrućoj vodi. Koloidne otopine izgledom su slične pravim otopinama. Od potonjih se razlikuju po "svjetlećoj stazi" koja se formira - stožac kada kroz njih prođe snop svjetlosti.

Ova pojava se zove Tyndallov učinak . Čestice disperzne faze sola, veće nego u pravoj otopini, reflektiraju svjetlost sa svoje površine, a promatrač vidi svjetleći stožac u posudi s koloidnom otopinom. Ne nastaje u pravoj otopini. Sličan učinak možete primijetiti, ali samo za aerosol, a ne za tekući koloid, u kinima kada zraka svjetlosti s filmske kamere prolazi kroz zrak kino dvorane.

Čestice disperzne faze koloidnih otopina često se ne talože ni tijekom dugotrajnog skladištenja zbog kontinuiranih sudara s molekulama otapala uslijed toplinskog kretanja. Ne lijepe se kada se približavaju jedna drugoj zbog prisutnosti istoimenih električnih naboja na njihovoj površini. Ali pod određenim uvjetima može doći do procesa koagulacije.

Zgrušavanje - pojava sljepljivanja i taloženja koloidnih čestica - uočava se kada se naboji tih čestica neutraliziraju kada se u koloidnu otopinu doda elektrolit. U tom slučaju otopina se pretvara u suspenziju ili gel. Neki organski koloidi koaguliraju pri zagrijavanju (ljepilo, bjelanjak) ili pri promjeni kiselinsko-bazne sredine otopine.

2. Gelovi , ili žele, koji su želatinozni sedimenti nastali tijekom koagulacije sola. To uključuje veliki broj polimernih gelova, vama dobro poznatih konditorskih, kozmetičkih i medicinskih gelova (želatina, žele meso, žele, marmelada, ptičje mlijeko torta) i naravno beskrajna raznolikost prirodnih gelova: minerali (opal), meduza tijela, hrskavice, tetiva, kose, mišića i živčanog tkiva itd. Povijest razvoja života na Zemlji može se istovremeno smatrati i poviješću evolucije koloidnog stanja tvari. S vremenom se struktura gelova narušava i iz njih se oslobađa voda. Ova pojava se zove sinereza .

Rješenja

Poziva se rješenje homogeni sustav koji se sastoji od dvije ili više tvari.
Otopine su uvijek jednofazne, odnosno one su homogeni plin, tekućina ili krutina. To je zbog činjenice da je jedna od tvari raspoređena u masi druge u obliku molekula, atoma ili iona (veličina čestica manja od 1 nm).
Rješenja se nazivaju pravi , ako se želi naglasiti njihova razlika u odnosu na koloidne otopine.
Otapalom se smatra tvar čije se agregatno stanje ne mijenja tijekom nastajanja otopine. Na primjer, voda u vodenim otopinama kuhinjske soli, šećera, ugljičnog dioksida. Ako je otopina nastala miješanjem plina s plinom, tekućine s tekućinom i krutine s krutinom, otapalo se smatra komponentom koja je obilnija u otopini. Dakle, zrak je otopina kisika, plemenitih plinova, ugljičnog dioksida u dušiku (otapalo). Stolni ocat, koji sadrži od 5 do 9% octene kiseline, otopina je te kiseline u vodi (otapalo je voda). Ali u octenoj esenciji octena kiselina igra ulogu otapala, budući da je njen maseni udio 70-80%, dakle, to je otopina vode u octenoj kiselini.

Pri kristalizaciji tekuće legure srebra i zlata mogu se dobiti čvrste otopine različitog sastava.
Rješenja se dijele na:
molekularne - to su vodene otopine neelektrolita - organske tvari (alkohol, glukoza, saharoza itd.);
molekularni ion- to su otopine slabih elektrolita (dušičasta, hidrosulfidna kiselina i dr.);
ionski - to su otopine jakih elektrolita (lužine, soli, kiseline - NaOH, K 2 S0 4, HN0 3, HC1O 4).
Ranije su postojala dva gledišta o prirodi otapanja i otopina: fizičko i kemijsko. Prema prvom, otopine su se smatrale mehaničkim smjesama, prema drugom - nestabilnim kemijskim spojevima čestica otopljene tvari s vodom ili drugim otapalom. Posljednju teoriju iznio je 1887. D. I. Mendelejev, koji je više od 40 godina posvetio proučavanju otopina. Suvremena kemija otapanje smatra fizikalno-kemijskim procesom, a otopine fizikalno-kemijskim sustavima.
Preciznija definicija rješenja je:
Riješenje - homogeni (homogeni) sustav koji se sastoji od čestica otopljene tvari, otapala i proizvoda njihove interakcije.

