Растворы
бывают газообразные (газовые смеси), жидкие и твердые. Газообразным раствором
является воздух. Морская вода – смесь солей в воде – жидкий раствор. Твердые
растворы – металлические сплавы. Наибольшее
практическое значение имеют жидкие растворы.
Растворы
состоят из растворителя и растворенного вещества (веществ). Основными
параметром состояния раствора является концентрация.
Дисперсными называют системы, состоящие из вещества, раздробленного до частиц большей или меньшей величины и распределенного в другом веществе. Измельченное (раздробленное) вещество называют дисперсной фазой. Вещество, в котором распределена дисперсная фаза, называют дисперсионной средой. Например, в дисперсной системе, которой является туман, дисперсной фазой являются мельчайшие капельки воды, а дисперсионной средой служит воздух. Для характеристики дисперсных систем введено понятие степени дисперсности, т.е. степени раздробленности вещества дисперсной фазы – D. D = 1/a см-1. Чем больше степень дисперсности, тем меньше размер частиц. По степени дисперсности все системы можно разделить на грубодисперсные, коллоиднодисперсные, молекулярнодисперсные и ионнодисперсные. а) Грубодисперсные системы (размер частиц 10ˉ5 – 10ˉ3 см) – это суспензии, эмульсии, пены. Суспензии – гетерогенные системы, в которых частицы твердой дисперсной фазы распределены в жидкой дисперсионной среде. Это, например, взвесь крахмала в воде, раствор кофе, известковый и цементный раствор. Эмульсии образуются двумя несмешивающимися жидкостями. Примерами эмульсий служат молоко, майонез, маргарин, эмульсия бензола в воде. Пены состоят из ячеек заполненных газом и отделенных друг от друга жидкими или твердыми пленками. Это мыльная пена, пемза, пенопласты. Грубодисперсные системы видны в обычный микроскоп и даже невооруженным глазом. Могут задерживаться бумажным фильтром. Из-за больших размеров частиц эти системы неустойчивы и со временем дисперсная фаза отделяется от дисперсионной среды. б) Коллоиднодисперсные системы (коллоидные растворы). Размер частиц дисперсной фазы составляет 10ˉ7 – 10ˉ5 см, а размер частиц дисперсионной среды 10ˉ8 см. Степень дисперсности в коллоидах выше, чем в грубодисперсных системах. Коллоидные частицы не оседают под действием силы тяжести, проходят через бумажные фильтры; но они невидимы в обычный микроскоп. Коллоидные растворы обычно называют золями. В зависимости от природы дисперсионной среды золи называют гидрозолями – дисперсионная среда – жидкость, аэрозолями – дисперсионная среда воздух. в) Молекулярнодисперсные и ионнодисперсные системы (истинные растворы). Размеры частиц составляют 10ˉ8 см, т.е. равны размерам молекул и ионов. В таких системах гетерогенность исчезает - системы становятся гомогенными, образуются истинные растворы. К ним относятся растворы сахара, спирта, неэлектролитов, электролитов и слабых электролитов. По размерам дисперсных частиц коллоидные растворы занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами. Дисперсные системы также классифицируют по агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды. Коллоидное состояние характерно для многих веществ, если их частицы имеют размер от 10ˉ7 до 10ˉ5 см. Суммарная их поверхность огромна, и она обладает поверхностной энергией, за счет которой может адсорбировать частицы из раствора. Образующаяся коллоидная частица называется мицеллой. Она имеет сложное строение и состоит из ядра, адсорбированных ионов, противоионов.
Если растворитель взаимодействует с ядром частицы, то образуются лиофильные коллоиды, если не взаимодействует – то лиофобные коллоиды.
