Sistem dispersi dengan media pendispersi cair. Fase terdispersi - apa itu? Solusi dan sistem koloid

Sistem tersebar

Zat murni sangat langka di alam. Campuran zat yang berbeda dalam keadaan agregasi yang berbeda dapat membentuk sistem yang heterogen dan homogen - sistem dan larutan terdispersi.
Tersebar disebut sistem heterogen di mana suatu zat dalam bentuk partikel yang sangat kecil terdistribusi secara merata dalam volume zat lain.
Zat yang terdapat dalam jumlah lebih kecil dan terdistribusi dalam volume lain disebut fase terdispersi . Ini mungkin terdiri dari beberapa zat.
Zat yang terdapat dalam jumlah lebih besar, yang volumenya terdistribusi fase terdispersi, disebut media dispersi . Ada antarmuka antara itu dan partikel-partikel fase terdispersi, oleh karena itu, sistem terdispersi disebut heterogen (tidak homogen).
Baik media pendispersi maupun fase terdispersi dapat diwakili oleh zat-zat yang berada dalam keadaan agregasi berbeda - padat, cair, dan gas.
Tergantung pada kombinasi keadaan agregasi media pendispersi dan fase terdispersi, 9 jenis sistem tersebut dapat dibedakan.

Berdasarkan ukuran partikel zat penyusun fasa terdispersi, sistem terdispersi dibedakan menjadi sistem terdispersi kasar (suspensi) dengan ukuran partikel lebih dari 100 nm dan sistem terdispersi halus (larutan koloid atau sistem koloid) dengan ukuran partikel 100 hingga 1. nm. Jika suatu zat dipecah menjadi molekul atau ion yang berukuran kurang dari 1 nm, sistem homogen akan terbentuk - suatu larutan. Seragam (homogen), tidak ada antarmuka antara partikel dan medium.

Pengenalan singkat terhadap sistem dan solusi yang tersebar menunjukkan betapa pentingnya sistem dan solusi tersebut dalam kehidupan sehari-hari dan di alam.

Nilailah sendiri: tanpa lumpur Nil, peradaban besar Mesir Kuno tidak akan terjadi; tanpa air, udara, batu, dan mineral, planet kehidupan tidak akan ada sama sekali - rumah kita bersama - Bumi; tanpa sel tidak akan ada organisme hidup, dll.

Klasifikasi sistem dispersi dan solusinya

Menskors

Menskors - ini adalah sistem terdispersi di mana ukuran partikel fase lebih dari 100 nm. Ini adalah sistem buram, yang masing-masing partikelnya dapat dilihat dengan mata telanjang. Fase terdispersi dan media pendispersi mudah dipisahkan dengan pengendapan. Sistem tersebut dibagi menjadi:
1) emulsi (baik medium maupun fasenya adalah cairan yang tidak larut satu sama lain). Ini adalah susu terkenal, getah bening, cat berbahan dasar air, dll.;
2) suspensi (mediumnya berupa cairan, dan fasanya adalah padatan yang tidak larut di dalamnya). Ini adalah mortir (misalnya, " susu jeruk nipis"untuk mengapur), lumpur sungai dan laut yang tersuspensi dalam air, suspensi hidup organisme hidup mikroskopis di air laut - plankton, yang menjadi makanan paus raksasa, dll.;
3) aerosol - suspensi dalam gas (misalnya, di udara) dari partikel kecil cairan atau padatan. Bedakan antara debu, asap, dan kabut. Dua jenis aerosol pertama adalah suspensi partikel padat dalam gas (partikel lebih besar dalam debu), yang terakhir adalah suspensi tetesan kecil cairan dalam gas. Misalnya, aerosol alami: kabut, awan petir - suspensi tetesan air di udara, asap - partikel padat kecil. Dan kabut asap yang menyelimuti kota-kota terbesar di dunia juga merupakan aerosol dengan fase tersebar padat dan cair. Penduduk pemukiman dekat pabrik semen menderita debu semen terbaik yang selalu menggantung di udara, yang terbentuk selama penggilingan bahan baku semen dan produk pembakarannya - klinker. Aerosol berbahaya serupa - debu - juga terdapat di kota-kota dengan produksi metalurgi. Asap dari cerobong asap pabrik, kabut asap, tetesan kecil air liur yang keluar dari mulut penderita flu, dan juga aerosol berbahaya.
Aerosol berperan penting dalam alam, kehidupan sehari-hari dan aktivitas produksi manusia. Akumulasi awan, pengolahan lahan secara kimia, pengaplikasian cat semprot, atomisasi bahan bakar, produksi susu bubuk, dan pengolahan saluran pernafasan (inhalasi) merupakan contoh fenomena dan proses dimana aerosol memberikan manfaat. Aerosol adalah kabut di atas ombak laut, dekat air terjun dan air mancur, pelangi yang muncul di dalamnya memberikan kegembiraan dan kenikmatan estetika bagi seseorang.
Untuk kimia, sistem terdispersi yang mediumnya adalah air dan larutan cair adalah yang paling penting.
Air alami selalu mengandung zat terlarut. Larutan berair alami berpartisipasi dalam proses pembentukan tanah dan memasok nutrisi bagi tanaman. Proses kehidupan kompleks yang terjadi pada tubuh manusia dan hewan juga terjadi dalam larutan. Banyak proses teknologi di industri kimia dan industri lainnya, misalnya produksi asam, logam, kertas, soda, pupuk, berlangsung dalam larutan.

