Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Многие люди, не имеющие дело с химией, слыша словосочетание «коллоидные растворы», представляют что-то наподобие геля, вязкой смеси. Дело в том, что изначально такое название произошло от греческого слова, в переводе означающего «клеевидные». При нарушении сбалансированности системы золи дают осадок, напоминающий студень.

Как правило, коллоидные растворы представляют собой абсолютно прозрачную жидкость. В зависимости от состава, она может быть бесцветной или окрашенной. На первый взгляд золи ничем не отличаются от истинных растворов. Изучением подобного рода субстанций занимается целый раздел – коллоидная химия.

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Общая характеристика

Любой раствор представляет собой однофазную систему, включающую два компонента или более. В отличие от него, суспензия или эмульсия менее устойчивы.

В жидких растворах при хранении может выпасть осадок, если, например, они помещены в негерметично закрытую тару и происходит испарение жидкости.

В остальных случаях это инертная система, где компоненты не вступают в реакцию друг с другом, и поэтому она может оставаться неизменной в течение длительного времени.

Свойства коллоидных растворов

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Молекулы вещества равномерно распределяются по всему растворителю, однако они постоянно совершают броуновское (колебательное) движение. Вследствие этого происходит полное перемешивание компонентов системы. Свойства коллоидных растворов в данном процессе немного другие. Частицы такой системы называются мицеллами. Они диффундируют из одного слоя жидкости в другой медленнее (в 100 раз). Причиной низкой скорости является больший объем мицелл по сравнению с молекулами истинных растворов.

В зависимости от размера частиц, их количества, коллоидные растворы отличаются по вязкости. Часто встречаются системы, переходящие в гелеобразное состояние при понижении температуры. Наличие слишком крупных мицелл и превышение предела растворимости приводит к помутнению.

Частицы коллоида, в отличие от молекул, имеют более крупные размеры и поэтому способны рассеивать свет. Таким образом, можно отличить эти растворы от истинных. При прохождении через такую систему пучок света будет виден.

Структура мицелл

Получение коллоидных растворов зиждется на образовании мицелл, которые должны пребывать для сохранения свойств системы в стабильном состоянии.

Частица имеет сложную структуру, состоит из ядра, которое образуется малорастворимым веществом. Вокруг него распределяется слой потенциалоопределяющих ионов.

Обычно они являются такими же, что и в малорастворимом веществе, расположенном в центре мицеллы (правило Панета–Фаянса). Такие ионы определяют заряд ядра.

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Например, при взаимодействии иодида калия и нитрата серебра образуются мицеллы. Ядром таких частиц является иодид серебра (AgI). Если преобладает второй компонент, то потенциалоопределяющими ионами будут Ag+, если первый — I-.

Следующим слоем являются противоионы того вещества, которое было взято в избытке. Они образуют две зоны. Первая расположена близко к поверхности ядра, входит в состав адсорбированного слоя.

Вторая входит в состав диффузионного слоя, состоит из ионов, свободно перемещающихся вблизи поверхности.

Коллоидной частицей называется ядро с адсорбированным слоем, который включает потенциалопределяющие ионы и противоионы. Данное образование имеет заряд. Мицелла включает коллоидную частицу и диффузионный слой противоионов и является нейтральной.

Как происходит образование мицеллы

Любые методы получения коллоидных растворов основаны на взаимодействии молекул труднорастворимого соединения с электролитом. Например, AgNO3 (нитрат серебра) с KI (иодидом калия). В результате реакции получается AgI и KNO3 (нитрат калия). Структуру мицеллы можно изобразить схематически. Есть 2 варианта образования коллоидных частиц из вышеуказанных соединений:

  1. При избытке AgNO3 — {n(AgI) mAg+ (m-x)NO3¯} xNO3¯.
  2. При избытке KI — {n(AgI) mI¯ (m-x)K+} xK+.

Вначале указывается ядро, потом потенциалоопределяющие ионы и противоионы адсорбированного и диффузионного слоя. Электрокинетический потенциал, который определяет заряд коллоидной частицы, обозначается буквой «x». Он возникает в силу разницы поверхностной энергии ядра частицы с потенциалоопределяющими ионами.

Стабильность

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Коллоидные растворы способны сохраняться в неизменном состоянии достаточно долго. Стабильность таких систем является следствием одноименности зарядов мицелл, что приводит к их отталкиванию друг от друга. Однако при слишком больших размерах и высокой концентрации частицы могут сталкиваться и объединяться. Устойчивость коллоидных растворов – относительное понятие. Они могут храниться в неизменном состоянии достаточно долго.

Коагуляция коллоидных растворов представляет собой процесс слипания мицелл друг с другом. При стабильном состоянии системы данное явление происходит медленно, что позволяет ей сохраняться длительное (до 100 лет) время в однофазном состоянии. Такое явление получило название агрегативная неустойчивость.

Скорость коагуляции

Скорость агрегации частиц и, как следствие, разделения фаз зависит от многих факторов, в том числе от размера и концентрации мицелл, температуры хранения. К ускорению процесса коагуляции приводит добавление электролита.

Данное явление наблюдается в гидрофильных системах. Известны методы замедления процесса агрегации частиц. Например, смешение липофильного коллоида с гидрофильным.

На утрату стабильного состояния золей может повлиять нагрев или охлаждение, механическое воздействие.

Коагуляция коллоидных растворов с помощью электролитов

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Существуют определенные закономерности влияния электролитов на коллоидный раствор. Так, для начала процесса нужна определенная концентрация последнего, не ниже определенного уровня — порог коагуляции. Электролит – вещество, способное проводить электрический ток в результате диссоциации в растворе или расплава на ионы. На состояние коллоидного раствора влияет ион, заряд которого противоположен таковому у мицеллы. Действие усиливается со степенью заряда (правило Шульце-Гарди).