Дисперсными называют системы, состоящие из вещества, раздробленного до частиц большей или меньшей величины и распределенного в другом веществе. Измельченное (раздробленное) вещество называют дисперсной фазой. Вещество, в котором распределена дисперсная фаза, называют дисперсионной средой. Например, в дисперсной системе, которой является туман, дисперсной фазой являются мельчайшие капельки воды, а дисперсионной средой служит воздух. Для характеристики дисперсных систем введено понятие степени дисперсности, т.е. степени раздробленности вещества дисперсной фазы – D. D = 1/a см-1. Чем больше степень дисперсности, тем меньше размер частиц. По степени дисперсности все системы можно разделить на грубодисперсные, коллоиднодисперсные, молекулярнодисперсные и ионнодисперсные. а) Грубодисперсные системы (размер частиц 10ˉ5 – 10ˉ3 см) – это суспензии, эмульсии, пены. Суспензии – гетерогенные системы, в которых частицы твердой дисперсной фазы распределены в жидкой дисперсионной среде. Это, например, взвесь крахмала в воде, раствор кофе, известковый и цементный раствор. Эмульсии образуются двумя несмешивающимися жидкостями. Примерами эмульсий служат молоко, майонез, маргарин, эмульсия бензола в воде. Пены состоят из ячеек заполненных газом и отделенных друг от друга жидкими или твердыми пленками. Это мыльная пена, пемза, пенопласты. Грубодисперсные системы видны в обычный микроскоп и даже невооруженным глазом. Могут задерживаться бумажным фильтром. Из-за больших размеров частиц эти системы неустойчивы и со временем дисперсная фаза отделяется от дисперсионной среды. б) Коллоиднодисперсные системы (коллоидные растворы). Размер частиц дисперсной фазы составляет 10ˉ7 – 10ˉ5 см, а размер частиц дисперсионной среды 10ˉ8 см. Степень дисперсности в коллоидах выше, чем в грубодисперсных системах. Коллоидные частицы не оседают под действием силы тяжести, проходят через бумажные фильтры; но они невидимы в обычный микроскоп. Коллоидные растворы обычно называют золями. В зависимости от природы дисперсионной среды золи называют гидрозолями – дисперсионная среда – жидкость, аэрозолями – дисперсионная среда воздух. в) Молекулярнодисперсные и ионнодисперсные системы (истинные растворы). Размеры частиц составляют 10ˉ8 см, т.е. равны размерам молекул и ионов. В таких системах гетерогенность исчезает - системы становятся гомогенными, образуются истинные растворы. К ним относятся растворы сахара, спирта, неэлектролитов, электролитов и слабых электролитов. По размерам дисперсных частиц коллоидные растворы занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами. Дисперсные системы также классифицируют по агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды. Коллоидное состояние характерно для многих веществ, если их частицы имеют размер от 10ˉ7 до 10ˉ5 см. Суммарная их поверхность огромна, и она обладает поверхностной энергией, за счет которой может адсорбировать частицы из раствора. Образующаяся коллоидная частица называется мицеллой. Она имеет сложное строение и состоит из ядра, адсорбированных ионов, противоионов.
Если растворитель взаимодействует с ядром частицы, то образуются лиофильные коллоиды, если не взаимодействует – то лиофобные коллоиды.
Джон ТИНДАЛЬ. 1820–93. Ирландский физик и инженер. Родился в Лайлин-Бридж, графство Карлоу
(Leighlin Bridge, County Carlow). По окончании средней школы работал
топографом-геодезистом в военных организациях и на строительстве
железных дорог. Одновременно окончил механический институт в Престоне.
Уволен с военно-геодезической службы за протесты против плохих условий
труда. Преподавал в Куинвуд-колледже (Хэмпшир), одновременно продолжал
самообразование. В 1848–51 гг. слушал лекции в Марбургском и Берлинском
университетах. Вернувшись в Англию, стал преподавателем, а затем и
профессором Королевского института (Royal Institution) в Лондоне.
Основные труды ученого посвящены магнетизму, акустике, поглощению
теплового излучения газами и парами, рассеянию света в мутных средах. Изучал строение и движение ледников в Альпах. Тиндаль был крайне увлечен идеей популяризации науки. Регулярно читал
публичные лекции, часто в форме бесплатных лекций для всех желающих:
для рабочих на заводских дворах в обеденные перерывы, рождественские
лекции для детей в Королевском институте. Слава Тиндаля как
популяризатора достигла и другого берега Атлантики — весь тираж
американского издания его книги «Фрагменты науки» (Fragments of Science,
1871) был раскуплен за один день. Погиб в 1893 году нелепой смертью:
готовя обед, жена ученого (пережившая его на 47 лет) по ошибке
использовала вместо поваренной соли один из хранившихся на кухне
химических реактивов. В замутненных средах фиолетовый и синий свет рассеиваются сильнее всего, а оранжевый и красный — слабее всего.
Подробнее: Эффект Тиндаля
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.