Sistem koloid

Sistem koloid - ini adalah sistem terdispersi di mana ukuran partikel fasenya dari 100 hingga 1 nm. Partikel-partikel ini tidak terlihat dengan mata telanjang, dan fase terdispersi serta media pendispersi dalam sistem tersebut sulit dipisahkan dengan pengendapan.
Mereka dibagi menjadi sol (larutan koloid) dan gel (jeli).
1. Larutan koloid, atau sol. Ini adalah sebagian besar cairan sel hidup (sitoplasma, sari inti - karioplasma, isi organel dan vakuola) dan organisme hidup secara keseluruhan (darah, getah bening, cairan jaringan, cairan pencernaan, cairan humoral, dll.). Sistem seperti itu membentuk perekat, pati, protein, dan beberapa polimer.
Larutan koloid dapat diperoleh melalui reaksi kimia; misalnya, ketika larutan kalium atau natrium silikat (“gelas larut”) bereaksi dengan larutan asam, larutan koloid asam silikat akan terbentuk. Sol juga terbentuk selama hidrolisis besi klorida (III) dalam air panas. Larutan koloid mempunyai penampakan yang mirip dengan larutan sebenarnya. Mereka dibedakan dari yang terakhir dengan "jalur bercahaya" yang terbentuk - sebuah kerucut ketika seberkas cahaya melewatinya.

Fenomena ini disebut Efek Tyndall . Partikel fase terdispersi sol, lebih besar dari pada larutan sebenarnya, memantulkan cahaya dari permukaannya, dan pengamat melihat kerucut bercahaya di dalam wadah berisi larutan koloid. Itu tidak terbentuk dalam solusi yang benar. Anda dapat mengamati efek serupa, tetapi hanya untuk aerosol dan bukan koloid cair, di bioskop ketika seberkas cahaya dari kamera film melewati udara gedung bioskop.

Partikel fase terdispersi larutan koloid seringkali tidak mengendap bahkan selama penyimpanan jangka panjang karena tumbukan terus menerus dengan molekul pelarut akibat pergerakan termal. Mereka tidak saling menempel ketika saling mendekat karena adanya muatan listrik dengan nama yang sama di permukaannya. Namun pada kondisi tertentu dapat terjadi proses koagulasi.

Pembekuan - fenomena partikel koloid saling menempel dan mengendap - diamati ketika muatan partikel-partikel ini dinetralkan ketika elektrolit ditambahkan ke larutan koloid. Dalam hal ini, larutan diubah menjadi suspensi atau gel. Beberapa koloid organik menggumpal ketika dipanaskan (lem, putih telur) atau ketika lingkungan asam-basa larutan berubah.

2. Gel , atau jeli, yaitu sedimen agar-agar yang terbentuk selama koagulasi sol. Ini termasuk sejumlah besar gel polimer, yang sangat Anda kenal sebagai gula-gula, gel kosmetik dan medis (agar-agar, daging kental, jeli, selai jeruk, kue Susu Burung) dan tentu saja beragam gel alami yang tak ada habisnya: mineral (opal), ubur-ubur tubuh, tulang rawan, tendon, rambut, otot dan jaringan saraf, dll. Sejarah perkembangan kehidupan di Bumi sekaligus dapat dianggap sebagai sejarah evolusi wujud materi koloid. Seiring waktu, struktur gel terganggu dan air dilepaskan darinya. Fenomena ini disebut sinergi .

Solusi

Sebuah solusi disebut sistem homogen yang terdiri dari dua zat atau lebih.
Larutan selalu berfasa tunggal, yaitu gas homogen, cair atau padat. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa salah satu zat didistribusikan menurut massa zat lain dalam bentuk molekul, atom, atau ion (ukuran partikel kurang dari 1 nm).
Solusi disebut BENAR , jika Anda ingin menekankan perbedaannya dari larutan koloid.
Pelarut dianggap suatu zat yang keadaan agregasinya tidak berubah selama pembentukan larutan. Misalnya, air dalam larutan garam meja, gula, karbon dioksida. Jika suatu larutan dibentuk dengan mencampurkan gas dengan gas, cairan dengan cairan, dan padat dengan padat, maka pelarut dianggap sebagai komponen yang lebih banyak terdapat dalam larutan. Jadi, udara adalah larutan oksigen, gas mulia, karbon dioksida dalam nitrogen (pelarut). Cuka meja, yang mengandung 5 hingga 9% asam asetat, adalah larutan asam ini dalam air (pelarutnya adalah air). Namun dalam sari asetat, asam asetat berperan sebagai pelarut, karena fraksi massanya 70-80%, oleh karena itu merupakan larutan air dalam asam asetat.

Ketika mengkristalkan paduan cair perak dan emas, larutan padat dengan komposisi berbeda dapat diperoleh.
Solusi dibagi menjadi:
molekuler - ini adalah larutan non-elektrolit - zat organik (alkohol, glukosa, sukrosa, dll.);
ion molekuler- ini adalah larutan elektrolit lemah (asam nitrat, asam hidrosulfida, dll.);
ionik - ini adalah larutan elektrolit kuat (basa, garam, asam - NaOH, K 2 S0 4, HN0 3, HC1O 4).
Sebelumnya, ada dua sudut pandang tentang sifat pelarutan dan larutan: fisika dan kimia. Menurut yang pertama, larutan dianggap sebagai campuran mekanis, menurut yang kedua - sebagai senyawa kimia yang tidak stabil dari partikel suatu zat terlarut dengan air atau pelarut lain. Teori terakhir diungkapkan pada tahun 1887 oleh D.I.Mendeleev, yang mengabdikan lebih dari 40 tahun untuk mempelajari solusi. Kimia modern menganggap pelarutan sebagai proses fisikokimia, dan larutan sebagai sistem fisikokimia.
Definisi solusi yang lebih tepat adalah:
Larutan - sistem homogen (homogen) yang terdiri dari partikel-partikel zat terlarut, pelarut dan produk interaksinya.