Другой фактор, определяющий степень влияния ионов, – их гидратируемость. Частицы с одноименным зарядом оказывают разный уровень действия на процесс коагуляции.

При разделении коллоидного раствора ионы, вызвавшие коагуляцию, присутствуют в осадке.

При добавлении смеси электролитов ее компоненты могут ослаблять действие друг друга (антагонизм) или, наоборот, усиливать (синергизм). Реже наблюдается независимое (аддитивное) влияние.

Способы получения

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Методы получения коллоидных растворов сводятся к двум. Одним из вариантов является диспергирование (измельчение) крупных частиц до размеров, соответствующих коллоидным. Такой процесс можно осуществлять, например, с использованием ультразвуковых приборов (механическое измельчение). Разновидностью дисперсных методов является формирование коллоидных частиц в результате добавления электролитов, которые адсорбируются на поверхности коллоидных ядер и переводят частицы в растворенное состояние.

Противоположным дисперсионному методу является конденсационный, заключающийся в агрегации мелких частиц в более крупные. Такое явление происходит, например, при замене растворителя.

Каким образом можно добиться такого эффекта? Наблюдается резкое снижение растворимости в силу изменения среды. Далее вещество образует коллоидную частицу. В ее формировании участвуют молекулы растворителя, с которым оно лучше смешивается.

Такой эффект, например, достигается при постепенном добавлении канифоли, растворенной в этаноле, к воде.

Различного рода конденсационные реакции, в том числе описанные выше, также относятся к методам агрегации. Другими примерами может являться гидролиз солей металлов, в частности хлорида железа (FeCl3), реакция нейтрализации в результате взаимодействия гидроксида бария (Ba(OH)2) с серной кислотой (H2SO4).

Солюбилизация

Значение коллоидных растворов в жизни человека велико в связи со способностью поверхностно-активных веществ повышать растворение гидрофобных соединений в воде. Такое явление получило название «солюбилизация».

По своей сути данный процесс представляет растворение соединений в мицеллах. Благодаря этому явлению порошки способны удалять загрязнение с тканей, получаются устойчивые эмульсии углеводородов и красителей в воде.

Солюбилизация может проходить разными способами. Так, неполярные углеводороды проникают в ядро мицеллы, в то время как соединения, имеющие гидрофильную и гидрофобную часть (амины, спирты), встраиваются так, что первая находится снаружи, а вторая уходит вглубь коллоидной частицы.

Существует также такое явление, как обратная солюбилизация, заключающаяся в растворении воды в маслах.

В случае неионогенных ПАВов выделяют еще один способ повышения растворимости гидрофобных соединений – прикрепление к поверхности мицеллы посредством химических связей (водородных в частности).

Повсеместное распространение

Коллоидные растворы присутствуют неизменно внутри человека и вокруг него. К ним относятся кровь, лимфа, часто используемые в различных строительных и отделочных работах клеи и краски.

Из коллоидных растворов в результате коагуляции и осаждения получают гели. К таковым можно, например, отнести холодец, мармелад, агар-агар, желатин, каррагинаны. Последние используются для улучшения структуры продуктов, в частности паштетов.

Везде в организме человека присутствуют коллоидные растворы, обогащенные белками.

Использование в медицине

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

В медицине коллоидные растворы применяются повсеместно. Вот несколько примеров их использования. Коллоидное серебро, представляющее собой мелкие частицы металла, диспергированные в воде, применяется при лечении ожогов, язвенных болезней желудка и двенадцатиперстной кишки, для промывания слизистой носа в целях предотвращения распространения вирусных инфекций.

Фармацевтическая промышленность предлагает большой выбор коллоидных растворов для различных целей. Среди них встречают универсальные средства, которые можно применять как ранозаживляющие при ожогах, геморрое; противовоспалительные – при насморке, ангине, гайморите; анальгетики – для снятия зубной боли и не только.

К таковым относится коллоидный раствор «Миллениум». В состав геля входит алоэ, белок пшеницы, женьшень, витамин Е и прочие полезные добавки. Многие фармацевтические средства для наружного применения на самом деле являют собой коллоидный раствор.

Для суставов, например, используется «Артро Комплекс», содержащий такой полезный компонент, как акулий хрящ.

Применение в быту и промышленности

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Коллоидные растворы составляют основу моющих и чистящих ПАВов. Загрязнения проникают внутрь мицеллы и таким образом удаляются с поверхности.

Другой важный аспект применения мицеллообразующих ПАВов – производство полимеров, в частности латексов, поливинилового спирта, клеев растительного происхождения. Различные пластмассы, кожзаменители получены на основе эмульсии. ПАВы применяются также при очистке сточных вод и питьевой воды.

Преимущества косметики на основе коллоидных растворов заключаются в проникновении действующих веществ через кожные покровы человека и структуру волос. Такие средства эффективно используются против старения. К ним относится, в частности, гель «Миллениум Нео». Коллоидный раствор помогает содержащимся в нем компонентам достичь глубоких слоев кожи, минуя эпидермис.

Источник: https://www.syl.ru/article/177085/new_kolloidnyie-rastvoryi-metodyi-polucheniya-i-ispolzovanie

Разница между истинным раствором и коллоидным раствором

Раствор в химии — это жидкая смесь, содержащая два или более вещества. Некоторые решения являются бесцветными, а некоторые — красочными. Некоторые решения прозрачны, в то время как другие решения непрозрачны. Кроме того, в нашем окружении есть множество решений. Решения также можно разделить на три основные группы на основе фундаментальных различий.

Эти три типа включают истинные растворы, коллоидные растворы и суспензии. главное отличие между истинным раствором и коллоидным раствором является то, что Истинные растворы являются гомогенными, тогда как коллоидные растворы являются гетерогенными.

Гомогенные растворы показывают равномерное распределение частиц, тогда как гетерогенные растворы показывают неравномерное распределение.