Ponašanje i svojstva otopina elektrolita, kao što dobro znate, objašnjava još jedna važna teorija kemije - teorija elektrolitičke disocijacije, koju je razvio S. Arrhenius, razvili i dopunili učenici D. I. Mendeljejeva, a prvenstveno I. A. Kablukov.

Pitanja za konsolidaciju:
1. Što su disperzni sustavi?
2. Kod oštećenja kože (rana) uočava se zgrušavanje krvi - koagulacija sol. Što je bit ovog procesa? Zašto ovaj fenomen obavlja zaštitnu funkciju za tijelo? Kako se zove bolest kod koje je zgrušavanje krvi otežano ili se ne opaža?
3. Recite nam o važnosti različitih disperznih sustava u svakodnevnom životu.
4. Pratiti evoluciju koloidnih sustava tijekom razvoja života na Zemlji.

I disperzni medij i disperzna faza mogu se sastojati od tvari u različitim agregatnim stanjima. Ovisno o kombinaciji stanja disperzijskog medija i disperzne faze, može se razlikovati osam tipova takvih sustava

Klasifikacija disperznih sustava prema agregatnom stanju

Disperzivni medij	Raspršena faza	Primjeri nekih prirodnih i kućanskih disperznih sustava
	Tekućina	Magla, prateći plin s kapljicama ulja, smjesa rasplinjača u automobilskim motorima (kapljice benzina u zraku)
Čvrsto	Prašina u zraku, dim, smog, simoom (prašne i pješčane oluje)
Tekućina		Gazirana pića, pjenušava kupka
Tekućina	Tekuće podloge u tijelu (krvna plazma, limfa, probavni sokovi), tekući sadržaj stanica (citoplazma, karioplazma)
Čvrsto	Kiseli, želei, ljepila, riječni ili morski mulj suspendiran u vodi, žbuke
Čvrsto		Snježna kora s mjehurićima zraka u njoj, zemlja, tekstilne tkanine, cigla i keramika, pjenasta guma, gazirana čokolada, prašci
Tekućina	Vlažna zemlja, medicinski i kozmetički proizvodi (masti, maskara, ruž za usne, itd.)
Čvrsto	Stijene, stakla u boji, neke legure

Također, kao klasifikacijsku značajku, možemo razlikovati takav koncept kao što je veličina čestica raspršenog sustava:

- Grubo raspršeni (> 10 mikrona): granulirani šećer, tlo, magla, kišne kapi, vulkanski pepeo, magma itd.
- Srednje fini (0,1-10 mikrona): eritrociti ljudske krvi, E. coli itd.

dispergirana emulzija suspenzijski gel

- Visoko raspršeni (1-100 nm): virus influence, dim, mutnoća u prirodnim vodama, umjetno dobiveni solovi raznih tvari, vodene otopine prirodnih polimera (albumin, želatina i dr.) itd.
- Nano veličine (1-10 nm): molekula glikogena, fine pore ugljena, metalni solovi dobiveni u prisutnosti molekula organskih tvari koje ograničavaju rast čestica, ugljikove nanocijevi, magnetske nanoniti od željeza, nikla itd.

Grubo disperzni sustavi: emulzije, suspenzije, aerosoli

Prema veličini čestica tvari koje čine disperznu fazu, disperzne sustave dijelimo na grube s veličinama čestica većim od 100 nm i fino disperzne s veličinama čestica od 1 do 100 nm. Ako se tvar fragmentira na molekule ili ione veličine manje od 1 nm, nastaje homogeni sustav – otopina. Otopina je homogena, nema sučelja između čestica i medija, pa stoga ne pripada disperznim sustavima. Grubo disperzni sustavi dijele se u tri skupine: emulzije, suspenzije i aerosoli.

Emulzije su disperzni sustavi s tekućim disperzijskim medijem i tekućom disperznom fazom.

Također se mogu podijeliti u dvije skupine: 1) izravne - kapi nepolarne tekućine u polarnom okolišu (ulje u vodi); 2) revers (voda u ulju). Promjene u sastavu emulzija ili vanjski utjecaji mogu dovesti do transformacije izravne emulzije u obrnutu emulziju i obrnuto. Primjeri najpoznatijih prirodnih emulzija su mlijeko (izravna emulzija) i ulje (reverzna emulzija). Tipična biološka emulzija su kapljice masti u limfi.