Perilaku dan sifat larutan elektrolit, seperti yang Anda ketahui, dijelaskan oleh teori kimia penting lainnya - teori disosiasi elektrolitik, yang dikembangkan oleh S. Arrhenius, dikembangkan dan ditambah oleh siswa D. I. Mendeleev, dan terutama oleh I. A. Kablukov.

Pertanyaan untuk konsolidasi:
1. Apa yang dimaksud dengan sistem dispersi?
2. Ketika kulit rusak (luka), terjadi pembekuan darah - koagulasi sol. Apa inti dari proses ini? Mengapa fenomena ini memiliki fungsi perlindungan bagi tubuh? Apa nama penyakit yang sulit atau tidak terjadi pembekuan darah?
3. Ceritakan tentang pentingnya berbagai sistem dispersi dalam kehidupan sehari-hari.
4. Menelusuri evolusi sistem koloid selama perkembangan kehidupan di Bumi.

Baik media pendispersi maupun fase terdispersi dapat terdiri dari zat-zat yang berada dalam keadaan agregasi berbeda. Tergantung pada kombinasi keadaan media pendispersi dan fase terdispersi, delapan jenis sistem tersebut dapat dibedakan

Klasifikasi sistem tersebar berdasarkan keadaan agregasi

Media dispersif	Fase tersebar	Contoh beberapa sistem dispersi alam dan rumah tangga
	Cairan	Kabut, gas berasosiasi dengan tetesan oli, campuran karburator pada mesin mobil (tetesan bensin di udara)
Padat	Debu di udara, asap, kabut asap, simoom (badai debu dan pasir)
Cairan		Minuman bersoda, mandi busa
Cairan	Media cair tubuh (plasma darah, getah bening, cairan pencernaan), cairan isi sel (sitoplasma, karioplasma)
Padat	Kissel, jeli, perekat, lumpur sungai atau laut yang tersuspensi dalam air, mortar
Padat		Kerak salju dengan gelembung udara di dalamnya, tanah, kain tekstil, batu bata dan keramik, karet busa, coklat aerasi, bubuk
Cairan	Tanah lembab, produk medis dan kosmetik (salep, maskara, lipstik, dll.)
Padat	Batuan, kaca berwarna, beberapa paduan

Selain itu, sebagai fitur klasifikasi, kita dapat membedakan konsep seperti ukuran partikel dari sistem terdispersi:

- Tersebar kasar (> 10 mikron): gula pasir, tanah, kabut, tetesan air hujan, abu vulkanik, magma, dll.
- Sedang-halus (0,1-10 mikron): eritrosit darah manusia, E. coli, dll.

gel suspensi emulsi terdispersi

- Sangat tersebar (1-100 nm): virus influenza, asap, kekeruhan di perairan alami, sol berbagai zat yang diperoleh secara artifisial, larutan berair dari polimer alami (albumin, gelatin, dll.), dll.
- Berukuran nano (1-10 nm): molekul glikogen, pori-pori halus batubara, sol logam diperoleh dengan adanya molekul zat organik yang membatasi pertumbuhan partikel, tabung nano karbon, benang nano magnetik yang terbuat dari besi, nikel, dll.

Sistem terdispersi kasar: emulsi, suspensi, aerosol

Berdasarkan ukuran partikel zat penyusun fase terdispersi, sistem terdispersi dibedakan menjadi sistem terdispersi kasar dengan ukuran partikel lebih dari 100 nm dan sistem terdispersi halus dengan ukuran partikel 1 sampai 100 nm. Jika suatu zat dipecah menjadi molekul atau ion yang berukuran kurang dari 1 nm, sistem homogen akan terbentuk - suatu larutan. Larutannya homogen, tidak ada antarmuka antara partikel dan medium, sehingga tidak termasuk dalam sistem dispersi. Sistem terdispersi kasar dibagi menjadi tiga kelompok: emulsi, suspensi dan aerosol.

Emulsi adalah sistem terdispersi dengan media pendispersi cair dan fase terdispersi cair.

Mereka juga dapat dibagi menjadi dua kelompok: 1) langsung - tetesan cairan non-polar di lingkungan polar (minyak dalam air); 2) terbalik (air dalam minyak). Perubahan komposisi emulsi atau pengaruh luar dapat menyebabkan terjadinya transformasi emulsi langsung menjadi emulsi terbalik dan sebaliknya. Contoh emulsi alami yang paling terkenal adalah susu (emulsi langsung) dan minyak (emulsi terbalik). Emulsi biologis yang khas adalah tetesan lemak di getah bening.

Di antara emulsi yang dikenal dalam praktik manusia adalah cairan pemotongan, bahan bitumen, pestisida, obat-obatan dan kosmetik, serta produk makanan. Misalnya, dalam praktik medis, emulsi lemak banyak digunakan untuk memberikan energi kepada tubuh yang kelaparan atau lemah melalui infus intravena. Untuk mendapatkan emulsi tersebut, minyak zaitun, biji kapas dan kedelai digunakan. Dalam teknologi kimia, polimerisasi emulsi banyak digunakan sebagai metode utama untuk memproduksi karet, polistiren, polivinil asetat, dll. Suspensi adalah sistem kasar dengan fase terdispersi padat dan media pendispersi cair.

