Дисперсии

Золото – хорошо известный жёлтый металл, но бывают случаи, когда золото кажется отнюдь не жёлтым, а розовым или лиловым. Атомы золота при определённых условиях могут соединяться между собой в растворе и образовывать частицы размером 1-100 нанометров в диаметре – наночастицы. Образовавшаяся смесь, похожая на раствор, называется суспензией. Наночастицы золота разного размера придают смеси разный оттенок: смесь с частицами размером несколько нанометров имеют красный оттенок, с несколько бóльшими частицами – оранжевый, с ещё более бóльшими – розовый, а наночастицы диаметром в 100 нм придают смеси лиловый оттенок.

Шартрский собор во Франции. Вот уже несколько сотен лет витражи средневековых церквей сверкают своей красотой. Цвета стеклу придают частицы золота, серебра и меди, образовавшиеся из их атомов внутри стекла
Seotud sisu
Muud tegevused

Размер частиц имеет значение

При растворении соли кристаллы соли распадаются на ионы, кристаллы сахара – на отдельные молекулы сахара. Эти частицы настолько малы (диаметр меньше 10-9 метра, или 1 нанометра), что не способны повлиять на поток света, так как длина волны видимого света во много раз больше (400 – 700 нм). Поэтому эти частицы в составе растворов не видны даже в световой микроскоп. Такие растворы могут существовать в неизменном виде очень долгое время и называются истинными растворами.

Схематичное сравнение размеров молекулы сахара и частицы, которая различима в световой микроскоп
Сироп является истинным раствором, потому что молекулы растворённого сахара не влияют на траекторию движения светового луча (свет не рассеивается). Сироп также стабилен, молекулы сахара не видны даже в световой микроскоп
  • Столовый уксус.
  • Масляная краска.
  • Взбитые сливки.
  • Солёная вода.
  • Зубная паста.
  • Минеральная вода
Seotud sisu
Muud tegevused

Дисперсные системы, или дисперсии

В повседневной жизни часто встречаются смеси, подобные растворам, в которых одно вещество распределено в другом веществе в виде очень маленьких частиц. Такие смеси называются дисперсными системами, или дисперсиями.

Дисперсия – смесь веществ,
​в которой одно вещество распределено в другом в виде маленьких частиц.

Дисперсия состоит из дисперсионной среды и диспергированного в ней вещества. На основании размера частиц диспергированного вещества, дисперсии разделяют на:
​1) мелкодисперсные системы, или коллоидные растворы,
​2) грубодисперсные системы.

Коллоидный раствор – визуально однородная, относительно стабильная система, размеры частиц диспергированного вещества находятся в пределах 10-9…10-7 м.
​В грубых дисперсиях размеры частиц диспергированного вещества превышают 10-7 м, поэтому они мутные и нестабильные.

Молоко – мелкодисперсная система, или коллоидный раствор: визуально однородная, относительно стабильная система
Под микроскопом можно увидеть, как образуются мельчайшие капли молочного жира в воде
Грязная вода – грубодисперсная система: мутная и нестабильная
  • Добавление в суп сметаны.
  • Корнеплоды в кипящей воде.
  • Добавление в суп специй.
  • Добавление в суп соли.
Seotud sisu
Muud tegevused

Эффект Тиндаля

В коллоидных растворах свет рассеивается. Благодаря рассеянию света можно легко отличить коллоидный раствор от истинного раствора. Если луч света в тёмном помещении пропустить через исследуемый раствор, то в коллоидном растворе можно будет различить траекторию луча, в истинном же растворе её различить невозможно. Частицы в коллоидном растворе имеют большой размер и влияют на траекторию движения света: свет отражается ими во многих направлениях и поэтому рассеивается. Это явление носит название эффекта Тиндаля по имени его первооткрывателя – ирландского учёного Джона Тиндаля.

В метеорологии с помощью эффекта Тиндаля можно определить наличие тумана и смога, т. е. обычно очень высокую (80–85%) влажность воздуха. В зонах с сухим климатом эффект Тиндаля обычно проявляется благодаря наличию пыли в воздухе
  • можно увидеть траекторию луча в растворе.
  • невозможно увидеть траекторию луча в растворе.
  • свет не рассеивается.
  • свет рассеивается.
  • луч света сталкивается с частицей коллоидного раствора и рассеивается.
  • луч света сталкивается с частицей истинного раствора и рассеивается.

Подумай!

  • В чём отличие коллоидных растворов от истинных растворов?
Seotud sisu
Muud tegevused

Виды дисперсий

Дисперсии классифицируются на основании агрегатных состояний дисперсионной среды и диспергированного вещества – это могут быть твёрдые, жидкие или газообразные вещества.

Примером дисперсии, или дисперсионной системы, является пемза, являющаяся твёрдой пеной
Опал – твёрдая эмульсия
Губка – твёрдая пена, мыльная пена – пена
Чернила – жидкая суспензия

Дисперсионная
​среда

Диспергированное
​вещество

Твёрдое

Жидкое

Газообразное

Твёрдая

Твёрдая суспензия (цветная пластмасса)

Твёрдая эмульсия
​(желе)

Твёрдая пена (губка)

Жидкая

Жидкая суспензия (зубная паста)

Эмульсия (молоко)

Пена
​(мыльная пена)

Газообразная

Аэрозоль (пыль)

Аэрозоль (туман)

–

          • Лак для волос
          • Кровь
          • Пена для бритья
          • Цветное стекло
          • Дым
          • Духи
          • Грязь
          • Взбитые сливки
          • Жемчуг
          • Тряпка для посуды
          • Майонез
          • Крем для лица

          Подумай!

          • Почему газы не образуют между собой дисперсии?
          Seotud sisu
          Muud tegevused

          Я знаю, что ...

          • Дисперсия – смесь веществ, в которой одно вещество (диспергированное вещество) распределено в другом (дисперсионной среде) в виде маленьких частиц.
          • В дисперсиях размеры частиц более 10-9 м или 1 нм.
          • По свойствам и размеру частиц дисперсии делят на коллоидные растворы и грубые дисперсии.
          • Дисперсии классифицируют по агрегатным состояниям диспергированного вещества и дисперсионной среды.
          Seotud sisu
          Muud tegevused