Među emulzijama poznatim u ljudskoj praksi su tekućine za rezanje, bitumenski materijali, pesticidi, lijekovi i kozmetika te prehrambeni proizvodi. Na primjer, u medicinskoj praksi, masne emulzije naširoko se koriste za opskrbu energijom izgladnjelog ili oslabljenog tijela putem intravenske infuzije. Za dobivanje takvih emulzija koriste se maslinovo, pamučno i sojino ulje. U kemijskoj tehnologiji emulzijska polimerizacija se široko koristi kao glavna metoda za proizvodnju guma, polistirena, polivinil acetata itd. Suspenzije su grubi sustavi s čvrstom disperznom fazom i tekućim disperzijskim medijem.

Tipično, čestice disperzne faze suspenzije su toliko velike da se pod utjecajem gravitacije talože – sedimentiraju. Sustavi u kojima se taloženje odvija vrlo sporo zbog male razlike u gustoći disperzne faze i disperzijskog medija nazivaju se i suspenzijama. Praktično značajne građevinske suspenzije su kreč ("vapneno mlijeko"), emajl boje i razne građevinske suspenzije, na primjer one koje se nazivaju "cementni mort". Suspenzije također uključuju lijekove, na primjer tekuće masti - linimente. Posebnu skupinu čine grubo disperzni sustavi, u kojima je koncentracija disperzne faze relativno visoka u odnosu na njezinu nisku koncentraciju u suspenzijama. Takvi disperzni sustavi nazivaju se paste. Na primjer, stomatološki, kozmetički, higijenski itd., koji su vam dobro poznati iz svakodnevnog života.

Aerosoli su grubo disperzni sustavi u kojima je disperzijsko sredstvo zrak, a disperzna faza mogu biti kapljice tekućine (oblaci, duge, lak za kosu ili dezodorans ispušteni iz limenke) ili čestice krute tvari (oblaci prašine, tornado)

Koloidni sustavi - u njima veličine koloidnih čestica dosežu i do 100 nm. Takve čestice lako prodiru u pore papirnatih filtera, ali ne prodiru u pore bioloških membrana biljaka i životinja. Budući da koloidne čestice (micele) imaju električni naboj i solvatne ionske ljuske, zbog čega ostaju suspendirane, ne mogu se taložiti dosta dugo. Upečatljiv primjer koloidnog sustava su otopine želatine, albumina, arapske gume te koloidne otopine zlata i srebra.

Koloidni sustavi zauzimaju srednji položaj između grubih sustava i pravih otopina. Rasprostranjene su u prirodi. Tlo, glina, prirodne vode, mnogi minerali, uključujući i drago kamenje, svi su koloidni sustavi.

Postoje dvije skupine koloidnih otopina: tekuće (koloidne otopine - solovi) i želatinaste (žele - gelovi).

Većina bioloških tekućina stanice (već spomenuta citoplazma, jezgrin sok - karioplazma, sadržaj vakuola) i živog organizma u cjelini su koloidne otopine (soli). Svi vitalni procesi koji se odvijaju u živim organizmima povezani su s koloidnim stanjem tvari. U svakoj živoj stanici biopolimeri (nukleinske kiseline, proteini, glikozaminoglikani, glikogen) nalaze se u obliku disperznih sustava.

Gelovi su koloidni sustavi u kojima čestice disperzne faze tvore prostornu strukturu.

Gelovi mogu biti: prehrambeni - marmelada, marshmallows, žele meso, žele; biološki - hrskavica, tetive, kosa, mišićno i živčano tkivo, tijela meduza; kozmetika - gelovi za tuširanje, kreme; medicinski - lijekovi, masti; mineral - biseri, opal, karneol, kalcedon.

Koloidni sustavi od velike su važnosti za biologiju i medicinu. Sastav svakog živog organizma uključuje čvrste, tekuće i plinovite tvari koje su u složenom odnosu s okolinom. S kemijskog gledišta, tijelo kao cjelina složena je zbirka mnogih koloidnih sustava.

Biološke tekućine (krv, plazma, limfa, cerebrospinalna tekućina i dr.) su koloidni sustavi u kojima su organski spojevi kao što su proteini, kolesterol, glikogen i mnogi drugi u koloidnom stanju. Zašto mu priroda daje takvu prednost? Ova značajka prvenstveno je posljedica činjenice da tvar u koloidnom stanju ima veliku međufaznu granicu, što doprinosi boljim metaboličkim reakcijama.