Читайте также:  Чем тональная основа отличается от тонального крема?

Ключевые области покрыты

1. Что такое верное решение — определение, свойства, примеры

2. Что такое коллоидный раствор

      — определение, свойства, примеры 3. В чем разница между истинным раствором и коллоидным раствором      — Сравнение ключевых отличий

  • Ключевые слова: коллоидные растворы, гетерогенные растворы, гомогенные растворы, непрозрачные, растворы, прозрачные, настоящие растворы
  • Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Что такое истинное решение

Истинное решение — это смесь двух или более веществ. Эта смесь находится в жидкой фазе и является прозрачной. Это означает, что решение позволяет свету проходить через раствор, не рассеивая свет его частицами.

Поэтому нет никаких частиц, которые видны невооруженным глазом.Было обнаружено, что размер частиц в истинном растворе составляет менее 1 нм. В большинстве случаев эти частицы не видны даже под мощными микроскопами.

Частицы настоящего раствора не фильтруются через мембранные фильтры или фильтровальную бумагу. Частицы настоящего раствора не оседают на дно контейнера. Истинные решения считаются однородными.

Это означает, что количество частиц, присутствующих в единице объема раствора, везде в растворе одинаково.

Поскольку размер частицы очень мал, плотность частиц (количество частиц, присутствующих в единице объема) очень высока.

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Рисунок 01: Истинные решения прозрачны

Хорошим примером для истинных растворов является водный раствор сахара.

Сахар является твердым материалом. Хорошо растворяется в воде. Когда сахар растворяется в воде, смесь сахара и воды является прозрачной, и молекулы сахара не могут быть получены путем фильтрации раствора.

Броуновский эффект можно наблюдать в истинных решениях. Броуновский эффект — это явление, которое описывает случайное движение частиц в жидкости из-за их столкновений.

Что такое коллоидный раствор

Коллоидный раствор представляет собой гетерогенную смесь двух или более веществ. Коллоидный раствор также находится в жидкой фазе. Частицы невидимы невооруженным глазом. Но эти частицы видны под мощными микроскопами. Размер частицы колеблется от 1 нм до 100 нм. Смесь представляет собой гетерогенную смесь, то есть распределение частиц не является равномерным по всему раствору.

Коллоидные растворы могут быть отфильтрованы через фильтровальную бумагу с небольшими отверстиями (например, пергаментная бумага). Частица коллоидного раствора не оседает на дно контейнера под действием силы тяжести. Но отстаивание может быть выполнено центрифугированием, который представляет собой метод получения растворенных частиц из раствора в виде шарика.

Чем коллоидные растворы отличаются от истинных?

Рисунок 02: раствор желатина представляет собой коллоидный раствор

Коллоидные растворы являются полупрозрачными. Это означает, что коллоидный раствор пропускает свет через раствор, но свет рассеивается частицами раствора.

Кроме того, броуновский эффект можно наблюдать в коллоидных растворах. Это означает, что частицы коллоидных растворов находятся в случайном движении из-за столкновений между ними.

Желатин-водная смесь является хорошим примером для коллоидных растворов.

Определение

Истинное решение: Истинный раствор — это однородная жидкость, содержащая два или более вещества.

Коллоидный раствор: Коллоидный раствор представляет собой гетерогенную смесь двух или более веществ.

прозрачность

Истинное решение: Истинные решения прозрачны.

Коллоидный раствор: Коллоидные растворы являются полупрозрачными.

Размер частицы

Истинное решение: Размер частиц составляет 1 нм в истинных растворах.

Коллоидный раствор: Размер частиц составляет от 1 нм до 100 нм.

видимость

Истинное решение: Частицы истинного раствора невидимы невооруженным глазом и даже под мощными микроскопами.

Коллоидный раствор: Частицы коллоидного раствора невидимы невооруженным глазом, но видны под мощными микроскопами.

фильтрование

Истинное решение: Частицы настоящих растворов не могут быть отделены фильтрованием.

Коллоидный раствор: Частицы коллоидных растворов могут быть отделены от фильтрации через пергаментную бумагу.

оседание

Истинное решение: Частицы не оседают на дне контейнера в реальных растворах.

Коллоидный раствор: Частицы коллоидных растворов могут осесть на дне емкости путем центрифугирования.

Броуновский эффект

Истинное решение: Броуновский эффект не может наблюдаться в истинных решениях.

Коллоидный раствор: Броуновский эффект можно наблюдать в коллоидных растворах.

Заключение

Решения — это очень разнообразный тип материи. Они отличаются друг от друга своим внешним видом, природой, составом и т. Д. Однако все растворы находятся в жидкой фазе при нормальной температуре и давлении.

Истинные растворы и коллоидные растворы представляют собой два основных типа растворов, которые отличаются друг от друга в зависимости от типа и природы частиц, которые они содержат.

Основное различие между истинным раствором и коллоидным раствором состоит в том, что истинные растворы являются гомогенными, тогда как коллоидные растворы являются гетерогенными.

Рекомендации:

1. «Коллоидные растворы, суспензии и истинные растворы». Коллоидные растворы, суспензии и истинные растворы | TutorsOnNet. Н.п., н.д. Web.

