Дисперсные системы
Чистые вещества в природе встречаются очень редко. Кристаллы чистых веществ – сахара или поваренной соли, например, можно получить разного размера – крупные и мелкие. Каков бы ни был размер кристаллов, все они имеют одинаковую для данного вещество внутреннюю структуру – молекулярную или ионную кристаллическую решетку.
В природе чаще всего встречаются смеси различных веществ. Смеси разных веществ в различных агрегатных состояниях могут образовывать гетерогенные и гомогенные системы. Такие системы мы будем называть дисперсными.
Определение
Дисперсной называется система, состоящая из двух или более веществ, причем одно из них в виде очень маленьких частиц равномерно распределено в объеме другого.
То вещество, которое присутствует в меньшем количестве и распределено в объеме другого, называют дисперсной фазой. Она может состоять из нескольких веществ.
Вещество, присутствующее в большем количестве, в объеме которого распределена дисперсная фаза, называют дисперсионной средой.
Между дисперсионной средой и частицами дисперсной фазы существует поверхность раздела, поэтому дисперсные системы называются гетерогенными (неоднородными). И дисперсную среду, и дисперсную фазу могут представлять вещества, находящиеся в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. В зависимости от сочетания агрегатного состояния дисперсной среды и дисперсной фазы можно выделить 9 видов таких систем.
Таблица. Типы дисперсионных систем.
| Дисперсионная среда | Дисперсная фаза | Примеры некоторых природных и бытовых дисперсных систем |
| Газ | Газ | Всегда гомогенная смесь (воздух, природный газ) |
| Жидкость | Туман, попутный газ с капельками нефти, карбюраторная смесь в двигателях автомобилей (капельки бензина в воздухе), аэрозоли | |
| Твердое вещество | Пыли в воздухе, дымы, смог, самумы (пыльные и песчаные бури), аэрозоли | |
| Жидкость | Газ | Шипучие напитки, пены |
| Жидкость | Эмульсии. Жидкие среды организма (плазма крови, лимфа, пищеварительные соки), жидкое содержимое клеток (цитоплазма, кариоплазма) | |
| Твердое вещество | Золи, гели, пасты (кисели, студни, клеи). Речной и морской ил, взвешенные в воде; строительные растворы | |
| Твердое вещество | Газ | Снежный наст с пузырьками воздуха в нем, почва, текстильные ткани, кирпич и керамика, поролон, пористый шоколад, порошки |
| Жидкость | Влажная почва, медицинские и косметические средства (мази, тушь, помада и т. д.) | |
| Твердое вещество | Горные породы, цветные стекла, некоторые сплавы |
По величине частиц веществ, составляющих дисперсную фазу, дисперсные системы делятся на:
грубодисперсные (взвеси) с размерами частиц более 100 нм;
тонкодисперсные (коллоидные растворы или коллоидные системы) с размерами частиц от 100 до 1 нм;
гомогенные системы, или растворы с размером частиц менее 1 нм. Такая система однородна, поверхности раздела между частицами и средой нет.
Дисперсные системы и растворы очень важны в повседневной жизни и в природе. Судите сами: без нильского ила не состоялась бы великая цивилизация Древнего Египта; без воды, воздуха, горных пород и минералов вообще бы не существовала живая планета – наш общий дом – Земля; без клеток не было бы живых организмов и т.д.
Вопросы для закрепления:
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.
Тест по теме: »Дисперсные системы».
1. Соотнесите:
тип системы:
1) эмульсия 2) суспензия 3) пена
4) дым 5) туман
дисперсионная среда / дисперсная фаза:
а) жидкость / жидкость б) жидкость / газ
в) газ / жидкость г) газ / твердое вещество
д) жидкость / твердое вещество
2. Расположите двухкомпонентные системы в порядке уменьшения размера частиц дисперсной фазы:
3. 1) коллоидный раствор, 2) взвесь, 3) истинный раствор:
а) 1,3, 2 б) 2,1,3 в) 3,2,1 г) 3,1,2
3. Золь с жидкой дисперсной средой представляет собой распределение мельчайших частиц:
а) жидкости в твердом веществе б) твердого вещества в газе
в) твердого вещества в жидкости в) газа в жидкости
4. Взвесями называют:
а) грубодисперсные системы б) тонкодисперсные системы в) истинные растворы
5. Коагуляцией называют:
а) рассеяние светового луча частицами коллоидного раствора
б) выделение воды за счет расслаивания геля
в) образование коллоидного раствора из грубодисперсной системы
г) слипание частиц коллоидного раствора и выделение их в осадок.
6. Уксусная кислота в воде образует раствор:
а) молекулярный
б) ионно-молекулярный
в) ионный
г) верного ответа среди перечисленных нет.