Primjeri prirodnih i umjetnih disperznih sustava. Minerali i stijene kao prirodne mješavine

Sva priroda koja nas okružuje – životinjski i biljni organizmi, hidrosfera i atmosfera, zemljina kora i podzemlje složeni su skup mnogih različitih i različitih vrsta grubih i koloidnih sustava. Oblaci našeg planeta ista su živa bića kao i sva priroda koja nas okružuje. Oni su od velike važnosti za Zemlju, jer su informacijski kanali. Uostalom, oblaci se sastoje od kapilarne tvari vode, a voda je, kao što znate, vrlo dobar uređaj za pohranjivanje informacija. Ciklus vode u prirodi dovodi do činjenice da se informacije o stanju planeta i raspoloženju ljudi nakupljaju u atmosferi i zajedno s oblacima kreću cijelim prostorom Zemlje. Nevjerojatna kreacija prirode - oblaci, koji ljudima daju radost, estetski užitak i jednostavno želju da ponekad pogledaju u nebo.

Magla može biti i primjer prirodnog disperznog sustava, nakupljanja vode u zraku, kada nastaju sitni produkti kondenzacije vodene pare (pri temperaturi zraka iznad? 10° - sitne kapljice vode, pri? 10..? 15° - mješavina kapljica vode i kristala leda, na temperaturi nižoj od ?15° - kristali leda svjetlucaju na sunčevim zrakama ili na svjetlu mjeseca i lampiona). Relativna vlažnost zraka tijekom magle obično je blizu 100% (najmanje preko 85-90%). Međutim, pri jakim mrazima (? 30 ° i niže) u naseljenim područjima, na željezničkim postajama i aerodromima, magle se mogu uočiti pri bilo kojoj relativnoj vlažnosti zraka (čak i manjoj od 50%) - zbog kondenzacije vodene pare nastale tijekom izgaranja goriva (u motorima, pećima i sl.) i ispuštaju u atmosferu kroz ispušne cijevi i dimnjake.

Kontinuirano trajanje magle obično se kreće od nekoliko sati (a ponekad i pola sata do sat vremena) do nekoliko dana, osobito u hladnoj sezoni.

Magle onemogućuju normalan rad svih vrsta prometa (osobito zrakoplovnog) pa su prognoze magle od velikog gospodarskog značaja.

Primjer složenog disperznog sustava je mlijeko čije su glavne komponente (ne računajući vodu) mast, kazein i mliječni šećer. Mast je u obliku emulzije i kada mlijeko odstoji postepeno se diže do vrha (vrhnje). Kazein se nalazi u obliku koloidne otopine i ne oslobađa se spontano, ali se lako može istaložiti (u obliku svježeg sira) kada se mlijeko zakiseli, npr. octom. U prirodnim uvjetima, kazein se oslobađa kada se mlijeko ukiseli. Konačno, mliječni šećer je u obliku molekularne otopine i oslobađa se tek kada voda ispari.

Mnogi plinovi, tekućine i čvrste tvari otapaju se u vodi. Šećer i kuhinjska sol lako se otapaju u vodi; ugljikov dioksid, amonijak i mnoge druge tvari pri sudaru s vodom prelaze u otopinu i gube prethodno agregatno stanje. Otopljena tvar se može izolirati iz otopine na određeni način. Ako otopinu kuhinjske soli isparite, sol ostaje u obliku čvrstih kristala.

Kada se tvari otope u vodi (ili drugom otapalu), nastaje jednoličan (homogen) sustav. Dakle, otopina je homogeni sustav koji se sastoji od dvije ili više komponenti. Otopine mogu biti tekuće, čvrste i plinovite. DO tekuće otopine uključuju, na primjer, otopinu šećera ili kuhinjske soli u vodi, alkohol u vodi i slično. Čvrste otopine jednog metala u drugom uključuju legure: mjed je legura bakra i cinka, bronca je legura bakra i kositra i slično. Plinovita tvar je zrak ili bilo koja mješavina plinova.

KALINJINGRADSKA TRGOVAČKA I EKONOMSKA ŠKOLA

podružnica saveznog državnog proračuna

obrazovna ustanova visokog obrazovanja strukovno obrazovanje

RUSKA AKADEMIJA NACIONALNOG GOSPODARSTVA I JAVNE SLUŽBE

pod PREDSJEDNIKOM RUSKE FEDERACIJE

Popratne bilješke

Tema: “Razpršeni sustavi”

Kaliningrad, 2013

Tema: “Razpršeni sustavi”

Disperzni sustavi su sustavi koji se sastoje od mnogo malih čestica raspoređenih u tekućem, krutom ili plinovitom mediju.