Источник: https://ru.strephonsays.com/difference-between-true-solution-and-colloidal-solution

20. Дисперсные системы, их классификация, устойчивость и коагуляция. Коллоидные и истинные растворы. Способы выражения состава растворов

  • Дисперсные
    системы

    – гетерогенные системы, компоненты
    которых равномерно распределены друг
    в друге.
  • По
    степени дисперсности все дисперсные
    системы делят на 3 группы: истинные
    растворы, коллоидные системы,
    грубодисперсные системы.
  • По
    агрегатному состоянию дисперсной среды
    и дисперсной фазы различают: туман, дым,
    пену, эмульсию, суспензию, твердую пену,
    полимеры, рубиновое стекло.
  • Коагуляция
    — физико-химический процесс слипания
    мелких частиц дисперсных систем в более
    крупные под влиянием сил сцепления с
    образованием коагуляционных структур.
  • Истинные
    растворы

    – в качестве дисперсной фазы выступают
    молекулы или атомы.
  • Коллоидные
    растворы

    — дисперсные системы, в которых дискретные
    частицы, капли или пузырьки дисперсной
    фазы, распределены в дисперсионной
    среде, отличающейся от первой по составу
    или агрегатному состоянию.
  • Массовая доля

    отношение массы растворенного вещества к массе раствора.
  • w=mв-ва*100%/mр-ра
  • Молярная
    концентрация


    отношение
    количества растворенного вещества к
    объему раствора.
  • СМ=mв-ва/Мв-ва*Vр-ра
  • Моляльная концентрация
    —отношение
    количества растворенного вещества к
    массе раствори­теля.
  • Сm=mв-ва*1000/Мв-ва*mр-ля
  • Нормальная концентра­ция

    отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.
  • Сн=mв-ва/
    mэ*
    Vр-ра

21.Растворимость газов, жидкостей и твердых веществ в жидкостях. Закон Генри. Закон распределения. Давление насыщенного пара растворителя над раствором. Первый закон Рауля

Растворимость
твердых веществ в жидкостях зависит от
температуры и от природы растворителя.
При увеличении температуры растворимость
увеличивается.

Для двух не смешанных
растворителей, при добавлении третьего
вещества способного растворяться в
каждой из этих жидкостей, оно распределяется
в соответствии с растворимостью.

Закон распределения:
вещество,
способное растворяться в двух
несмешивающихся
растворителях, распределяется между
ними так, что отношение
его концентраций в этих растворителях
при постоянной температуре
остается постоянным, независимо от
общего количе­ства
растворенного вещества.

Закон Генри:
при постоянной
температуре растворимость газа в данной
жидкости прямо пропорциональна давлению
этого газа над раствором. Закон пригоден
лишь для идеальных растворов и невысоких
давлений.

Пар обладает
определенным давлением. Давление
насыщенных паров над чистым растворителем
р1,
над чистым растворенным р2.

Первый
закон Рауля:

Относительное
понижение
давления
растворенного
вещества
над
раствором
равно
мольной
доле
раство­ренного
вещества
в растворе.

22.Температура кристаллизации и температура кипения растворов не электролитов. Второй закон Рауля. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа

  1. Температура
    кипения –

    температура, при которой давление
    насыщенных паров жидкости равно
    нормальному давлению.
  2. Температура
    кристаллизации

    — температура, при которой твёрдое
    кристаллическое тело совершает переход
    в жидкое состояние и наоборот.
  3. Второй закон
    Рауля:
    изменение
    температуры кипения прямо пропорционально
    моляльной концентрации вещества.
  4. Осмотическое
    давление

    – давление, которое нужно приложить к
    раствору, чтобы процесс перехода
    растворителя в раствор прекратился.
  5. Закон Вант-Гоффа:
    осмотическое
    давление прямо пропорционально молярной
    концентрации раствора вещества и
    абсолютной температуре.

Источник: https://studfile.net/preview/6741428/page:6/

Коллоидные растворы

Холодный утренний туман, оседающий на землю, столб дыма над костром, взвешенные частицы в воде рек и озер — все это мы видели множество раз.
Нас постоянно окружают дисперсные системы

Понимание коллоидных систем важно для общего понимания образования гидроокиси железа в водоочистке и принципов фильтрации. Этот старый советский обучающий фильм отлично рассказывает о том, что такое коллоиды, как они образуются и взаимодействуют с окружающей средой. СМОТРИМ! Если смотреть не получается — читаем.

Они состоят из вещества в мелкораздробленом состоянии — дисперсной фазы и среды в которой эта фаза распределеа и которую называют дисперсионной средой.

Величина частиц и степень их дисперсности может быть различной. Сравнительно большие размеры частиц имеют грубодисперсные системы — взвеси и эмульсии.

В истинных растворах вещество находится в виде молекул или оинов распределенных равномерно среди молекул растворителя.

Частицы грубодисперсных систем хорошо видны в микроскоп. Например, молоко, представляющее эмульсию капелек жира в сыворотке, дым — это множество твердых частиц, взвешенных в воздухе.

Грубодисперсные системы неустойчивы и со временем дисперсная фаза отделяется от дисперсионной среды (выпадает в осадок).

По размеру частиц промежуточной положение между истинными растворами и взвесями занимают коллоидные растворы — золи.

Коллоидные частицы очень малы. И все же они могут состоять из сотен и тысяч молекул.

Свойства коллоидных растворов

Коллоидные частицы настолько малы, что не видны в обычный микроскоп. По внешнему виду коллоидный раствор нельзя отличить от истинного. Однако, если на освещенный коллоидный раствор посмотреть сбоку, то свет луча будет виден, как светлая дорожка, образовавшаяся от рассеивания света частицами. Это явление используют для распознавания коллоидных растворов.

В истинном растворе свет луча не виден, так как молекулы и ионы истинного раствора слишком малы и не рассеивают его.

В коллоидном — свет хорошо заметен. Он образует так называемый конус Тиндаля. Частицы коллоидных растворов под уадарами молекул растворителя совершают непрерывные хаотические перемещения. Это явление носит название Броуновского движения.

Из-за очень малых размеров коллоидные частицы имеют огромную суммарную поверхность.

Поверхность кубика с длинной ребра в 1 см составляет всего 6 квадратных сантиметров.. Но если 1 кубический сантиметр вещества раздробить на части объемом в 1 кубический микрон, то общая их поверхность увеличится в 10 тысяч раз. Поэтому и поглотительные свойства у коллоидных частиц проявляются значительно сильнее, чем у нераздробленного вещества.

