Підручники з Хімії / Хімія 9 клас / Ярошенко Хімія 9 клас. 2017

Прикладами суспензії є малярські фарби, пасти для чищення посуду, косметичні маски та скраби тощо.

Аерозолі — штучно виготовлені дисперсні системи з газоподіб- ним дисперсійним середовищем.

Це добре відомі вам лак для волосся, антистатики, дезодоранти тощо.

Емульсії — дисперсні системи, у яких дисперсна фаза й диспер- сійне середовище перебувають у рідкому агрегатному стані.

Приклади дисперсних систем: а — туман; б — дим; в — хмари; г — пінопласт; д — аерозолі; е — зубна паста

Взаємна нерозчинність рідин, з яких утворена емульсія, є обов’язковою умовою її утворення. Емульсії одержують струшуванням, енергійним перемішуванням, дією ультразвуку, а також витискуванням рідини через отвори малого діаметра. Щоб з води та олії приготувати емульсію, речовини слід довго збовтувати. Значно швидше утворення емульсії відбудеться в міксері.

Емульсії відіграють важливу роль у житті людини. Засвоєння жирів в організмі відбувається через емульгування під впливом жовчі. Молоко, яєчний білок, вершки, сметана — це також емульсії, які добре засвоюються організмом людини. Виготовлення вершкового масла, майонезу, йогуртів, дитячого харчування — це лише окремі приклади практичного застосування знань про дисперсні системи.

На схемі 10 подано класифікацію дисперсних систем, а в дужках зазначено розміри частинок дисперсної фази в нанометрах (1 нм = 10–9 м).

31

Класифікація дисперсних систем за розміром частинок дисперсної фази

Узагальнити матеріал параграфа вам допоможе таблиця 3.

Таблиця 3

Деякі характеристики та приклади гетерогенних систем

Ознайомтеся зі складом харчових продуктів, засобів особистої гігієни, побутової хімії, що вказаний на їхньому пакувальному матеріалі. Це можуть бути майонез, пасти, креми, молочні вироби, засоби догляду за автотранспортом тощо. Зробіть висновок про те, до яких дисперсних систем вони належать, що в них є дисперсною фазою, а що — дисперсійним середовищем.

Стисло про основне

Дисперсна система складається з дисперсної фази та дисперсійного середовища.

За ступенем подрібненості частинок дисперсної фази дисперсні системи поділяють на грубодисперсні та дрібнодисперсні (колоїдні розчини).

32

У грубодисперсних системах дисперсна фаза й дисперсійне середовище можуть перебувати в одному або різних агрегатних станах, залежно від цього їх поділяють на суспензії, емульсії й аерозолі. Частинки дисперсної фази суспензій та емульсій мають лінійні розміри понад 100 нм (10–7 м).

У суспензіях дисперсна фаза утворена подрібненою твердою речовиною, а дисперсійне середовище — рідина. Частинки дисперсної фази можна розгледіти неозброєним оком.

Емульсії — це дисперсні системи, у яких дисперсна фаза й дисперсійне середовище є рідинами, що не змішуються між собою.

Знаємо, розуміємо

Які системи називають дисперсними? Які різновиди дисперсних систем ви знаєте? За якими параметрами класифікують дисперсні системи?

Користуючись здобутими відомостями про істинні, колоїдні розчини та суспензії, заповніть у зошиті таблицю 4.

Розмір частинок

Можливість виявлення неозброєним оком

Можливість виявлення за допомогою оптичних приладів

Проникнення частинок крізь паперовий фільтр

Назвіть, які з перелічених систем є істинними розчинами, які — колоїдними, а які — суспензіями та емульсіями: газована вода; ліки, на яких написано «перед вживанням збовтати»; розчин йоду спиртовий; майонез; олійні фарби; томатний сік.

Застосовуємо

Установіть відповідність між системою та її класифікаційною групою.