Raspršeni sustav uključuje dvije obvezne komponente:disperzirana faza - usitnjena tvardisperzivni medij – tvar u kojoj je raspoređena disperzna faza.
Sve disperzne sustave karakteriziraju dvije glavne značajke:

Visoka disperzija.

Heterogenost.

Raspršeni sustavi

Fino raspršeno

Koloidni sustavi

Grubo raspršeno

True Sol suspenzije

Emulzije Gelovi

Aerosoli

Klasifikacija disperznih sustava

Prema agregatnom stanju faza

I disperzni medij i disperznu fazu mogu predstavljati tvari u različitim agregatnim stanjima - krutim, tekućim i plinovitim.Ovisno o kombinaciji agregatnog stanja disperzijskog medija i disperzne faze, može se razlikovati 9 vrsta takvih sustava.

Glavne vrste disperznih sustava

Disperzivni medij

Po veličini čestica

Prema stupnju disperzije sustavi se dijele na vrste

Grubo raspršen s polumjerom čestica većim od 100 nm

Koloidno raspršeni (soli) s veličinom čestica od 100 nm do 1 nm.

Molekularne ili ionske otopine s veličinom čestica manjom od 1 nm.

Grubo disperzni sustavi.

Emulzije (i medij i faza su tekućine netopljive jedna u drugoj, u kojima je jedna od tekućina suspendirana u drugoj u obliku kapljica). Ovo je mlijeko, limfa, boje na bazi vode, kiselo vrhnje, majoneza, sladoled itd.;

Suspenzije (medij je tekućina, a faza je krutina netopljiva u njoj). To su građevinske otopine (na primjer, "vapneno mlijeko" za krečenje), riječni i morski mulj suspendiran u vodi i pire juha.

Aerosoli - disperzni sustavi, čiji je disperzni medij plin, a disperzna faza mogu biti čvrste čestice ili kapljice tekućine. Razlikujte prašinu, dim i maglu. Prve dvije vrste aerosola su suspenzije krutih čestica u plinu (veće čestice u prašini), potonji je suspenzija malih kapljica tekućine u plinu. Bioaerosoli su pelud i spore biljaka.

pjene - visokokoncentrirani grubi sustavi u kojima je disperzni medij tekućina, a disperzna faza plin.

Puderi – disperzna faza je kruta tvar, a disperzni medij je plin.

Grubo disperzni sustavi su nestabilni.

Koloidni sustavi

Koloidni sustavi - to su disperzni sustavi u kojima je veličina čestica faze od 100 do 1 nm. Te čestice nisu vidljive prostim okom, a disperzna faza i disperzni medij u takvim sustavima teško se razdvajaju taloženjem. Dijele se nasols (koloidne otopine) igelovi(želei). 1. Koloidne otopine, odnsols . To je većina tekućina žive stanice (citoplazma, jezgrov sok, sadržaj organela i vakuola) i živog organizma u cjelini (krv, limfa, tkivna tekućina, probavni sokovi). Takvi sustavi tvore ljepila, škrob, proteine i neke polimere. Koloidne otopine izgledom su slične pravim otopinama. Od potonjih se razlikuju po "svjetlećoj stazi" koja se formira - stožac kada kroz njih prođe snop svjetlosti.

Taj se fenomen naziva Tyndallov efekt. Čestice disperzne faze sola, veće nego u pravoj otopini, reflektiraju svjetlost sa svoje površine, a promatrač vidi svjetleći stožac u posudi s koloidnom otopinom. Ne nastaje u pravoj otopini. Sličan učinak možete primijetiti, ali samo za aerosol, a ne za tekući koloid, u kinima kada zraka svjetlosti s filmske kamere prolazi kroz zrak kino dvorane. Čestice disperzne faze koloidnih otopina često se ne talože ni tijekom dugotrajnog skladištenja zbog kontinuiranih sudara s molekulama otapala uslijed toplinskog kretanja. Ne lijepe se kada se približavaju jedna drugoj zbog prisutnosti istoimenih električnih naboja na njihovoj površini. Ali pod određenim uvjetima može doći do procesa koagulacije.Zgrušavanje - pojava sljepljivanja i taloženja koloidnih čestica - uočava se kada se naboji tih čestica neutraliziraju kada se u koloidnu otopinu doda elektrolit. U tom slučaju otopina se pretvara u suspenziju ili gel. Neki organski koloidi koaguliraju pri zagrijavanju (ljepilo, bjelanjak) ili pri promjeni kiselinsko-bazne sredine otopine. 2. gelovi, ili žele, koji su želatinozni sedimenti nastali tijekom koagulacije sola. To uključuje veliki broj polimernih gelova, vama dobro poznatih konditorskih, kozmetičkih i medicinskih gelova (želatina, žele meso, žele, marmelada, ptičje mlijeko torta) i naravno beskrajna raznolikost prirodnih gelova: minerali (opal), meduza tijela, hrskavice , tetiva, dlake, mišića i živčanog tkiva itd. Tijekom vremena dolazi do poremećaja strukture gelova - iz njih se oslobađa voda. Ova pojava se zovesinereza.