Коллоидные частицы адсорбируют на своей поверхности катионы или анионы из окружающей среды. Адсорбированые ионы сообщают коллоидным частицам положительный или отрицательный заряд. В электрическом поле заряженные частицы коллоидных растворов приобретают направленное движение к полюсу противоположного знака. Это явление называют электрофарезом. Одноименный заряд коллоидных частиц препятствует слипанию их друг с другом и придает коллоидному раствору относительную устойчивость. Если в коллоидную систему добавить электролит, то заряд нейтрализуется ионами противоположного знака. Лишенные заряда коллоидные частицы слипаются в более крупные образования. Происходит коагуляция коллоида, которая обычно сопровождается выпадением осадка. Некоторые коллоиды при коагуляции дают осадки, удерживающие большое количество воды. Их называют гидрофильными. Другие, осаждаются в видео порошков, почти не увлекая за собой воду. Они называются гидрофобными. Способы получения коллоидных систем Коллоидные системы можно получать различными способами. При конденсационном способе молекулы нерастворимого вещества, например хлористого серебра (NaCl+AgNO3) слипаются, конденсируются в более крупные образования — коллоидные частицы. Другой пример — наливая раствор хлорного железа в горячую воду (FeCl3+3H2O) получаем золь гидроокиси железа Fe(OH)3+3HCl. Дисперсионные способы получения коллоидов осуществляют размельчением вещества на различных дробилках, шаровых и других мельницах. Коллоидные растворы можно получать и при помощи электрической други. Металл превращается в пар, а в результате конденсации образуются коллоидные частицы. Некоторыми свойствами коллоидов обладают растворы высокомолекулярных веществ — белка, каучука, полиэтелена и многих другах. Они диспергируют до отдельных молекул, как вещества в истинных растворах, но сами эти молекулы настолько велики, что вполне соизмеримы с коллоидными частицами. Такие молекулярные коллоиды могут быть получены непосредственным растворением. Растворению высокомолекулярных веществ предшествует набухание и образование студнеобразной массы — геля. При набухании студни поглощают ту или иную жидкость из окружающей среды и сильно увеличиваются в объеме, что приводит к огромному повышению давления на стенки сосуда. Студни обладают рядом свойств твердого тела. Они легко режутся, сохраняя первоначальную форму. В студнях химические реакции протекают своеобразно. Нерастворимые продукты реакции осаждаются не сплошной массой, а в виде концентрических колец. Так называемых колец Лизеганга. Дисперсные системы в природе и технике Вещества в коллоидном состоянии являются основой органической жизни на земле. Протоплазма любой живой клетки — это сложная коллоидная система. Мышечные ткани, хрящи, клеточные ткани растений, оболочки эритроцитов — тоже разновидности студней. Коллоиды почвы играют большую роль в корневом питании растений. Адсорбированные на поверхности частиц почвы ионы калия, кальция и других элементов, в результате ионного обмена переходят в почвенный раствор и всасываются корневой системой. Вещества в коллоидном состоянии принимают участие в образовании многих минералов: Некоторые драгоцнные камни, например жемчуг представляют собой колоидную систему, где дисперсионной средой является твердое тело — углекислый кальций, а дисперсной фазой — капельки воды. Окраска драгоценных камней: рубинов, изумрудов, сапфиров зависит от присуствия в них небольших количеств золей тяжелых металлов. Еще в глубокой древности человек использовал коллоидные процессы. Египтяне забивали в щели скал деревянные клинья. Поливали их водой. Древесина набухала, создавалось огромное давление, которое разрушало самые твердые скальные породы. Процессы коагуляции коллоидов применяют для очистки природной воды. В бассейн отстойник добавляют электролит и коллоиды осаждаются в виде хлопьев, которые задерживает песчаный фильтр. Мели и наносы в устьях рек образуются под действием морской воды, приводящие к коагуляции коллоидных частиц, находящихся в реке. Сегодня с коллоидными процессами связаны важнейшие отрасли химической промышленности:

  • производство искусственного волокна
  • раличных клеящих веществ
  • синтетического каучука
  • и многих других химических продуктов
Читайте также:  Чем отличается двухконтактная лампа от одноконтактной

Знакомые уже нам явления электрофареза используют в работе электрофильтров — дымоуловителей. Адсорбционные свойства коллоидных частиц положены в основу процесса флотационного обогащения руд. Частицы пустой породы гидрофильны, то есть удерживают на своей поверхности молекулы воды, а частицы руды при добавлении некоторых химических веществ приобретают гидрофобные — водоотталкивающие свойства. При продувании через эту смесь воздуха несмачиваемые частички руды поднимаются на поверхность, а пустая порода опускается на дно.

  • простокваша
  • кефир
  • творог
  • желе
  • джемы
  • и другие

тоже коллоидные системы — студни. Большинство окружающих нас предметов:

  • бумага,
  • сплавы металлов,
  • цветные стекла,
  • пластмассы,
  • натуральные и искусственные ткани