Розташуйте дисперсні системи за збільшенням розмірів частинок дисперсної фази. А колоїдні розчини Б суспензії В аерозолі

Працюємо з медійними джерелами

Користуючись додатковими інформаційними джерелами, підготуйте розповідь про значення та використання істинних розчинів і дисперсних систем.

33

§ 6.

–

ма Оксигену, що й зумовлює наявність у молекули води двох електричних полюсів. Саме тому молекулу води називають диполем, тобто такою, що має два

+електричні полюси (схема 13). Про такі молекули кажуть, що вони є електричними диполями, або просто

диполями.

34

сила притягання між атомом Гідрогену однієї молекули та атомом Оксигену іншої (схема 14) й утворився водневий зв’язок.

або

Утворення водневого зв’язку між молекулами води

Водневий зв’язок умовно позначають трьома крапками. І хоча він приблизно в 10 разів слабший за ковалентний, проте наявність цього зв’язку між молекулами води зумовлює такі її властивості, як відносно високу температуру кипіння (+100 С), рідкий агрегатний стан за звичайних умов, здатність розчиняти багато речовин з йонним та ковалентним полярним зв’язками.

Водневий зв’язок може утворюватися також між атомом Гідрогену та атомом Флуору, атомом Гідрогену й атомом Нітрогену.

РОЗЧИННІСТЬ. У порції розчинника за конкретних умов може максимально розчинитися певна кількість речовини. Причому для різних речовин вона буде різною. Ця індивідуальна здатність речовини розчинятися в певному розчиннику є однією з її фізичних характеристик, що має назву розчинність.

Розчинність — це здатність речовини розчинятися у воді або іншому розчиннику з утворенням істинного розчину.

Здатність води розчиняти речовини зумовлена будовою її молекул. Так, при розчиненні натрій хлориду (кухонної солі) диполі води розташовуються навколо йонів Натрію й Хлору (схема 15).

Сила притягання одного йона до кількох диполів води більша, ніж сила притягання між різнойменно зарядженими йонами у кристалі

35

Розчинення натрій хлориду у воді

кухонної солі. Тому під впливом дії диполів води йонний зв’язок у кристалі руйнується і йони переходять у розчин. Триватиме це доти, доки не утвориться насичений розчин.

Насичений розчин — це розчин, у якому речовина за певної температури більше не розчиняється.

Кількісно розчинність вказує на максимально можливу масу чи об’єм (для газів) розчиненої речовини, що за конкретних умов (температури, тиску) розчиняється у 100 г розчинника.

Наприклад, розчинність кухонної солі за температури +20 С становить 35,9 г. Це означає, що у 100 г води за цієї температури можна розчинити щонайбільше 35,9 г цієї речовини. Розчин, виготовлений у такий спосіб, буде насиченим за температури +20 С. Додаткові порції солі в ньому за цієї температури розчинити не вдасться.

Якщо ж виготовити розчин за цієї самої температури, наприклад, із 3,59 г солі та 50 г води, то він буде ненасиченим. Назва свідчить про те, що розчин можна й далі «насичувати», розчиняючи нові порції солі.

Розчинність твердих і рідких речовин за температури +20 С покладено в основу їх класифікації на розчинні, малорозчинні та нерозчинні (схема 17).

Визначивши розчинність кислот, основ, амфотерних гідроксидів і солей у воді за температури від +20 до +25 С, уклали таблицю їхньої розчинності у воді (див. форзац 2).

36

Класифікація речовин за розчинністю

Попрацюйте групами

Користуючись таблицею розчинності кислот, основ, амфотерних гідроксидів і солей у воді, з’ясуйте:

а) чи є серед кислот нерозчинні речовини; б) чи є серед амфотерних гідроксидів розчинні у воді речовини; в) усі солі якої кислоти розчинні у воді;

г) усі солі яких металічних елементів розчинні у воді; д) хлориди й сульфати яких металічних елементів нерозчинні чи малороз-

чинні у воді.