Biasanya, partikel fase terdispersi suatu suspensi berukuran sangat besar sehingga mengendap di bawah pengaruh gravitasi - sedimen. Sistem di mana sedimentasi terjadi sangat lambat karena perbedaan kecil dalam kepadatan fase terdispersi dan media pendispersi disebut juga suspensi. Suspensi konstruksi yang penting secara praktis adalah kapur (“susu kapur”), cat enamel, dan berbagai suspensi konstruksi, misalnya yang disebut “mortir semen”. Suspensi juga termasuk obat-obatan, misalnya salep cair - obat gosok. Kelompok khusus terdiri dari sistem terdispersi kasar, dimana konsentrasi fase terdispersi relatif tinggi dibandingkan dengan konsentrasi rendah dalam suspensi. Sistem terdispersi seperti ini disebut pasta. Misalnya saja gigi, kosmetik, kebersihan, dan lain-lain, yang sudah Anda kenal dari kehidupan sehari-hari.

Aerosol adalah sistem terdispersi kasar di mana media pendispersinya adalah udara, dan fase terdispersi dapat berupa tetesan cair (awan, pelangi, hairspray atau deodoran yang dikeluarkan dari kaleng) atau partikel zat padat (awan debu, angin puting beliung)

Sistem koloid - di dalamnya ukuran partikel koloid mencapai hingga 100 nm. Partikel tersebut dengan mudah menembus pori-pori kertas saring, tetapi tidak menembus pori-pori membran biologis tumbuhan dan hewan. Karena partikel koloid (misel) mempunyai muatan listrik dan melarutkan cangkang ionik, sehingga tetap tersuspensi, partikel tersebut mungkin tidak mengendap dalam waktu yang cukup lama. Contoh mencolok dari sistem koloid adalah larutan gelatin, albumin, gom arab, dan larutan koloid emas dan perak.

Sistem koloid menempati posisi perantara antara sistem kasar dan solusi sebenarnya. Mereka tersebar luas di alam. Tanah, tanah liat, air alami, banyak mineral, termasuk beberapa batu mulia, semuanya merupakan sistem koloid.

Ada dua kelompok larutan koloid: cair (larutan koloid - sol) dan seperti gel (jeli - gel).

Sebagian besar cairan biologis sel (sitoplasma yang telah disebutkan, sari inti - karioplasma, isi vakuola) dan organisme hidup secara keseluruhan adalah larutan koloid (sol). Semua proses vital yang terjadi pada organisme hidup berhubungan dengan keadaan materi koloid. Di setiap sel hidup, biopolimer (asam nukleat, protein, glikosaminoglikan, glikogen) ditemukan dalam bentuk sistem terdispersi.

Gel adalah sistem koloid di mana partikel fase terdispersi membentuk struktur spasial.

Gel dapat berupa: makanan - selai jeruk, marshmallow, daging kental, jeli; biologis - tulang rawan, tendon, rambut, jaringan otot dan saraf, tubuh ubur-ubur; kosmetik - gel mandi, krim; medis - obat-obatan, salep; mineral - mutiara, opal, akik, kalsedon.

Sistem koloid sangat penting bagi biologi dan kedokteran. Komposisi setiap organisme hidup meliputi zat padat, cair, dan gas yang mempunyai hubungan kompleks dengan lingkungan. Dari sudut pandang kimia, tubuh secara keseluruhan merupakan kumpulan kompleks dari banyak sistem koloid.

Cairan biologis (darah, plasma, getah bening, cairan serebrospinal, dll) adalah sistem koloid di mana senyawa organik seperti protein, kolesterol, glikogen dan banyak lainnya berada dalam keadaan koloid. Mengapa alam memberikan preferensi seperti itu padanya? Fitur ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa suatu zat dalam keadaan koloid memiliki antarmuka yang besar antar fase, yang berkontribusi pada reaksi metabolisme yang lebih baik.

Contoh sistem dispersi alami dan buatan. Mineral dan batuan sebagai campuran alami

Seluruh alam yang mengelilingi kita - organisme hewan dan tumbuhan, hidrosfer dan atmosfer, kerak bumi dan lapisan tanah di bawahnya adalah kumpulan kompleks dari berbagai jenis sistem kasar dan koloid yang berbeda-beda. Awan di planet kita adalah makhluk hidup yang sama dengan seluruh alam yang mengelilingi kita. Mereka sangat penting bagi Bumi karena merupakan saluran informasi. Bagaimanapun, awan terdiri dari zat kapiler air, dan air, seperti yang Anda tahu, adalah alat penyimpan informasi yang sangat baik. Siklus air di alam mengarah pada fakta bahwa informasi tentang keadaan planet dan suasana hati manusia terakumulasi di atmosfer, dan, bersama dengan awan, bergerak ke seluruh ruang bumi. Ciptaan alam yang menakjubkan - awan, yang memberikan kegembiraan, kenikmatan estetis, dan sekadar keinginan untuk sesekali melihat ke langit.