Rješenja

Otopina je homogeni (homogeni) sustav koji se sastoji od čestica otopljene tvari, otapala i proizvoda njihove interakcije.Otopine su uvijek jednofazne, odnosno one su homogeni plin, tekućina ili krutina. To je zbog činjenice da je jedna od tvari raspoređena u masi druge u obliku molekula, atoma ili iona (veličina čestica manja od 1 nm). Otopine se nazivaju pravim ako je potrebno naglasiti njihovu razliku od koloidnih otopina.

Stol

Primjeri disperziranih sustava

Disperzivni medij

Pitanja za samotestiranje

Što se naziva disperzni sustav, faza, medij?

Kako povezati disperznost s veličinom čestica?

Koji se disperzni sustavi klasificiraju kao koloidni?

Što je koagulacija i koji je čimbenici uzrokuju?

Koji je praktični značaj koagulacije?

Što je suspenzija?

Koja su glavna svojstva suspenzija?

Što je emulzija i kako se može razbiti?

Gdje se koriste aerosoli?

Koje metode postoje za uništavanje aerosola?

Sigurnosne mjere pri radu s alkoholnim svjetiljkama

Prilikom rada s alkoholnim svjetiljkama morate se pridržavati sigurnosnih propisa.

Alkoholnu svjetiljku potrebno je koristiti samo za namjenu navedenu u tehničkom listu.

Ne dolijevajte gorivo u alkoholnu lampu u blizini uređaja s otvorenim plamenom.

Ne punite alkoholnu lampu gorivom više od polovice kapaciteta spremnika.

Nemojte pomicati niti nositi špiritusnu svjetiljku s gorućim fitiljem.

Alkoholnu lampu punite samo etilnim alkoholom.

Plamen alkoholne svjetiljke gasite samo čepom.

Nemojte držati zapaljive tvari i materijale koji se mogu zapaliti od kratkotrajnog izlaganja izvoru paljenja niske toplinske energije (plamen šibice, alkoholna lampa) na radnom stolu na kojem se koristi alkoholna lampa.

Tijekom rada ne naginjite špiritus, a ako se za to ukaže potreba koristite špirituse koji rade u nagnutom položaju (fasetirane špiritule).

Ako se alkoholna lampa prevrne i gorući alkohol prolije po stolu, odmah pokrijte alkoholnu lampu debelom tkaninom, a po potrebi i aparatom za gašenje požara ugasite plamen.

Prostorija u kojoj se izvodi rad s alkoholnim svjetiljkama mora biti opremljena primarnim sredstvima za gašenje požara, na primjer, aparatom za gašenje požara prahom OP-1 ili OP-2.

Književnost

PAKAO. Zimon “Zabavna koloidna kemija”, Moskva, “Agar”, 2008

NA. Zharkikh “Kemija za ekonomske fakultete”, Rostov na Donu, “Feniks”, 2008.

Fizikalna i koloidna kemija u ugostiteljstvo, Moskva, Alpha - M 2010.

E.A. Arustamov “Upravljanje prirodom”, Moskva, “Daškov i K”, 2008.

http://festival.1september.ru/articles/575855/

Disperzni sustavi i koloidni kemijski procesi odvijaju se kako u prehrambenoj industriji tako iu javnom ugostiteljstvu. Koloidni kemijski procesi, kao što su bubrenje, otapanje, geliranje, agregacija, koagulacija, taloženje, peptizacija, adsorpcija, temelj su proizvodnje mnogih prehrambenih proizvoda: temeljaca, sladoleda, raznih konditorskih proizvoda, mliječnih proizvoda, kao i pekarstva, vinarstva, pivarstva. Maslac, margarin, majoneza, kiselo vrhnje, vrhnje, mlijeko složeni su koloidni sustavi. Za obavljanje kontrole tehnološki procesi proizvodnji hrane, gospodarskim inženjerima potrebna su znanja o karakteristikama disperznih sustava i njihovim osnovnim svojstvima.

