Раствором называют гомогенную систему, состоящую из двух и более веществ.
Растворы всегда однофазны, то есть представляют собой однородный газ, жидкость или твердое вещество. Это связано с тем, что одно из веществ распределено в массе другого в виде молекул, атомов или ионов (размер частиц менее 1 нм).
Растворы называют истинными, если требуется подчеркнуть их отличие от коллоидных растворов.
Растворителем считают то вещество, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. Например, вода в водных растворах поваренной соли, сахара, углекислого газа. Если же раствор образовался при смешении газа с газом, жидкости с жидкостью и твердого вещества с твердым, растворителем считают тот компонент, которого больше в растворе. Так, воздух — это раствор кислорода, благородных газов, углекислого газа в азоте (растворитель). Столовый уксус, в котором содержится от 5 до 9% уксусной кислоты, представляет собой раствор этой кислоты в воде (растворитель — вода). Но в уксусной эссенции роль растворителя играет уксусная кислота, так как ее массовая доля составляет 70— 80%, следовательно, это раствор воды в уксусной кислоте.
При кристаллизации жидкого сплава серебра и золота можно получить твердые растворы разного состава.
Растворы подразделяют на:
• молекулярные — это водные растворы неэлектролитов — органических веществ (спирта, глюкозы, сахарозы и т. д.);
• молекулярно-ионные — это растворы слабых электролитов (азотистой, сероводородной кислот и др.);
• ионные — это растворы сильных электролитов (щелочей, солей, кислот — NaOH, K2S04, HN03, НС1О4).
Раньше существовали две точки зрения на природу растворения и растворов: физическая и химическая. Согласно первой растворы рассматривали как механические смеси, согласно второй — как нестойкие химические соединения частиц растворенного вещества с водой или другим растворителем. Последняя теория была высказана в 1887 г. Д. И. Менделеевым, который посвятил исследованию растворов более 40 лет. Современная химия рассматривает растворение как физико-химический процесс, а растворы как физико-химические системы.
Более точное определение раствора таково:
Раствор — гомогенная (однородная) система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.
|
|
Коллоидные системы — это такие дисперсные системы, в которых размер частиц фазы от 100 до 1 нм. Эти частицы не видны невооруженным глазом, и дисперсная фаза и дисперсионная среда в таких системах отстаиванием разделяются с трудом.
Их подразделяют на золи (коллоидные растворы) и гели (студни).
1. 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, гуморальные жидкости и т. д.). Такие системы образуют клеи, крахмал, белки, некоторые полимеры.
Коллоидные растворы могут быть получены в результате химических реакций; например, при взаимодействии растворов силикатов калия или натрия («растворимого стекла») с растворами кислот образуется коллоидный раствор кремниевой кислоты. Золь образуется и при гидролизе хлорида железа (Ш) в горячей воде. Коллоидные растворы внешне похожи на истинные растворы. Их отличают от последних по образующейся «светящейся дорожке» — конусу при пропускании через них луча света.
|
|
Это явление называют эффектом Тиндаля. Более крупные, чем в истинном растворе, частицы дисперсной фазы золя отражают свет от своей поверхности, и наблюдатель видит в сосуде с коллоидным раствором светящийся конус.
В истинном растворе он не образуется. Аналогичный эффект, но только для аэрозольного, а не жидкого коллоида, вы можете наблюдать в кинотеатрах при прохождении луча света от киноаппарата через воздух кинозала.
Частицы дисперсной фазы коллоидных растворов нередко не оседают даже при длительном хранении из-за непрерывных соударений с молекулами растворителя за счет теплового движения. Они не слипаются и при сближении друг с другом из-за наличия на их поверхности одноименных электрических зарядов. Но при определенных условиях может происходить процесс коагуляции.
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.
2. Гели, или студни, представляющие 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, желе, 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. Историю развития жизни на Земле можно одновременно считать историей эволюции коллоидного состояния вещества. Со временем структура гелей нарушается — из них выделяется вода. Это явление называют синерезисом.
|
|
Вопросы для самоконтроля
1.Что такое дисперсные системы?
2.При повреждении кожи (ранке) наблюдается свертывание крови — коагуляция золя. В чем сущность этого процесса? Почему это явление выполняет защитную функцию для организма? Как называют болезнь, при которой свертывание крови затруднено или не наблюдается?
3.Расскажите о значении различных дисперсных систем в быту.
4.Проследите эволюцию коллоидных систем в процессе развития жизни на Земле
5.Что такое дисперсная система, среда, фаза?
6.Какие вы знаете дисперсные системы в зависимости от агрегатного состояния?
7.Какие вы знаете дисперсные системы в зависимости от размера частиц дисперсной фазы?
ТЕСТИРОВАНИЕ
1. К газообразным дисперсным системам относится атмосферный туман. Туман представляет из себя распределение мельчайших частиц:
А) твердого вещества в газе
Б) жидкости в газе.
В)газа в газе.
Г) жидкости в жидкости.
2. Эмульсиями называются дисперсные системы, в которых:
A) газообразные частицы распределены в жидкости. Б) газообразные частицы распределены в газе.
B) одна жидкость раздроблена в другой, не растворяющей её жидкости.
Г) твердые частицы распределены в жидкости.
3. В лаборатории в химическом стакане на пламени газовой горелки нагревается вода. Температура кипения жидкости повысится, если:
A) накрыть стакан с водой крышкой.
Б) увеличить пламя газовой горелки.
B) уменьшить пламя газовой горелки.
Г) добавить поваренной соли в воду.
4. Суспензиями называются такие дисперсные системы, в которых:
A) газообразные частицы распределены в жидкости.
Б) газообразные системы распределены в газе.
B) жидкость раздроблена в другой жидкости не растворяющей её жидкости.
Г) твердые частицы распределены в жидкости.
5. Раствор хлорида калия оставили в склянке. Через несколько недель в склянке образовался осадок. Раствор над осадком является:
A) разбавленным.
Б) насыщенным.
B) перенасыщенным.
Г) ненасыщенным.
6. Зимой во время гололеда обледенелую дорогу посыпают поваренной солью или хлоридом кальция, при этом лед тает. Это объясняется тем, что:
A) образуется раствор, температура замерзания которого выше, чем у растворителя.
Б) образуется раствор, температура замерзания которого ниже, чем у растворителя.
B) происходит выделение теплоты.
Г) происходит поглощение теплоты.
ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 11
Дисциплина: Химия.
Тема: Вода. Растворы. Растворение.
Цель занятия:
Планируемые результаты
Предметные: сформированность представлений о месте химии в современной научной картине мира; понимание роли химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач;
Метапредметные: использование различных источников для получения химической информации, умение оценить ее достоверность для достижения хороших результатов в профессиональной сфере;
Личностные: чувство гордости и уважения к истории и достижениям отечественной химической науки; химически грамотное поведение в профессиональной деятельности и в быту при обращении с химическими веществами, материалами и процессами;
Норма времени: 2 часа
Вид занятия: Лекция.
План занятия:
1. Вода как растворитель.
2. Растворимость веществ.
3. Насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные растворы.
4. Зависимость растворимости газов, жидкостей и твердых веществ от различных факторов.
5. Массовая доля растворенного вещества.
Оснащение: Периодическая система химических элементов, таблица растворимости кислот, солей, оснований.
Литература:
1. Химия 11 класс: учеб. для общеобразоват. организаций Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.:Просвещение, 2014. -208 с.: ил..
2. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / О.С.Габриелян, И.Г. Остроумов. – 5 - изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2017. – 272с., с цв. ил.
Преподаватель: Тубальцева Ю.Н.