Kabut juga dapat menjadi contoh sistem dispersi alami, akumulasi air di udara, ketika produk kondensasi kecil uap air terbentuk (pada suhu udara di atas? 10° - tetesan air kecil, pada? 10..? 15° - campuran tetesan air dan kristal es, pada suhu di bawah?15° - kristal es berkilau di bawah sinar matahari atau di bawah cahaya bulan dan lentera). Kelembaban relatif udara saat berkabut biasanya mendekati 100% (setidaknya melebihi 85-90%). Namun, pada musim salju yang parah (? 30° ke bawah) di daerah berpenduduk, di stasiun kereta api dan lapangan terbang, kabut dapat diamati pada kelembaban relatif berapa pun (bahkan kurang dari 50%) - karena kondensasi uap air yang terbentuk selama pembakaran bahan bakar (dalam mesin, tungku, dll.) dan dilepaskan ke atmosfer melalui pipa knalpot dan cerobong asap.

Durasi kabut yang terus menerus biasanya berkisar dari beberapa jam (dan terkadang setengah jam hingga satu jam) hingga beberapa hari, terutama di musim dingin.

Kabut mengganggu pengoperasian normal semua jenis transportasi (terutama penerbangan), sehingga prakiraan kabut sangat penting secara ekonomi.

Contoh sistem dispersi kompleks adalah susu, yang komponen utamanya (tidak termasuk air) adalah lemak, kasein, dan gula susu. Lemaknya berbentuk emulsi dan ketika susu didiamkan, lambat laun naik ke atas (krim). Kasein terkandung dalam bentuk larutan koloid dan tidak dilepaskan secara spontan, tetapi dapat dengan mudah diendapkan (dalam bentuk keju cottage) bila susu diasamkan, misalnya dengan cuka. Dalam kondisi alami, kasein dilepaskan saat susu menjadi asam. Terakhir, gula susu berbentuk larutan molekuler dan dilepaskan hanya ketika air menguap.

Banyak gas, cairan dan padatan larut dalam air. Gula dan garam meja mudah larut dalam air; karbon dioksida, amonia, dan banyak zat lainnya, ketika bertabrakan dengan air, menjadi larutan dan kehilangan keadaan agregasi sebelumnya. Suatu zat terlarut dapat diisolasi dari suatu larutan dengan cara tertentu. Jika larutan garam meja diuapkan, garam tersebut tetap berbentuk kristal padat.

Ketika zat dilarutkan dalam air (atau pelarut lain), sistem seragam (homogen) terbentuk. Jadi, solusi adalah sistem homogen yang terdiri dari dua komponen atau lebih. Larutan dapat berbentuk cair, padat, dan gas. KE solusi cair misalnya larutan gula atau garam meja dalam air, alkohol dalam air, dan sejenisnya. Larutan padat dari satu logam ke logam lain termasuk paduan: kuningan adalah paduan tembaga dan seng, perunggu adalah paduan tembaga dan timah, dan sejenisnya. Zat gas adalah udara atau campuran gas apa pun.

KULIAH PERDAGANGAN DAN EKONOMI KALININGRAD

cabang anggaran negara federal

lembaga pendidikan pendidikan tinggi pendidikan kejuruan

AKADEMI EKONOMI NASIONAL DAN PELAYANAN PUBLIK RUSIA

di bawah PRESIDEN FEDERASI RUSIA

Catatan pendukung

Topik: “Sistem tersebar”

Kaliningrad, 2013

Topik: “Sistem tersebar”

Sistem terdispersi adalah sistem yang terdiri dari banyak partikel kecil yang tersebar dalam media cair, padat, atau gas.

Sistem terdispersi mencakup dua komponen wajib:fase terdispersi - zat yang dihancurkanmedia dispersi – suatu zat yang fase terdispersinya terdistribusi.
Semua sistem terdispersi dicirikan oleh dua ciri utama:

Dispersi tinggi.

Heterogenitas.

Sistem tersebar

Tersebar halus

Sistem koloid

Tersebar secara kasar

Suspensi Sol Sejati

Gel Emulsi

Aerosol

Klasifikasi sistem dispersi

Menurut keadaan agregasi fase

Baik media pendispersi maupun fase terdispersi dapat diwakili oleh zat-zat yang berada dalam keadaan agregasi berbeda - padat, cair, dan gas.Tergantung pada kombinasi keadaan agregasi media pendispersi dan fase terdispersi, 9 jenis sistem tersebut dapat dibedakan.

Jenis utama sistem dispersi

Media dispersif

Berdasarkan ukuran partikel

Menurut derajat dispersinya, sistem dibagi menjadi beberapa jenis

Tersebar kasar dengan radius partikel lebih dari 100 nm

Terdispersi koloid (sol) dengan ukuran partikel 100 nm sampai 1 nm.

Larutan molekuler atau ionik dengan ukuran partikel kurang dari 1 nm.

Sistem terdispersi kasar.

Emulsi (baik medium maupun fasenya adalah cairan yang tidak larut satu sama lain, di mana salah satu cairan tersuspensi dalam cairan lainnya dalam bentuk tetesan). Ini adalah susu, getah bening, cat berbahan dasar air, krim asam, mayones, es krim, dll.;

Penangguhan (mediumnya berupa cairan, dan fasanya adalah padatan yang tidak larut di dalamnya). Ini adalah solusi konstruksi (misalnya, “susu kapur” untuk mengapur), lumpur sungai dan laut yang tersuspensi dalam air, dan sup yang dihaluskan.

Aerosol - sistem terdispersi, media pendispersinya adalah gas, dan fase terdispersinya dapat berupa partikel padat atau tetesan cairan. Bedakan antara debu, asap, dan kabut. Dua jenis aerosol pertama adalah suspensi partikel padat dalam gas (partikel lebih besar dalam debu), yang terakhir adalah suspensi tetesan kecil cairan dalam gas. Bioaerosol adalah serbuk sari dan spora tumbuhan.

