Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Розділ 3. Дисперсні системи. Розчини. Комплексні речовини.

Поиск

Тема 3.1. Дисперсні системи

План

  1. Дисперсні системи. Склад дисперсних систем.
  2. Класифікація дисперсних систем

2.1. Класифікація за ступенем дисперсності.*

2.2. Класифікація за агрегатним станом.**

2.3. Класифікація за взаємодією між часточками дисперсної фази.*

3. Поняття про колоїдні розчини.*

1. Системи, в яких одна речовина розподілена в середовищі іншої у вигляді дуже дрібних частинок, називаються дисперсними системами. Вони складаються з роздроблених часточок того чи іншого розміру і форми (дисперсна фаза), і оточуючої їх речовини (дисперсійне середовище). Отже всі дисперсні системи є гетерогенними.

Обов’язковою умовою існування дисперсних систем є взаємна нерозчинність диспергованої речовини і дисперсійного середовища. Наприклад, не можна дістати колоїдні розчини цукру або солі у воді, але їх можна мати у гасі чи бензолі, у яких ці речовини не розчиняються.

2. Дисперсні системи класифікують за дисперсністю, агрегатним станом дисперсної фази і дисперсійного середовища, інтенсивністю взаємодії між ними, відсутністю або утворенням структур у дисперсних системах.

2.1. Кількісною характеристикою дисперсності речовини є ступінь дисперсності (D) – величина, обернена поперечнику а дисперсних часток:

,

де а дорівнює діаметру сферичних чи волокнистих, або довжині ребра кубічних часточок чи товщині плівок.

 

 

Системи Роздробленість речовини Поперечник часточок, см Ступінь дисперсності, см-1 Число атомів в одній часточці
Грубодисперсні Макроскопічна Мікроскопічна 1-10-2 10-2-10-5 1-102 102-105 >1018 >109
Гранично-високодисперсні Колоїдна 10-5 - 10-7 105 - 107 109- 103
Молекулярні або йонні Молекулярна та йонна 10-7 – 10-8 >107 >103

 

2.2. Записуючи схематично агрегатний стан дисперсних систем, першим вказують агрегатний стан дисперсійного середовища за допомогою букв Г (газ), Р (рідина),або Т (твердий), потім ставлять тире і записують агрегатний стан дисперсної фази.

Табл. Класифікація дисперсних систем за агрегатним станом

Агрегатний стан дисперсійного середовища Агрегатний стан дисперсної фази Схема дисперсної системи Тип дисперсної системи Приклади
  газ рідина Г1 – Р2 Туман – це аерозоль з рідкою дисперсною фазою  
  газ твердий Г1 – Т2 Пил і дим – це аерозоль з твердою дисперсною фазою; Пил утворюється в результаті диспергування речовин; а дим – в результаті конденсації летких речовин  
  рідина газ Р1 – Г2 Піна – дисперсія газу в рідині  
  рідина рідина Р1 – Р2 Емульсія – дисперсні системи, у яких одна рідина роздроблена в іншій рідині, що її не розчиняє рослинна олія і вода; бензин і вода
  рідина твердий Р1 – Т2 Суспензії (зависі) – низько дисперсні системи твердих часточок у рідинах Колоїдні розчини (золі) – гранично-високодисперсні системи твердих часточок у рідинах суміш крейди з водою
  твердий газ Т1 – Г2 Тверді піни – дисперсія газу в твердому тілі Пінопласти, пінобетон, пемза, шлак, метали з включенням газів; хлібобулочні вироби
  твердий рідина Т1 – Р2   Натуральні перли, що являють собою карбонат кальцію, у якому колоїдно диспергована вода
  твердий твердий Т1 – Т2   Бетон, деякі сплави, кольорове скло (диспергування в силікатному склі домішок металів або їхніх оксидів. Що надають склу забарвлення), емалі (різновидності силікатного скла з включеннями пігментів SnO2, TiO2, ZrO2), ряд мінералів, коштовних каменів (рубін –Cr2O3 диспергований в Al2O3)

 

2.3. Дисперсні системи можуть бути вільнодисперсними і зв’язнодисперсними. До вільно дисперсних систем належать аерозолі, лізолі, розбавлені суспензії та емульсії. Вони текучі. У цих системах часточки дисперсної фази не мають контактів, беруть участь у безладному тепловому русі. Вільно рухаються під дією сили тяжіння.

Зв’язнодисперсні системи – твердоподібні; вони виникають при контакті часточок дисперсної фази, що приводить до утворення структури у вигляді каркасу або сітки. Така структура обмежує текучість дисперсної системи і надає їй здатності зберігати форму. Подібні структуровані системи називають гелями. Приклади: порошки, концентровані емульсії і суспензії (пасти), піни.

Дисперсні системи принципово термодинамічно нестійкі, що приводить до руйнування систем: тумани випадають дощем, емульсії розшаровуються, колоїдні розчини коагулюють.

3. Колоїдні часточки можуть мати різну внутрішню структуру, що істотно позначається на способах утворення колоїдних розчинів і на їхніх властивостях. Існують три типи внутрішньої структури первинних часточок колоїдних розчинів.

І тип – суспензоїди (необоротні колоїди, ліофобні колоїди). Так називають колоїдні розчини металів, їхніх оксидів, гідроксидів, сульфідів та інших солей. Суспезоїди – типові гетерогенні високодисперсні системи, властивості яких визначаються дуже сильно розвинутою міжфазовою поверхнею. Від суспензій вони відрізняються вищою дисперсністю. Як і суспензії, не можуть тривалий час існувати, коли немає стабілізатора дисперсності. Необоротними їх називають тому, що осади, які лишаються при випаровуванні таких колоїдних розчинів, не утворюють знову золю в разі контакту з дисперсійним середовищем.

Ліофобні золі можна добути двома способами: диспергуванням, тобто подрібненням великих тіл, і конденсацією молекулярно- або іонно розчинених речовин.

ІІ тип – асоціативні або міцелярні колоїди (напівколоїди)

Міцели – скупчення правильно розміщених молекул, що утримуються переважно дисперсійними силами.

Утворення міцел є характерним для водних розчинів миючих речовин і деяких органічних барвників з великими молекулами; в інших середовищах, наприклад в етиловому спирті. Ці речовини розчиняються з утворенням молекулярних розчинів.

ІІІ тип – молекулярні колоїди (оборотні або ліофільні колоїди). До них належать природні і синтетичні ВМС з молекулярною масою від 10000 до кількох мільйонів. Речовини цього типу назвали оборотними колоїдами, тому що після випаровування їх розчинів і добавляння нової порції розчинника сухий залишок знову переходить у розчин.

Контрольні запитання:

  1. Що називається дисперсними системами?
  2. Склад дисперсних систем.
  3. Класифікація дисперсних систем.
  4. Що називається ступенем диспергування?
  5. Типи колоїдних розчинів.

Література:

  1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. – Л.: Химия, 1979. – Гл. Х, §§ 105-107, с. 305-316.
  2. Хомченко Г.П. Химия. – М.: Высшая школа, 1981. – Ч. І, Гл. 5, §48, с. 57-58.


Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-08-15; просмотров: 360; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.148.108.174 (0.006 с.)