37

ше газуватої речовини в певному об’ємі води, слід вдатися до охолодження, а не до нагрівання розчину.

Зменшення розчинності газоподібних речовин, що є у складі повітря, з підвищенням температури можна спостерігати на такому досліді. Скляну прозору посудину, наповнену холодною водою з-під крану чи з холодильника, залиште за кімнатної температури на столі. Із часом внутрішня поверхня посудини вкриється пухирцями повітря. Це пояснюється зменшенням розчинності повітря з підвищенням температури.

З пониженням тиску розчинність газоподібних речовин у воді зменшується, а з підвищенням — збільшується.

Отже, якщо є потреба в розчиненні більшого об’єму газів, розчинення слід проводити за зниженої температури й підвищеного тиску.

Повторіть удома дослід з холодною водою, описаний у параграфі, і поясніть його.

Стисло про основне

Здатність води розчиняти речовини з йонним та ковалентним полярним зв’язками зумовлена полярністю її молекул.

Водневий зв’язок між молекулами води — це сили притягання між атомом Гідрогену однієї молекули й атомом Оксигену іншої молекули.

Ненасиченим називають розчин, у якому можна розчинити додаткову порцію речовини, не змінюючи умов (температури, тиску).

Насичений розчин — це розчин, у якому за певних умов речовина більше не розчиняється.

39

Межею розчинності речовини є її вміст у насиченому розчині. Розчинність речовини обчислюють зазвичай у грамах на 100 г розчинника.

Розчинність більшості твердих речовин з підвищенням температури збільшується.

Розчинність газоподібних речовин збільшується з підвищенням тиску й зменшенням температури.

Сторінка ерудита

Елемент однієї з Оксигеном підгрупи Сульфур також утворює летку сполуку з Гідрогеном, що має однакову з водою загальну формулу Н2Е і такий самий вид хімічного зв’язку в молекулі. Незважаючи на значну подібність складу та будови цих речовин, вода за кімнатної температури — рідина й хороший розчинник, а гідроген сульфід (сірководень) H2S — газ, не здатний розчиняти тверді й рідкі речовини.

Причину слід шукати в різниці значення електронегативності елементів VI групи головної підгрупи. В Оксигену електронегативність більша, ніж у Сульфуру. (Відшукайте зазначені елементи в ряді електронегативності та переконайтеся в цьому.) Тому в молекулі води спільні електронні пари сильніше зміщені до Оксигену порівняно зі зміщенням спільних електронних пар у молекулі гідроген сульфіду. Часткових зарядів, що виникають при цьому, у молекулах води достатньо для утворення водневого зв’язку, а в молекулах гідроген сульфіду — ні. Тому міжмолекулярна взаємодія молекул гідроген сульфіду менша, молекули більш рухливі, агрегатний стан — газоподібний, здатність розчиняти тверді та рідкі речовини відсутня.

Знаємо, розуміємо

Яку просторову будову має молекула води? Як це впливає на утворення водневого зв’язку й розчинення речовин?

Поясніть, як утворюється водневий зв’язок між молекулами води.

Наведіть по два приклади розчинних, малорозчинних і практично нерозчинних у воді речовин — представників різних класів неорганічних сполук.

Які фізичні властивості води зумовлені наявністю між її молекулами водневого зв’язку?

Які ще елементи, окрім Гідрогену, можуть утворювати водневий зв’язок?

Поясніть, як підвищення тиску впливає на розчинність газів.

Поясніть, як температура впливає на розчинність газів.

Чому між молекулами води існує водневий зв’язок, а між молекулами гідроген сульфіду — ні?

Застосовуємо

Зазначте характеристику, за якою укладено такий перелік речовин: натрій карбонат, кальцій хлорид, хлоридна кислота, калій гідроксид.

А оксигеновмісні речовини Б речовини з йонним хімічним зв’язком

В добре розчинні у воді речовини Г речовини, що відрізняються за агрегатним станом

40