Raspršeni sustavi su sustavi koji se sastoje od tvari, usitnjene u čestice veće ili manje veličine i raspoređene u drugoj tvari. Ista tvar može biti u različitim stupnjevima fragmentacije: makroskopski vidljive čestice (>0,2-0,1 mm, razlučivost oka), mikroskopski vidljive čestice (od 0,2-0,1 mm do 400-300 nm* , moć razlučivosti mikroskopa pri osvjetljavanju s bijela svjetlost) i u molekularnom (ili ionskom) stanju. Između svijeta molekula i mikroskopski vidljivih čestica nalazi se područje fragmentacije materije s nizom novih svojstava svojstvenih ovom obliku organizacije materije. Takve čestice, nevidljive pod optičkim mikroskopom, nazivaju se koloidni, i zdrobljeno (raspršeno) stanje tvari s veličinom čestica od 400-300 nm do 1 nm - koloidno stanje tvari.

Disperzni sustavi sastoje se od kontinuirane kontinuirane faze - disperzivni medij, u kojem su raspoređene zdrobljene čestice, a same zdrobljene čestice ove ili one veličine smještene u tom okruženju - disperzirana faza. Disperzni sustavi su heterogeni, tj. karakterizirani su postojanjem stvarnih fizičkih faznih sučelja između disperzijske faze i disperznog medija.

Preduvjet za dobivanje disperznih sustava je međusobna netopljivost disperzne tvari i disperzijskog medija. Na primjer, nemoguće je dobiti koloidne otopine šećera ili kuhinjske soli u vodi, ali ih je moguće dobiti u kerozinu ili benzenu, u kojima su te tvari praktički netopljive.

Kvantitativna karakteristika disperzije (fragmentacije) tvari je stupanj disperznosti (stupanj fragmentacije, D) - recipročna vrijednost veličine (a) raspršenih čestica:

Ovdje je a jednako ili promjeru sfernih ili vlaknastih čestica, ili duljini ruba kubičnih čestica, ili debljini filmova (slika 1). Što su čestice manje, disperzija je veća i obrnuto.

*1 nm (nanometar) = 10 –6 mm.

Čiste tvari su vrlo rijetke u prirodi. Smjese različitih tvari u različitim agregatnim stanjima mogu tvoriti heterogene i homogene sustave – disperzne sustave i otopine.

Tvar koja je prisutna u manjim količinama i raspoređena u volumenu drugog naziva se dispergirana faza. Može se sastojati od nekoliko tvari.

Tvar prisutna u većim količinama, u čijem je volumenu raspoređena disperzna faza, naziva se disperzijsko sredstvo. Između njega i čestica disperzne faze postoji međupovršina, pa se disperzni sustavi nazivaju heterogenim (nehomogenim).

I disperzni medij i disperznu fazu mogu predstavljati tvari u različitim agregatnim stanjima - krutim, tekućim i plinovitim.

Ovisno o kombinaciji agregatnog stanja disperzijskog medija i disperzne faze, može se razlikovati 8 tipova takvih sustava (tablica 11).

Tablica 11
Primjeri disperziranih sustava

Već brzo upoznavanje s disperznim sustavima i rješenjima pokazuje koliko su oni važni u svakodnevnom životu iu prirodi (vidi tablicu 11).

Klasifikacija disperznih sustava i otopina prikazana je na shemi 2.

Shema 2
Klasifikacija disperznih sustava i otopina

Obustaviti

Suspenzije su disperzni sustavi u kojima je veličina čestica faze veća od 100 nm. To su neprozirni sustavi čije se pojedinačne čestice mogu vidjeti golim okom. Disperzna faza i disperzni medij lako se razdvajaju taloženjem. Takvi sustavi podijeljeni su u tri skupine:

