Презентация на тему Дисперсные системы. Свойства коллоидных растворов

тепловым движением частиц (броуновское движение, диффузия, осмос, седиментация).

Броуновское движение

– беспрерывное, хаотичное движение частиц. Его интенсивность зависит от размера частиц, вязкости среды, температуры и др. факторов.

процесс самопроизвольного выравнивания концентрации диспергированного вещества под влиянием теплового

хаотичного движения частиц. Скорость диффузии коллоидных частиц (из-за больших размеров) во много раз меньше скорости диффузии молекул и ионов низкомолекулярных веществ. Поэтому по скорости диффузии можно определить радиус и степень дисперсности коллоидных частиц.

законом Вант-Гоффа:
π = КБ Сν Т [Па],
где КБ

- константа Больцмана.
КБ = 1,38 10-23 [Дж К-1]
Сν -частичная концентрация частиц золя [м-3];
Т - абсолютная температура [К].

имеет две особенности:
- является низким (из-за больших размеров частиц

и низкой концентрации);
- непостоянно (из-за агрегации коллоидных частиц).

частиц под действием сил разной природы (гравитационной, центростремительной и

др.).

Состояние системы, при котором сила тяжести и сила диффузии уравновешивают друг друга называется седиментационным равновесием.

Лапласа:
ln n0 / nh = NA m g h

/ RT, где
n0 – общее число коллоидных частиц;
nh - число коллоидных частиц на высоте h;
NA - постоянная Авогадро. NA = 6,02 1023 моль-1;
m – масса частиц [кг];
g – ускорение свободного падения. g = 9,8 м c-2;
h – высота [м];
R – универсальная газовая постоянная. R = 8,314 Дж моль-1К-1;
T - абсолютная температура [К].

с увеличением высоты концентрация коллоидных частиц уменьшается, причем наиболее

выражена эта зависимость для более тяжелых частиц.
Способность дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц по всему объему называется седиментационной или кинетической устойчивостью.
Седиментационное равновесие можно нарушить, например, центрифугированием.

Для коллоидных растворов диаметр частиц примерно равен длине волны

падающего света. В этом случае преобладает дифракционное рассеяние света, так как каждая коллоидная частица становится вторичным источником света.
При боковом освещении коллоидного раствора образуется светящийся конус, получивший название конуса Тиндаля-Фарадея.

уравнением Рэлея:
I = I0 k Сν V2 / λ4,

где
I - интенсивность рассеяного света [Вт м-2];
I0 - интенсивность падающего света[Вт м-2];
Сν - частичная концентрация коллоидных частиц [м-3];
V – объем одной коллоидной частицы [м3];
λ – длина волны падающего света [м];
k – константа, зависящая от показателей преломления ДС и ДФ.

что интенсивность светорассеяния обратно пропорциональна длине волны. Таким образом,

лучше рассеивается коротковолновая часть спектра (синяя и фиолетовая), хуже – длинноволновая (оранжево-красная).
Визуально наблюдают опалесценцию – окраска коллоидных растворов в рассеянном свете (при рассмотрении сбоку) и в проходящем свете неодинакова.
Конус Тиндаля при рассмотрении сбоку имеет голубой оттенок, на просвет – красный.

основе методов изучения дисперсных систем – нефелометрии и ультрамикроскопии.
Нефелометрия

– метод, используемый для изучения дисперсных систем по интенсивности рассеянного света, которая прямо пропорциональна частичной концентрации коллоидных частиц.

в ультрамикроскоп (прибор, позволяющий наблюдать отсветы частиц на темном

фоне при боковом освещении). С помощью этого прибора были экспериментально подтверждены броуновское движение, определено число Авогадро.

коллоидной химии И.И. Жуков в свое время произнес афористическую

фразу: «Человек – это ходячий коллоид».
Действительно, в любом животном или растительном организме представлены практически все коллоидные дисперсные системы: как лиофильные, так и лиофобные, связаннодисперсные и свободнодисперсные.

белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты. В организме эти биополимеры находятся

или в виде связаннодисперсных систем, или в виде истинных растворов. Примерами связаннодисперсных систем такого типа являются цитоплазма, вещество мозга, водянистое содержимое глазного яблока и др. органы. Белки в виде растворов входят в состав крови, лимфы, спинномозговой жидкости.

входят труднорастворимые фосфат и карбонат кальция, соли мочевой кислоты,

холестерин, билирубин, жиры, липиды.

аденозинтрифосфата, костного матрикса, неорганического вещества зубов. Холестерин образует сложные

эфиры, входящие в липидную часть клеточных мембран, является предшественником стероидных гормонов, витамина D3 и желчных кислот. Клеточные мембраны, оболочки нервных волокон образуются из коллоидных ПАВ – фосфолипидов, которые существуют в виде мицеллярных дисперсных систем.

в сложнейшей биологичской системе организма – крови. Наряду с

истинными молекулярными растворами сахаров, электролитов, аминокислот, высокомолекулярных соединений – белков, различных гормонов и других биорегуляторов в крови находятся и ультрамикрогетерогенные системы – золи фосфатов кальция, холестерина, билирубина, уратов, жиров, фосфолипидов.

составе крови представлены и газовые эмульсии кислорода, азота и

диоксида углерода.

Таким образом, цельную кровь можно рассматривать как дисперсную систему, в которой форменные элементы: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты составляют ДФ, а плазма является ДСр.

норме они седиментируют с определенной скоростью (СОЭ). При патологиях

биохимический состав крови меняется. Эритроциты сорбируют крупные молекулы белков, их масса увеличивается и поэтому СОЭ возрастает.
Кроме того, другие биологические жидкости организма – спинномозговая жидкость, лимфа, слюна и др. – это сложные растворы, содержащие ионы электролитов, коллоидные частицы и макромолекулы ВМВ.

добавлением 8 мл водного раствора ВаСl2 c концентрацией 0,05

моль/л к 10 мл раствора Na2SO4 с концентрацией 0,02 моль/л. Схематически изобразите строение мицеллы полученного золя, укажите какие ионы будут входить в плотный адсорбционный, а какие – в диффузный слой. Какой заряд гранулы полученного золя?