Kemija. Raspršeni sustavi - što je to?

U prirodi je vrlo teško pronaći čistu supstancu. U različitim stanjima mogu tvoriti smjese, homogene i heterogeno raspršene sustave i rješenja. Koje su to veze? Koji su to tipovi njih? Razmotrite ova pitanja detaljnije.

terminologija

Prvo morate razumjeti što su raspršeni sustavi. Prema ovoj definiciji podrazumijevaju se heterogene strukture, pri čemu se jedna tvar kao najmanja čestica ravnomjerno raspoređuje u većini druge. Komponenta koja je prisutna u manjoj količini naziva se disperzirana faza. Može sadržavati više od jedne tvari. Komponenta koja je prisutna u većem volumenu naziva se medij. Između čestica te faze nalazi se sučelje. U tom smislu, raspršeni sustavi nazivaju se heterogeni - heterogeni. I medij i faza mogu biti predstavljeni tvarima u različitim agregatnim stanjima: tekući, plinoviti ili kruti.

Raspršeni sustavi i njihova klasifikacija

U skladu s veličinom čestica koje ulaze u fazu tvari razlikuju se suspenzije i koloidne strukture. U prvom je veli ~ ina elemenata ve} a od 100 nm, au potonjem od 100 do 1 nm. Kada se supstanca zgnječi u ione ili molekule čija je veličina manja od 1 nm, formira se otopina - homogeni sustav. Od ostalih razlikuje se po homogenosti i odsustvu sučelja između medija i čestica. Koloidni disperzni sustavi prikazani su u obliku gelova i sola. S druge strane, suspenzije se dijele na suspenzije, emulzije, aerosole. Postoje rješenja ionski, molekularni ionski i molekula.

obustava

Ovi disperzni sustavi uključuju tvari s veličinom čestica većom od 100 nm. Ove strukture su neprozirne: njihove pojedinačne komponente mogu se vidjeti golim okom. Medij i faza lako se odvajaju pri stajanju. Što je suspenzija? Mogu biti tekući ili plinoviti. Prvi su podijeljeni na suspenzije i emulzije. Potonje su strukture u kojima su medij i faza tekućine koje su netopive jedna u drugoj. To uključuje, na primjer, limfu, mlijeko, boje na vodenoj bazi i drugi. Suspenzija je struktura u kojoj je medij tekućina, a faza je čvrsta, netopljiva tvar. Takvi disperzirani sustavi mnogima su dobro poznati. To se posebno odnosi na „mlijeko vapna“, morski ili riječni mulj suspendiran u vodi, mikroskopske žive organizme koji se distribuiraju u oceanu (plankton) i drugi.

aerosoli

Ove suspenzije se distribuiraju sitnim česticama tekućine ili krutine u plinu. Tu su magle, dim, prašina. Prva vrsta je distribucija malih kapljica tekućine u plinu. Prašina i dim su suspendirane tvari. U ovom slučaju prve čestice su nešto veće. Za prirodne aerosole nose gromove oblake, stvarnu maglu. Smog visi nad velikim industrijskim gradovima, koji se sastoje od čvrstih i tekućih komponenti raspoređenih u plin. Treba napomenuti da su aerosoli, kao disperzirani sustavi, od velike praktične važnosti, oni obavljaju važne zadatke u industrijskim i kućnim aktivnostima. Primjeri pozitivnog rezultata njihovog korištenja uključuju liječenje dišnog sustava (inhalaciju), kemijsku obradu polja, prskanje boje pištoljem za prskanje.

Koloidne strukture

To su disperzni sustavi u kojima se faza sastoji od čestica veličine od 100 do 1 nm. Takve komponente nisu vidljive golim okom. Faza i medij u tim strukturama uz pomoć sedimentacije su odvojeni teškoćama. Soli (koloidna otopina) nalaze se u živoj stanici iu tijelu kao cjelini. Te tekućine uključuju nuklearni sok, citoplazmu, limfu, krv i druge. Ovi disperzni sustavi tvore škrob, ljepila, neke polimere, proteine. Ove se strukture mogu dobiti kemijskim reakcijama. Na primjer, tijekom interakcije rješenja natrijev silikat ili kalij s kiselim spojevima tvore silikatnu kiselinu. Izvana, koloidna struktura je slična istinitoj. Međutim, prva se od njih razlikuje po prisutnosti "svjetlosne staze" - stožca kada kroz njih prolazi snop svjetlosti. Soli sadrže veće čestice faze nego u pravim rješenjima. Njihova površina reflektira svjetlost - au posudi promatrač može vidjeti svjetlosni stožac. U pravom rješenju ovog fenomena nije. Sličan učinak može se uočiti iu kinu. U ovom slučaju, svjetlosni snop prolazi ne kroz tekućinu, već koloid aerosola - zrak u hodniku.

Odlaganje čestica

U koloidnim otopinama, čestice faze često se ne talože ni tijekom dugotrajnog skladištenja, što je povezano s kontinuiranim sudarima s molekulama otapala pod utjecajem toplinskog gibanja. Kada se približavaju jedni drugima, oni se ne drže zajedno, jer na njihovim površinama postoje isti električni naboj. Međutim, u određenim okolnostima može doći do procesa koagulacije. To je učinak lijepljenja i taloženja koloidnih čestica. Ovaj proces se promatra kada se na površini mikroskopskih elemenata neutraliziraju naboji kada se doda elektrolit. U tom slučaju, otopina se pretvara u gel ili suspenziju. U nekim slučajevima, proces koagulacije se promatra pri zagrijavanju ili u slučaju promjene kiselinsko-bazne ravnoteže.

gelovi

Ovi koloidni disperzijski sustavi su želatinozni sedimenti. Nastaju tijekom koagulacije sola. Ove strukture uključuju brojne polimerne gelove, kozmetičke, konditorske, medicinske tvari (kolače) "Ptičje mlijeko", marmelada, žele, žele, želatina). Oni također uključuju prirodne strukture: opal, tijela meduza, kosu, tetive, živčano i mišićno tkivo, hrskavicu. Razvoj života na planeti Zemlji zapravo se može smatrati poviješću evolucije koloidnog sustava. Tijekom vremena dolazi do kršenja strukture gela, a voda iz nje izlazi. Ovaj fenomen naziva se sinerezom.

Homogeni sustavi

Otopine uključuju dvije ili više tvari. Oni su uvijek jednofazni, tj. Oni su čvrsti, plinoviti ili tekući. No, u svakom slučaju, njihova struktura je homogena. Taj se učinak objašnjava činjenicom da je u jednoj tvari druga raspodijeljena u obliku iona, atoma ili molekula čija je veličina manja od 1 nm. U slučaju kada je potrebno naglasiti razliku između otopine i koloidne strukture, naziva se istina. U procesu kristalizacije tekuće legure zlata i srebra dobivene su čvrste miješane strukture.

klasifikacija

Ionske smjese su strukture s jakim elektrolitima (kiseline, soli, lužine - NaOH, HC104 i druge). Drugi tip su molekularno-ionski disperzni sustavi. Sadrže jak elektrolit (vodikov sulfid, dušičnu kiselinu i druge). Posljednji tip su molekularna rješenja. Ove strukture uključuju neelektrolite - organske tvari (saharoza, glukoza, alkohol itd.). Otapalo je komponenta čije se agregatno stanje ne mijenja kada se otopina formira. Takav element može biti, na primjer, voda. U otopini soli, ugljičnog dioksida, šećera, djeluje kao otapalo. U slučaju miješanja plinova, tekućina ili krutina, otapalo će biti komponenta koja će biti veća u spoju.