emulzije (i medij i faza su tekućine netopljive jedna u drugoj). To su poznate mliječne, limfne, vodene boje itd.;
suspenzije (medij je tekućina, a faza je krutina netopljiva u njoj). To su građevinske otopine (na primjer, "vapneno mlijeko" za krečenje), riječni i morski mulj suspendiran u vodi, živa suspenzija mikroskopskih živih organizama u morskoj vodi - plankton, kojim se hrane divovski kitovi itd.;
aerosoli su suspenzije u plinu (na primjer, u zraku) malih čestica tekućina ili krutina. Razlikujte prašinu, dim i maglu. Prve dvije vrste aerosola su suspenzije krutih čestica u plinu (veće čestice u prašini), potonji je suspenzija malih kapljica tekućine u plinu. Na primjer, prirodni aerosoli: magla, grmljavinski oblaci - suspenzija kapljica vode u zraku, dim - male čvrste čestice. I smog koji visi nad najvećim svjetskim gradovima također je aerosol s krutom i tekućom raspršenom fazom. Stanovnici naselja u blizini tvornica cementa pate od najfinije cementne prašine koja uvijek visi u zraku, a koja nastaje prilikom mljevenja cementne sirovine i produkta njenog pečenja - klinkera. Slični štetni aerosoli – prašina – prisutni su i u gradovima s metalurškom proizvodnjom. Dim iz tvorničkih dimnjaka, smog, sitne kapljice sline koje izlaze iz usta oboljelog od gripe, a također i štetni aerosoli.

Aerosoli imaju važnu ulogu u prirodi, svakodnevnom životu i ljudskim proizvodnim aktivnostima. Nakupljanje oblaka, kemijska obrada polja, nanošenje boje u spreju, atomizacija goriva, proizvodnja mlijeka u prahu i respiratorna obrada (udisanje) primjeri su pojava i procesa u kojima aerosoli imaju koristi.

Aerosoli su magle nad morskim valovima, u blizini vodopada i fontana; duga koja se pojavljuje u njima pruža čovjeku radost i estetski užitak.

Za kemiju su od najveće važnosti disperzni sustavi u kojima je voda medij.

Koloidni sustavi

Koloidni sustavi su disperzni sustavi u kojima je veličina čestica faze od 100 do 1 nm. Te čestice nisu vidljive prostim okom, a disperzna faza i disperzni medij u takvim sustavima teško se razdvajaju taloženjem.

Dijele se na sole (koloidne otopine) i gelove (žele).

1. Koloidne otopine, ili sols. To je većina tekućina žive stanice (citoplazma, jezgrov sok - karioplazma, sadržaj organela i vakuola) i živog organizma u cjelini (krv, limfa, tkivna tekućina, probavni sokovi, humoralne tekućine itd.). Takvi sustavi tvore ljepila, škrob, proteine i neke polimere.

Koloidne otopine mogu se dobiti kao rezultat kemijskih reakcija; na primjer, kada otopine kalijevih ili natrijevih silikata ("topivo staklo") reagiraju s kiselim otopinama, nastaje koloidna otopina silicijeve kiseline. Sol nastaje i tijekom hidrolize željezovog (III) klorida u vrućoj vodi. Koloidne otopine izgledom su slične pravim otopinama. Od potonjih se razlikuju po "svjetlećoj stazi" koja se formira - stožac kada kroz njih prođe snop svjetlosti. Taj se fenomen naziva Tyndallov efekt. Čestice disperzne faze sola, veće nego u pravoj otopini, reflektiraju svjetlost sa svoje površine, a promatrač vidi svjetleći stožac u posudi s koloidnom otopinom. Ne nastaje u pravoj otopini. Sličan učinak možete primijetiti, ali samo za aerosol, a ne za tekući koloid, u kinima kada zraka svjetlosti s filmske kamere prolazi kroz zrak kino dvorane.

Zgrušavanje- pojava sljepljivanja i taloženja koloidnih čestica - uočava se kada se naboji tih čestica neutraliziraju kada se u koloidnu otopinu doda elektrolit. U tom slučaju otopina se pretvara u suspenziju ili gel. Neki organski koloidi koaguliraju pri zagrijavanju (ljepilo, bjelanjak) ili pri promjeni kiselinsko-bazne sredine otopine.

2. Druga podskupina koloidnih sustava je gelovi, ili želei y predstavljaju želatinozne sedimente nastale tijekom koagulacije sola. To uključuje veliki broj polimernih gelova, vama dobro poznatih konditorskih, kozmetičkih i medicinskih gelova (želatina, aspik, žele, marmelada, Bird's Milk soufflé torta) i naravno beskrajna raznolikost prirodnih gelova: minerali (opal), meduza tijela, hrskavice, tetiva, kose, mišićnog i živčanog tkiva itd. Povijest razvoja života na Zemlji može se istovremeno smatrati i poviješću evolucije koloidnog stanja tvari. S vremenom se struktura gelova narušava i iz njih se oslobađa voda. Taj se fenomen naziva sinereza.