содержат вещества в коллоидном состоянии. Широко распространены и грубодисперсные системы — эмульсии: Системы состоящие из двух взаимнонесмешивающихся жидкостей, например воды и какого-либо масла при тщательном и длительном перемешивании образуют эмульсии. Эмульсии широко распространены в природе. Это и сырая нефть и млечный сок растений — каучуконосов и многое другое. Если дисперсная среда — жидкость, а дисперсная фаза — газ образуется дисперсная система, называемая пеной. Устойчивость пен зависит от прочности пленок, разделящих пузырьки газа. При затвердевании пленок образуются устойчивые твердые пены: пемза, вулканическтий туф. К твердым пенам относятся и такие искусственные материалы, как пенопласт, поролон, микропористая резина. Устойчивые пены применяют и при тушении пожаров. Пена, содержащая углекислый газ плотно окутывает горящий предмет, преграждая доступ кислороду. Горение прекращается. Дисперсной фазой могут быть и твердые вещества. Такие системы называют суспензиями. К ним относят различные краски, цементный раствор, бетон. Облака, туманы, представляют собой аэрозоли. Дисперсные системы образованные жидкими или твердыми частицами. Аэрозоли нашли широкое применение в быту и технике. Например, топливо в цилиндре двигателя внутреннего сгорания подается в виде аэрозоля — смеси мельчайших капелек бензина с воздухом. От степени дисперсности вещества зависит скорость протекания химических реакций. При обжиге мелкораздробленное вещество удерживает во взвешенном состоянии поток воздуха. Образуется кипящий слой, в котором газ омывает каждую частицу со всех сторон, а это ускоряет реакцию во много раз. Как видим дисперсные системы широко распространены в природе, имеют большое значение в народном хозяйстве и нашей повседневной жизни. Их огромное множество. Мы же сейчас познакомились лишь с некоторыми из них.

Источник: https://ochistkavodi.ru/baza-znanij/kolloidnye-rastvory-zoli-kolloidnoe-zhelezo.html

Чем отличается коллоидный раствор от истинного раствора — Врачебный метод

Растворами называют однородные системы переменного состава. Химический состав и физические свойства одного раствора во всех частях его объёма одинаковы.

  • В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.
  • Часто для определения раствора используют понятия гомогенной и системы.
  • В этом случае, раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов.
  • Гомогенные и гетерогенные системы

Гомогенная система (от греч. όμός — равный, одинаковый; γένω — рождать) — однородная система, химический состав и физические свойства которой во всех частях одинаковы или меняются непрерывно, без скачков (между частями системы нет поверхностей раздела).

В гомогенной системе из двух и более химических компонентов каждый компонент распределен в массе другого в виде молекул, атомов, ионов. Составные части гомогенной системы нельзя отделить друг от друга механическим путем.

Гетерогенная система (от греч. έτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделённых поверхностью раздела.

Растворы могут существовать в трёх агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном (парообразном). Примерами твёрдых растворов могут служить некоторые сплавы металлов, например сплав золота и меди, газообразных – воздух.

Наиболее важный вид растворов – жидкие растворы.

Растворы имеют чрезвычайно важное значение в жизни человека. Так, процессы усвоения пищи человеком и животными связаны с переводом питательных веществ в раствор. Растворами являются все важнейшие физиологические жидкости (кровь, лимфа и т.д.).

Растворители

Всякий раствор состоит из растворённых веществ и растворителя, т.е. среды, в которой эти вещества равномерно распределены в виде молекул и ионов.

Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Например, в случае водного раствора соли растворителем является вода.

Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.

Истинные и коллоидные растворы

В растворах вещества могут находиться в различных степенях дисперсности (т.е. раздробленности). Величина частиц служит важным признаком, обуславливающим многие физикохимические свойства растворов.

По величине частиц растворы делятся на:

1. Истинные растворы (размер частиц меньше 1 мкм) и

2. Коллоидные растворы (размер частиц от 1 до 100 мкм).

Смеси с частицами размером более 100 мкм образуют взвеси: суспензии и эмульсии.

Истинные растворы могут быть ионными или молекулярными в зависимости от того, диссоциирует ли растворённое вещество на ионы или остаётся в недиссоциированном состоянии в виде молекул.

Коллоидные растворы резко отличаются по свойствам от истинных растворов. Они гетерогенны, так как имеют поверхность раздела между фазами – растворённым веществом (дисперсной фазой) и растворителем (дисперсионной средой).

Растворы высокомолекулярных соединений: белков, полисахаридов, каучука обладают свойствами как истинных, так и коллоидных растворов и выделяются в особую группу.

Растворы, механические смеси и химические соединения

Однородность растворов делает их очень сходными с химическими соединениями.

Химическое соединение — сложное вещество, состоящее из химически связанных атомов двух или нескольких элементов.

Раствор это не одно химическое соединение, а как минимум два смешанных соединения. В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.

Выделение теплоты при растворении некоторых веществ тоже указывает на химическое взаимодействие между растворителем и растворяемым веществом.

Отличие растворов от химических соединений состоит в том, что состав раствора может изменяться в широких пределах. Кроме того, в свойствах раствора можно обнаружить многие свойства его отдельных компонентов, чего не наблюдается в случае химического соединения.

Непостоянство состава растворов приближает их к механическим смесям.

Механическая смесь — физико-химическая система, в состав которой входят два или несколько химических соединений (компонентов). В смеси исходные вещества включены неизменными. При смешивании не возникает никакое новое вещество.

От механических смесей растворы резко отличаются своею однородностью. Таким образом, растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями.

Процесс растворения

Растворение кристалла в жидкости протекает следующим образом.

Когда вносят кристалл в жидкость, в которой он может растворяться, от поверхности его отрываются отдельные молекулы. Последние благодаря диффузии равномерно распределяются по всему объёму растворителя.

Отделение молекул от поверхности твёрдого тела вызывается, с одной стороны, их собственным колебательным движением, а сдругой – притяжением со стороны молекул растворителя.

Этот процесс должен был бы продолжаться до полного до полного растворения любого количества кристаллов, если бы не происходил обратный процесс – кристаллизация. Перешедшие в раствор молекулы, ударяясь о поверхность ещё не растворившегося вещества, снова притягиваются к нему и входят в состав его кристаллов.

Понятно, что выделение молекул из раствора будет идти тем быстрее, чем больше концентрация раствора.

  1. А так как последняя по мере растворения вещества увеличивается, то, наконец наступает такой момент, когда скорость растворения становится равной скорости кристаллизации.
  2. Тогда устанавливается динамическое равновесие, при котором в единицу времени растворяется и кристаллизуется одинаковое число молекул.
  3. Раствор, находящийся в равновесии с растворяющимся веществом, называется насыщенным раствором.
Читайте также:  Какая форма витапроста лучше свечи или таблетки?

