УТВЕРЖДАЮ
Ректор университета
____________А.В. Лагерев
«____»____________2008 г.
ХИМИЯ
СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Методические указания
к выполнению лабораторной работы
для студентов всех форм обучения
всех специальностей
БРЯНСК 2008
УДК 541.8
Химия. Свойства коллоидных растворов: методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов всех форм обучения всех специальностей. – Брянск: БГТУ, 2008. - 19 с.
Разработали: Е.В. Удовенко, асс.,
О.Ф. Котелович, к.х. н., доц.,
И.В. Ильина, к.б.н., доц.
Рекомендованы кафедрой «Безопасность жизнедеятельности и Химия» БГТУ (протокол № 5 от 22.01.08)
1. Цель работы
Цель работы - изучить и экспериментально проверить основные закономерности образования и разрушения гетерогенных дисперсных систем.
Продолжительность работы - 4 часа.
2.Теоретическая часть
2.1. Основные классы дисперсных систем
Дисперсные системы– это гетерогенные системы, которые состоят, по крайней мере, из двух составляющих: дисперсной фазы (д.ф.) и дисперсионной среды (д.с.).
Дисперсную фазу (д.ф.) составляют раздробленные частицы (т.е. более крупные частицы), равномерно распределенные в дисперсионной среде.
Дисперсионная среда (д.с.) – это та среда, в которой равномерно распределены частицы дисперсной фазы.
К дисперсным относят системы, где средний размер частиц находится в пределах 10-9м ≤d≤10-4 м, гдеd-средний размер частицы.
В зависимости от величины частиц дисперсной фазы различают следующие системы (табл.1).
Таблица 1
Классификация дисперсных систем по размеру частиц
дисперсной фазы
|
Класс |
Размеры частиц дисперсной фазы, м |
Представители |
Гетерогенность и устойчивость систем |
|
Молекулярно-дисперсные системы |
<10-9 |
Растворимый кофе, растворы сахара, соли и др. |
Гомогенны, устойчивы |
|
Коллоидно- дисперсные системы |
10-9-10-7 |
Рубиновое стекло, золь кремниевой кислоты |
Микрогетеро- генны, довольно устойчивы |
|
Грубодисперс ные |
>10-7 |
Крупа, капли дождя |
Гетерогенны, неустойчивы |
Кроме классификации дисперсных систем по величине частиц дисперсной фазы их классифицируют также по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. Согласно классификации, предложенной Оствальдом, возможны восемь разновидностей дисперсных систем (табл. 2).
Таблица 2
Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию
|
Дисперси- онная среда |
Дисперсная фаза |
Условное обозначение системы |
Название системы и примеры |
|
Твердая |
Твердая |
Т/Т |
Твердые гетерогенные системы: минералы, сплавы, бетон |
|
Жидкая |
Ж/Т |
Капиллярные системы: жидкость в пористых телах, в адсорбентах; почвы, грунты | |
|
Газообраз- ная |
Г/Т |
Пористые тела: адсорбенты и катализаторы в газах | |
|
Жидкая |
Твердая |
Т/Ж |
Суспензии и золи: промышленные суспензии, пульпы, взвеси, пасты, илы |
|
Жидкая |
Ж/Ж |
Эмульсии: природная нефть, кремы, молоко | |
|
Газообраз- ная |
Г/Ж |
Газовые эмульсии и пены: флотационные, противопожарные, мыльные пены | |
|
Газообраз-ная |
Твердая |
Т/Г |
Аэрозоли (пыли, дымы), порошки |
|
Жидкая |
Ж/Г |
Аэрозоли: туманы, в том числе промышленные облака | |
|
Газообраз- ная |
Г/Г |
Коллоидная система не образуется |
Г/Г не образует коллоидной системы, так как газы при обычных условиях и любых концентрациях дают истинные растворы.
По межфазному взаимодействию можно выделить следующие дисперсные системы:
1. Лиофобныеколлоидные растворы (золи) - системы, в которых частицы дисперсной фазы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой; могут быть получены только с затратой энергии и устойчивы лишь в присутствии стабилизаторов. Единица структуры – мицелла.
2. Лиофильныеколлоидные растворы (растворы высокомолекулярных соединений - ВМС) – образуются само- произвольно благодаря сильному взаимодействию частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой, способны сохранять устойчивость без стабилизаторов. Единица структуры – макромолекула. Пример: мыла, многие глины.