23. Дисперсные системы. Коллоидные растворы.

Дисперсными системами называются гетерогенные системы, в которых одно вещество распределено в другом в виде частиц различных размеров.

Любая дисперсная система состоит по меньшей мере из двух частей — дисперсной фазы в виде совокупности мельчайших частиц вещества и дисперсионной среды, в которой распределена дисперсная фаза. Размеры частиц дисперсионной фазы (кристалликов, капелек, пузырьков) отличаются степенью дисперсности, величина которой прямо пропорциональна размеру частиц.

Классификация дисперсных систем

1. По степени дисперсности различают грубодисперсные системы (взвеси) с размером частиц более 100 нм и тонкодисперсные (коллоидные) с размером частиц от 1 до 100 нм.

Взвесь — смесь веществ, где твёрдое вещество распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном (не осевшем) состоянии.

Коллоидный раствор – это гетерогенная система, в которой граница раздела фаз может быть обнаружена только оптическим микроскопом. Предельным случаем тонкодисперсных систем являются истинные растворы.

Истинный раствор – это гомогенная однофазная система, в которой нет поверхности раздела, с размером частиц менее 1 нм, т.е. она состоит из отдельных ионов и молекул.

Можно сравнить: дисперсионная среда похожа на растворитель, а дисперсная фаза – на растворенное вещество.

2. По интенсивности взаимодействия частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды дисперсные системы делятся на две группы: лиофильные и лиофобные.

Лиофильные системы характеризуются тем, что молекулы дисперсионной среды в значительной степени взаимодействуют с частицами дисперсной фазы (сольватируются), образуя вокруг нее оболочку. Эти системы характеризуются низким значением поверхностного натяжения и имеют предельно высокую дисперсность. К таким системам относятся растворы ВМС (например, желатин, целлюлоза, крахмал и т.д.).

Лиофобные системы не образуют сольватной оболочки из дисперсионной среды вокруг частиц дисперсной фазы. В таких системах взаимодействие между частицами различных фаз значительно слабее. Значение межфазного поверхностного натяжения велико, вследствие чего система проявляет тенденции к самопроизвольному укрупнению частиц дисперсной фазы. Такие системы образуют неорганические и органические вещества плохо растворимые в данной среде.

3. По агрегатному состоянию дисперсионной среды и дисперсной фазы.

Пути образования дисперсной системы:

1. Конденсационный – связан с зарождением новой фазы в перенасыщенной исходной фазе. Эта перенасыщенная исходная фаза впоследствии становится дисперсной средой.

2. Диспергационный – осуществляется при значениях поверхностного натяжения ниже некоторого критического значения.

3. Возможно образование дисп. системы в результате химической реакции в гомогенной среде. При этом продукты реакции при данных условиях находятся в агрегатном состоянии, отличном от материнской фазы.

24. Растворимость веществ.

При растворении твердых веществ и газов в жидкостях для каждой пары растворенное вещество — растворитель существует граница смешивания, которая характеризует растворимость вещества. Каждое вещество обладает индивидуальной растворимостью в каждом растворителе. Растворимость веществ зависит от температуры. Так например, в жидких растворителях, при повышении температуры, растворимость твердых веществ, как правило, возрастает, а растворимость газов снижается. На растворимость газов, сильное влияние оказывает давление: при повышении давления растворимость газов возрастает.

Растворимость жидкостей в жидкостях различная. Некоторые смешиваются друг с другом в любых соотношениях, другие практически нерастворимы друг в друге. Большинство же жидкостей имеет ограниченную взаимную растворимость. При повышении температуры растворимость жидкостей в одних случаях увеличивается, а в других уменьшается.

Растворимость газов в жидкостях очень различна. Большая часть газов лучше растворяется в менее полярных растворителях, чем в воде. Растворимость газов в воде уменьшается при нагревании и понижении давления. Для газов, растворимость которых невелика и которые не вступают в химическое взаимодействие с растворителем, существует следующая зависимость: масса газа, растворяющаяся в данном объеме жидкости, прямо пропорциональна давлению, под которым находится газ (закон Генри).

Если над жидкостью находится смесь газов, то каждый газ растворяется пропорционально своему парциальному давлению.

Растворимость вещества в растворителе количественно определяется составом образуемого ими насыщенного раствора

Насыщенный раствор — это такой раствор, при добавлении в который порции растворяемого вещества оно уже больше не переходит в раствор, а его содержание в растворе равно растворимости этого вещества

Таким образом, насыщенный раствор находится в контакте с избытком растворяемого вещества в виде второй фазы (осадка).

Ненасыщенный раствор — это такой раствор, в котором содержание растворенного вещества меньше растворимости этого вещества

Пересыщенный раствор — это такой раствор, в котором содержание растворенного вещества превышает растворимость этого вещества

Концентрация раствора – это количество вещества, заключенного в определенном весовом или объемном количестве раствора или растворителя.