Концентрация растворов

Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко. В большинстве случаев употребляются растворы ненасыщенные, т.е. с меньшей концентрацией растворённого вещества, чем в насыщенном растворе.

  • Концентрацией раствора называется количество растворённого вещества, содержащееся в определённом количестве раствора или растворителя.
  • Растворы с большой концентрацией растворённого вещества называются концентрированными, с малой – разбавленными.
  • Концентрацию раствора можно выражать по разному:

1. В процентах растворённого вещества по отношению ко всему количеству раствора.

2. Числом грам-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1 литре раствора.

3. Числом грамм-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1000 г растворителя    и т.д.

Растворимость

  1. Растворимостью называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе.
  2. Мерой растворимости вещества при данных условиях служит концентрация его насыщенного раствора.
  3. Растворимость различных веществ колеблется в широких пределах.

  • Если в 100 граммах воды растворяется более 10 г вещества, то такое вещество    принято называть хорошо растворимым.
  • Если растворяется менее 1 г вещества – малорастворимым.
  • Если в раствор переходит менее 0,01 г вещества, то такое вещество называют    практически нерастворимым.

Принципы, позволяющие предсказать растворимость вещества, пока не известны.

Однако, обычно вещества, состоящие из полярных молекул, и вещества с ионным типам связи лучше растворяются в полярных растворителях (вода, спиры, жидкий амиак), а неполярные вещества – в неполярных растворителях (бензол, сероуглерод).

Растворение большинства твёрдых тел сопровождается поглощением теплоты. Это объясняется затратой значительного количества энергии на разрушение кристаллической решётки твёрдого тела, что обычно не полностью компенсируется энергией, выделяющейся при образовании гидратов (сольватов).

Как правило, повышение температуры должно приводить к увеличению растворимости твёрдых тел.

Источник: http://xn—-7sbb4aandjwsmn3a8g6b.xn--p1ai/views/alchemy/theory/chemistry/colloid-chemistry/solution.php

  • Дисперсныесистемы– гетерогенные системы, компонентыкоторых равномерно распределены другв друге.
  • Постепени дисперсности все дисперсныесистемы делят на 3 группы: истинныерастворы, коллоидные системы,грубодисперсные системы.
  • Поагрегатному состоянию дисперсной средыи дисперсной фазы различают: туман, дым,пену, эмульсию, суспензию, твердую пену,полимеры, рубиновое стекло.
  • Коагуляция– физико-химический процесс слипаниямелких частиц дисперсных систем в болеекрупные под влиянием сил сцепления собразованием коагуляционных структур.
  • Истинныерастворы– в качестве дисперсной фазы выступаютмолекулы или атомы.
  • Коллоидныерастворы– дисперсные системы, в которых дискретныечастицы, капли или пузырьки дисперснойфазы, распределены в дисперсионнойсреде, отличающейся от первой по составуили агрегатному состоянию.
  • Массовая доля—отношение массы растворенного вещества к массе раствора.
  • Молярнаяконцентрация—отношениеколичества растворенного вещества кобъему раствора.
  • Моляльная концентрация—отношениеколичества растворенного вещества кмассе раствори­теля.
  • Сm=mв-ва*1000/Мв-ва*mр-ля
  • Нормальная концентра­ция—отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.

Растворимостьтвердых веществ в жидкостях зависит оттемпературы и от природы растворителя.При увеличении температуры растворимостьувеличивается.

Для двух не смешанныхрастворителей, при добавлении третьеговещества способного растворяться вкаждой из этих жидкостей, оно распределяетсяв соответствии с растворимостью.

Закон распределения:вещество,способное растворяться в двухнесмешивающихсярастворителях, распределяется междуними так, что отношениеего концентраций в этих растворителяхпри постоянной температуреостается постоянным, независимо отобщего количе­стварастворенного вещества.

Закон Генри:при постояннойтемпературе растворимость газа в даннойжидкости прямо пропорциональна давлениюэтого газа над раствором. Закон пригоденлишь для идеальных растворов и невысокихдавлений.

Пар обладаетопределенным давлением. Давлениенасыщенных паров над чистым растворителемр1,над чистым растворенным р2.

  1. Первыйзакон Рауля:Относительноепонижениедавлениярастворенноговеществанадрастворомравномольнойдолераство­ренноговеществав растворе.
  2. Температуракипения –температура, при которой давлениенасыщенных паров жидкости равнонормальному давлению.
  3. Температуракристаллизации— температура, при которой твёрдоекристаллическое тело совершает переходв жидкое состояние и наоборот.
  4. Второй законРауля: изменениетемпературы кипения прямо пропорциональномоляльной концентрации вещества.
  5. Осмотическоедавление– давление, которое нужно приложить краствору, чтобы процесс переходарастворителя в раствор прекратился.
  6. Закон Вант-Гоффа:осмотическоедавление прямо пропорционально молярнойконцентрации раствора вещества иабсолютной температуре.
  7. Источник: https://StudFiles.net/preview/6741428/page:6/

Источник: https://vrmetod.ru/chem-otlichaetsya-kolloidnyj-rastvor-ot-istinnogo-rastvora.html

