- •212030, Г. Могилев, пр. Мира, 43
- •1 Растворы
- •1.1 Способы выражения состава растворов
- •1.2 Примеры решения задач
- •1.3 Изменение энтальпии и энтропии системы при растворении
- •1.4 Растворимость. Насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы
- •2 Свойства растворов неэлектролитов
- •2.1 Понижение давления пара. Первый закон Рауля
- •2.2 Повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания растворов. Второй закон Рауля
- •2.3 Осмос
- •2.4 Примеры решения задач
- •3 Дисперсные системы
- •3.1 Методы получения дисперсных систем
- •3.2 Классификации дисперсных систем
- •3.3 Устойчивость дисперсных систем
- •3.4 Коллоидные растворы
- •В истинных растворах не происходит рассеивания света. Частицы в грубодисперсных системах отражают свет, их величину и форму часто можно установить без оптического увеличения.
- •3.5 Гели
- •Список литературы
3 Дисперсные системы
Химические вещества могут встречаться в чистом виде или в составе смесей. Смеси, в свою очередь, можно разделить на гомо- и гетерогенные. К гомогенным однофазным смесям относят истинные растворы (см. раздел 1), в которых растворенное вещество представлено в виде молекул или ионов, размеры которых соизмеримы с молекулами растворителя и не превышают 1 нм. Гомогенные смеси являются термодинамически устойчивыми.
При увеличении размеров частиц система становится гетерогенной, состоящей из двух или более фаз с сильно развитой поверхностью раздела. И, как показывает практика, иная область раздробленности вещества формирует новый комплекс свойств, присущих только этой форме организации вещества.
Система, состоящая из двух или более веществ, в которой одно или несколько веществ измельчено и равномерно распределено в другом, называется дисперсной системой (от лат. dispersus – рассеянный).
Дисперсные (раздробленные) системы состоят из сплошной (непрерывной) фазы (дисперсионной среды)и находящихся в этой среде раздробленных частиц того или иного размера и формы (дисперсной фазы)– прерывистая часть системы.
Дисперсные системы повсеместно распространены в природе. Это – горные породы, грунты, почвы, атмосферные и гидросферные осадки, раститительные и животные ткани. Дисперсные системы широко используют в технологических процессах; в виде дисперсных систем выпускается большинство промышленных продуктов и предметов бытового потребления. Высокодисперсные технологические материалы (наполненные пластики, дисперсно-упрочненные композиционные материалы) отличаются чрезвычайно большой прочностью. На высокоразвитых поверхностях интенсивно протекают гетерогенные и гетерогенно-каталитические химические процессы. Учение о дисперсных системах и поверхностных явлениях в них составляет сущность самостоятельного раздела коллоидной химии.
3.1 Методы получения дисперсных систем
Диспергирование (измельчение) – частицы дисперсной фазы дробятся до необходимых размеров. Метод широко используют для получения грубодисперсных систем – суспензий, эмульсий, порошков. Выбор типа измельчения твердых материалов зависит от их механических свойств. Хрупкие материалы измельчают ударом, вязкие – истиранием. Механическое измельчение проводят в специальных промышленных и лабораторных устройствах – мельницах (шаровые, вибрационные, коллоидные мельницы). Высокой дисперсности можно достичь ультразвуковым диспергированием.
Конденсация – частицы дисперсной фазы образуются посредством соединения разобщенных молекул (ионов). Конденсационные методы позволяют получать дисперсные системы из гомогенных сред. Появление новой фазы происходит при пересыщении среды. Физические методы конденсации основаны на конденсации пара. Химические методы конденсации основаны на создании концентраций, превышающих равновесные, например:
– получение золя золота восстановлением НАuС14
2HAuCl4 + 3H2О2 = 2Au + 8НС1 + 3О2;
– получение золя гидроксида железа гидролизом FeCl3
FeCl3 + 3H2О = Fe(OH)3 + 3HC1;
– получение золя сульфида мышьяка реакцией обмена
2H3AsO3 + 3H2S = As2S3 + 6H2О.