Busa - sistem kasar dengan konsentrasi tinggi di mana media pendispersinya adalah cair dan fase terdispersinya adalah gas.

bubuk – fase terdispersinya adalah padatan, dan media pendispersinya adalah gas.

Sistem yang tersebar secara kasar tidak stabil.

Sistem koloid

Sistem koloid - ini adalah sistem terdispersi di mana ukuran partikel fasenya dari 100 hingga 1 nm. Partikel-partikel ini tidak terlihat dengan mata telanjang, dan fase terdispersi serta media pendispersi dalam sistem tersebut sulit dipisahkan dengan pengendapan. Mereka dibagi menjadisol (larutan koloid) dangel(jeli). 1. Larutan koloid, atausol . Ini adalah sebagian besar cairan sel hidup (sitoplasma, sari inti, isi organel dan vakuola) dan organisme hidup secara keseluruhan (darah, getah bening, cairan jaringan, cairan pencernaan). Sistem seperti itu membentuk perekat, pati, protein, dan beberapa polimer. Larutan koloid mempunyai penampakan yang mirip dengan larutan sebenarnya. Mereka dibedakan dari yang terakhir dengan "jalur bercahaya" yang terbentuk - sebuah kerucut ketika seberkas cahaya melewatinya.

Fenomena ini disebut efek Tyndall. Partikel fase terdispersi sol, lebih besar dari pada larutan sebenarnya, memantulkan cahaya dari permukaannya, dan pengamat melihat kerucut bercahaya di dalam wadah berisi larutan koloid. Itu tidak terbentuk dalam solusi yang benar. Anda dapat mengamati efek serupa, tetapi hanya untuk aerosol dan bukan koloid cair, di bioskop ketika seberkas cahaya dari kamera film melewati udara gedung bioskop. Partikel fase terdispersi larutan koloid seringkali tidak mengendap bahkan selama penyimpanan jangka panjang karena tumbukan terus menerus dengan molekul pelarut akibat pergerakan termal. Mereka tidak saling menempel ketika saling mendekat karena adanya muatan listrik dengan nama yang sama di permukaannya. Namun pada kondisi tertentu dapat terjadi proses koagulasi.Pembekuan - fenomena partikel koloid saling menempel dan mengendap - diamati ketika muatan partikel-partikel ini dinetralkan ketika elektrolit ditambahkan ke larutan koloid. Dalam hal ini, larutan diubah menjadi suspensi atau gel. Beberapa koloid organik menggumpal ketika dipanaskan (lem, putih telur) atau ketika lingkungan asam-basa larutan berubah. 2. gel, atau jeli, yaitu sedimen agar-agar yang terbentuk selama koagulasi sol. Ini termasuk sejumlah besar gel polimer, yang sangat Anda kenal sebagai gula-gula, gel kosmetik dan medis (agar-agar, daging kental, jeli, selai jeruk, kue Susu Burung) dan tentu saja beragam gel alami yang tak ada habisnya: mineral (opal), ubur-ubur tubuh, tulang rawan , tendon, rambut, otot dan jaringan saraf, dll. Seiring waktu, struktur gel terganggu - air dilepaskan darinya. Fenomena ini disebutsinergi.

Solusi

Larutan adalah suatu sistem homogen (homogen) yang terdiri dari partikel-partikel zat terlarut, pelarut dan hasil interaksinyaLarutan selalu berfasa tunggal, yaitu gas homogen, cair atau padat. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa salah satu zat didistribusikan menurut massa zat lain dalam bentuk molekul, atom, atau ion (ukuran partikel kurang dari 1 nm). Larutan disebut benar jika perlu ditekankan perbedaannya dengan larutan koloid.

Meja

Contoh sistem tersebar

Media dispersif

Pertanyaan tes mandiri

Apa yang disebut sistem dispersi, fase, medium?

Bagaimana menghubungkan dispersi dengan ukuran partikel?

Sistem dispersi apa yang tergolong koloid?

Apa itu koagulasi dan faktor apa saja yang menyebabkannya?

Apa arti praktis dari koagulasi?

Apa itu suspensi?

Apa sifat utama suspensi?

Apa itu emulsi dan bagaimana cara memecahnya?

Di mana aerosol digunakan?

Metode apa yang ada untuk menghancurkan aerosol?

Tindakan pencegahan keselamatan saat bekerja dengan lampu alkohol

Saat bekerja dengan lampu alkohol, Anda harus mengikuti peraturan keselamatan.

Lampu alkohol hanya boleh digunakan untuk tujuan yang ditentukan dalam lembar data teknisnya.

Jangan mengisi bahan bakar lampu alkohol di dekat perangkat api terbuka.

Jangan mengisi lampu alkohol dengan bahan bakar lebih dari setengah kapasitas tangki.

Jangan memindahkan atau membawa lampu spiritus yang sumbunya menyala.

Isi lampu alkohol hanya dengan etil alkohol.

Padamkan nyala api lampu alkohol hanya dengan tutupnya.

Jangan menyimpan bahan yang mudah terbakar dan bahan yang dapat menyala akibat paparan jangka pendek terhadap sumber penyulut dengan energi panas rendah (nyala korek api, lampu alkohol) di meja kerja yang menggunakan lampu alkohol.

Saat bekerja, jangan memiringkan lampu spiritus, dan jika diperlukan, gunakan lampu spiritus yang beroperasi pada posisi miring (lampu spiritus faceted).

Jika lampu spiritus terbalik dan alkohol yang terbakar tumpah di atas meja, segera tutupi lampu spiritus dengan kain tebal, dan bila perlu gunakan alat pemadam api untuk memadamkan api.

Ruangan tempat dilakukannya pekerjaan dengan lampu alkohol harus dilengkapi dengan alat pemadam api primer, misalnya alat pemadam api bubuk OP-1 atau OP-2.

literatur

NERAKA. Zimon “Kimia koloid yang menghibur”, Moskow, “Agar”, 2008

DI ATAS. Zharkikh “Kimia untuk perguruan tinggi ekonomi”, Rostov-on-Don, “Phoenix”, 2008

Kimia fisika dan koloid dalam katering, Moskow, Alpha - M 2010.

EA. Arustamov “Manajemen Alam”, Moskow, “Dashkov dan K”, 2008.

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

Sistem terdispersi dan proses kimia koloid terjadi baik di industri makanan maupun di katering umum. Proses kimia koloid, seperti pembengkakan, pelarutan, gelasi, agregasi, koagulasi, pengendapan, peptisasi, adsorpsi, mendasari produksi banyak produk makanan: kaldu, es krim, berbagai produk kembang gula, produk susu, serta toko roti, pembuatan anggur, pembuatan bir Mentega, margarin, mayones, krim asam, krim, susu adalah sistem koloid yang kompleks. Untuk melakukan pengendalian proses teknologi produksi pangan, insinyur ekonomi memerlukan pengetahuan tentang karakteristik sistem tersebar dan sifat dasarnya.

Sistem tersebar adalah sistem yang terdiri dari suatu zat, dihancurkan menjadi partikel-partikel yang berukuran lebih besar atau lebih kecil, dan didistribusikan dalam zat lain. Zat yang sama dapat berada dalam berbagai tingkat fragmentasi: partikel yang terlihat secara makroskopis (>0,2-0,1 mm, resolusi mata), partikel yang terlihat secara mikroskopis (dari 0,2-0,1 mm hingga 400-300 nm* , daya penyelesaian mikroskop ketika disinari dengan cahaya putih) dan dalam keadaan molekuler (atau ionik). Di antara dunia molekul dan partikel yang terlihat secara mikroskopis terdapat wilayah fragmentasi materi dengan sifat-sifat baru yang kompleks yang melekat pada bentuk organisasi materi ini. Partikel seperti itu, yang tidak terlihat di bawah mikroskop optik, disebut koloid, dan keadaan zat yang hancur (tersebar) dengan ukuran partikel dari 400-300 nm hingga 1 nm - keadaan koloid suatu zat.

Sistem terdispersi terdiri dari fase kontinu yang berkesinambungan - media dispersi, di mana partikel-partikel yang dihancurkan didistribusikan, dan partikel-partikel yang dihancurkan itu sendiri dengan satu ukuran atau bentuk lain terletak di lingkungan ini - fase terdispersi. Sistem tersebar bersifat heterogen, mis. mereka dicirikan oleh adanya antarmuka fase fisik nyata antara fase dispersi dan media terdispersi.

Prasyarat untuk memperoleh sistem terdispersi adalah ketidaklarutan timbal balik antara zat terdispersi dan media pendispersi. Misalnya, tidak mungkin memperoleh larutan koloid gula atau garam meja dalam air, tetapi larutan tersebut dapat diperoleh dengan minyak tanah atau benzena, yang zat-zat ini praktis tidak larut.

Ciri kuantitatif dispersi (fragmentasi) suatu zat adalah derajat dispersi (derajat fragmentasi, D) - kebalikan dari ukuran (a) partikel terdispersi:

Di sini a sama dengan diameter partikel berbentuk bola atau berserat, atau panjang tepi partikel kubik, atau ketebalan film (Gbr. 1). Semakin kecil ukuran partikel maka semakin besar dispersinya, dan sebaliknya.

*1 nm (nanometer) = 10 –6 mm.

Zat murni sangat langka di alam. Campuran zat yang berbeda dalam keadaan agregasi yang berbeda dapat membentuk sistem yang heterogen dan homogen - sistem dan larutan terdispersi.

Zat yang terdapat dalam jumlah lebih kecil dan terdistribusi dalam volume lain disebut fase terdispersi. Ini mungkin terdiri dari beberapa zat.

Zat yang terdapat dalam jumlah lebih besar, yang volumenya fase terdispersinya terdistribusi, disebut media pendispersi. Ada antarmuka antara itu dan partikel-partikel fase terdispersi, oleh karena itu, sistem terdispersi disebut heterogen (tidak homogen).

Baik media pendispersi maupun fase terdispersi dapat diwakili oleh zat-zat yang berada dalam keadaan agregasi berbeda - padat, cair, dan gas.

Tergantung pada kombinasi keadaan agregasi media pendispersi dan fase terdispersi, 8 jenis sistem tersebut dapat dibedakan (Tabel 11).

Tabel 11
Contoh sistem tersebar

Bahkan pengenalan sekilas terhadap sistem dan solusi yang tersebar menunjukkan betapa pentingnya sistem dan solusi tersebut dalam kehidupan sehari-hari dan di alam (lihat Tabel 11).

Klasifikasi sistem dispersi dan solusinya disajikan pada Skema 2.

Skema 2
Klasifikasi sistem dispersi dan solusinya

Menskors

Suspensi adalah sistem terdispersi yang ukuran partikel fasanya lebih dari 100 nm. Ini adalah sistem buram, yang masing-masing partikelnya dapat dilihat dengan mata telanjang. Fase terdispersi dan media pendispersi mudah dipisahkan dengan pengendapan. Sistem tersebut dibagi menjadi tiga kelompok:

emulsi (medium dan fasenya adalah cairan yang tidak larut satu sama lain). Ini adalah susu terkenal, getah bening, cat berbahan dasar air, dll.;
suspensi (mediumnya berupa cairan, dan fasanya adalah padatan yang tidak larut di dalamnya). Ini adalah solusi konstruksi (misalnya, “susu kapur” untuk mengapur), lumpur sungai dan laut yang tersuspensi dalam air, suspensi hidup organisme hidup mikroskopis di air laut - plankton, yang menjadi makanan paus raksasa, dll.;
aerosol adalah suspensi dalam gas (misalnya, di udara) dari partikel kecil cairan atau padatan. Bedakan antara debu, asap, dan kabut. Dua jenis aerosol pertama adalah suspensi partikel padat dalam gas (partikel lebih besar dalam debu), yang terakhir adalah suspensi tetesan kecil cairan dalam gas. Misalnya, aerosol alami: kabut, awan petir - suspensi tetesan air di udara, asap - partikel padat kecil. Dan kabut asap yang menyelimuti kota-kota terbesar di dunia juga merupakan aerosol dengan fase tersebar padat dan cair. Penduduk pemukiman dekat pabrik semen menderita debu semen terbaik yang selalu menggantung di udara, yang terbentuk selama penggilingan bahan baku semen dan produk pembakarannya - klinker. Aerosol berbahaya serupa - debu - juga terdapat di kota-kota dengan produksi metalurgi. Asap dari cerobong asap pabrik, kabut asap, tetesan kecil air liur yang keluar dari mulut penderita flu, dan juga aerosol berbahaya.

Aerosol berperan penting dalam alam, kehidupan sehari-hari dan aktivitas produksi manusia. Akumulasi awan, pengolahan lahan secara kimia, pengaplikasian cat semprot, atomisasi bahan bakar, produksi susu bubuk, dan pengolahan pernafasan (inhalasi) merupakan contoh fenomena dan proses dimana aerosol memberikan manfaat.

Aerosol adalah kabut di atas ombak laut, dekat air terjun dan air mancur, pelangi yang muncul di dalamnya memberikan kegembiraan dan kenikmatan estetika bagi seseorang.

Untuk kimia, sistem terdispersi dengan air sebagai medianya adalah yang paling penting.

Sistem koloid

Sistem koloid adalah sistem terdispersi yang ukuran partikel fasanya berkisar antara 100 hingga 1 nm. Partikel-partikel ini tidak terlihat dengan mata telanjang, dan fase terdispersi serta media pendispersi dalam sistem tersebut sulit dipisahkan dengan pengendapan.

Mereka dibagi menjadi sol (larutan koloid) dan gel (jeli).

1. Larutan koloid, atau sol. Ini adalah sebagian besar cairan sel hidup (sitoplasma, sari inti - karioplasma, isi organel dan vakuola) dan organisme hidup secara keseluruhan (darah, getah bening, cairan jaringan, cairan pencernaan, cairan humoral, dll.). Sistem seperti itu membentuk perekat, pati, protein, dan beberapa polimer.

Larutan koloid dapat diperoleh melalui reaksi kimia; misalnya, ketika larutan kalium atau natrium silikat (“gelas larut”) bereaksi dengan larutan asam, larutan koloid asam silikat akan terbentuk. Sol juga terbentuk selama hidrolisis besi (III) klorida dalam air panas. Larutan koloid mempunyai penampakan yang mirip dengan larutan sebenarnya. Mereka dibedakan dari yang terakhir dengan "jalur bercahaya" yang terbentuk - sebuah kerucut ketika seberkas cahaya melewatinya. Fenomena ini disebut efek Tyndall. Partikel fase terdispersi sol, lebih besar dari pada larutan sebenarnya, memantulkan cahaya dari permukaannya, dan pengamat melihat kerucut bercahaya di dalam wadah berisi larutan koloid. Itu tidak terbentuk dalam solusi yang benar. Anda dapat mengamati efek serupa, tetapi hanya untuk aerosol dan bukan koloid cair, di bioskop ketika seberkas cahaya dari kamera film melewati udara gedung bioskop.

Pembekuan- fenomena partikel koloid saling menempel dan mengendap - diamati ketika muatan partikel-partikel ini dinetralkan ketika elektrolit ditambahkan ke larutan koloid. Dalam hal ini, larutan diubah menjadi suspensi atau gel. Beberapa koloid organik menggumpal ketika dipanaskan (lem, putih telur) atau ketika lingkungan asam-basa larutan berubah.

2. Subkelompok kedua dari sistem koloid adalah gel, atau jeli y mewakili sedimen agar-agar yang terbentuk selama koagulasi sol. Ini termasuk sejumlah besar gel polimer, yang sangat Anda kenal sebagai gula-gula, gel kosmetik dan medis (gelatin, aspic, jelly, marmalade, kue souffle Susu Burung) dan tentu saja beragam gel alami yang tak ada habisnya: mineral (opal), ubur-ubur tubuh , tulang rawan, tendon, rambut, otot dan jaringan saraf, dll. Sejarah perkembangan kehidupan di Bumi sekaligus dapat dianggap sebagai sejarah evolusi wujud materi koloid. Seiring waktu, struktur gel terganggu dan air dilepaskan darinya. Fenomena ini disebut sineresis.