Истинные и коллоидные растворы

  • Промывочные жидкости и тампонажные растворы с точки зрения коллоидной химии
  • Промывочная жидкость — это раствор используемый при бурении скважины и выполняющий следующие функции
  • Гидродинамические функции:
  • · удаление выбуренной породы из-под долота, транспортирование ее к устью скважины;
  • · перенос энергии от насосов к забойным двигателям, турбобурам и объемным двигателям;
  • · размыв породы на забое скважины (гидромониторный эффект);
  • · охлаждение и очистка долота в процессе бурения.
  • Гидростатические функции:
  • · создание гидростатического равновесия в системе скважина-пласт, предотвращение притока флюидов и поглощений промывочной жидкости;
  • · удержание частиц выбуренной породы и утяжелителя во взвешенном состоянии при прекращении циркуляции промывочной жидкости;
  • · создание гидростатического давления на стенки скважины, сложенные слабосцементированными или пластичными породами;
  • · уменьшение нагрузки на талевую систему.
  • Функции коркообразования:
  • · уменьшение проницаемости пористых стенок скважины, сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта;
  • · сохранение или усиление связности слабосцементированных пород;
  • · уменьшение трения бурильных труб о стенки скважины и обсадной колонны.
  • Физико-химические функции:
  • · предотвращение химического взаимодействия с породами, образующими стенки скважины;
  • · предохранение бурового оборудования, бурильной и обсадной колонн от коррозии и абразивного износа;
  • · сохранение проницаемости продуктивных горизонтов при их вскрытии;
  • · сохранение необходимых технологических характеристик промывочной жидкости в процессе бурения скважины;
  • · понижение твердости и улучшение буримости твердых пород.
  • Прочие функции промывочной жидкости:
  • · создание условий для сбора и интерпретации информации, которую можно получить при анализе бурового шлама, керна и кривых каротажа;
  • · создание среды для геофизических исследований;
  • · сохранение теплового режима скважины в многолетнемерзлых породах.

Тампонажные растворы – это комбинации спецматериалов или составов, используемых для тампонирования. Тампонажные смеси с течением времени могут затвердевать с образованием тампонажного камня или загустевать, упрочняться, оставаясь вязкой или вязко-пластичной системой.

  1. По виду тампонирование делят на:
  2. — технологическое, выполняемое в процессе сооружения скважины;
  3. — ликвидационное, проводимое для ликвидации скважины после выполнения целевого назначения.
  4. Буровые и тампонажные растворы представляют собой многокомпонентные гетерогенные полидисперсные системы и могут быть изучены методами физикохимии дисперсных систем.

Общие понятия физикохимии, растворы, гидраты и сольваты

Физикохимиябуровых и тампонажных растворов — это наука о специфических свойствах этих многокомпонентных гетерогенных полидисперсных систем и о протекающих в них процессах.

Анализ состояния буровых и тампонажных растворов, а также управление их свойствами для рационального проведения технологического процесса бурения возможны лишь на базе глубокого понимания их физико-химической природы.

Физическая химия наука, объясняющая строение и химические превращения веществ на основе законов физики.

Коллоидная химия –это наука о свойствах гетерогенных высокодисперсных систем и протекающих в них поверхностных явлениях при этом она базируется в основном на знаниях физики и, в меньшей степени, химии. Как самостоятельная наука стала формироваться в середине 19 в.

Растворы.

Раствором называют термодинамически устойчивую гомогенную систему переменного состава, состоящую не менее чем из двух компонентов. Гомогенностьобеспечивается равномерным распределением каждого компонента в массе другого в виде молекул, атомов и ионов. Составные части гомогенной системы нельзя отделить друг от друга механическим путем.

Для объектов коллоидной химии характерны два общих признака — гетерогенность и дисперсность. Гетерогенная система (от греч. έτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделённых поверхностью раздела.

Дисперсность(раздробленность) определяется размерами и геометрией частиц дисперсной фазы.

Растворы могут существовать в трёх агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном (парообразном).

Растворители

Всякий раствор состоит из растворённых веществ и растворителя, т.е. среды, в которой эти вещества равномерно распределены в виде молекул и ионов.

Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Например, в случае водного раствора соли растворителем является вода.

Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.

Истинные и коллоидные растворы

В растворах вещества могут находиться в различных степенях дисперсности. Величина частиц служит важным признаком, обуславливающим многие физикохимические свойства растворов.

По величине частиц растворы делятся на:

1. Истинные растворы (размер частиц меньше 1 мкм) и

2. Коллоидные растворы (размер частиц от 1 до 100 мкм).

Смеси с частицами размером более 100 мкм образуют взвеси: суспензии и эмульсии.

Истинные растворы могут быть ионными или молекулярными в зависимости от того, диссоциирует ли растворённое вещество на ионы или остаётся в недиссоциированном состоянии в виде молекул.

Электролитическая диссоциация — процесс распада электролита на ионы при его растворении. Одновременно, в электролите протекают процессы ассоциации ионов в молекулы. При неизменных внешних условиях (температура, концентрация и др.

) устанавливается динамическое равновесие между распадами и ассоциациями. Поэтому, в электролитах диссоциирована определённая доля молекул вещества.

Для количественной характеристики электролитической диссоциации было введено понятие степени диссоциации

Электроли́т — вещество, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы, что происходит в растворах. Примерами электролитов могут служить водные растворы кислот, солей и оснований). Электролиты — проводники второго рода, вещества, электропроводность которых обусловлена подвижностью положительно или отрицательно заряженных ионов.

Ио́н (др.-греч. ἰόν — идущее) — электрически заряженная неэлементарная частица (атом, молекула, свободный радикал), получаемая в процессе ионизации. Имеет положительный или отрицательный заряд, кратный заряду электрона. Положительно заряженный ион принято называть катионом, отрицательно заряженный ион — анионом.

Иониза́ция — эндотермический процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул

Эндотерми́ческие реа́кции (от др.-греч. ἔνδον — внутри и θέρμη — тепло) — химические реакции, сопровождающиеся поглощением теплоты

Коллоидные растворы резко отличаются по свойствам от истинных растворов. Они гетерогенны, так как имеют поверхность раздела между фазами – растворённым веществом (дисперсной фазой) и растворителем (дисперсионной средой).

Растворы высокомолекулярных соединений: белков, полисахаридов, каучука обладают свойствами как истинных, так и коллоидных растворов и выделяются в особую группу.

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://poisk-ru.ru/s41858t7.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector