Чем отличается коллоидный раствор от истинного раствора

Х и м и я

Чем отличается коллоидный раствор от истинного раствора

Растворами называют однородные системы переменного состава. Химический состав и физические свойства одного раствора во всех частях его объёма одинаковы.

В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.

Часто для определения раствора используют понятия гомогенной и системы.

В этом случае, раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов.

Гомогенные и гетерогенные системы

Гомогенная система (от греч. όμός — равный, одинаковый; γένω — рождать) — однородная система, химический состав и физические свойства которой во всех частях одинаковы или меняются непрерывно, без скачков (между частями системы нет поверхностей раздела).

В гомогенной системе из двух и более химических компонентов каждый компонент распределен в массе другого в виде молекул, атомов, ионов. Составные части гомогенной системы нельзя отделить друг от друга механическим путем.

Гетерогенная система (от греч. έτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделённых поверхностью раздела.

Растворы могут существовать в трёх агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном (парообразном). Примерами твёрдых растворов могут служить некоторые сплавы металлов, например сплав золота и меди, газообразных – воздух.

Наиболее важный вид растворов – жидкие растворы.

Растворы имеют чрезвычайно важное значение в жизни человека. Так, процессы усвоения пищи человеком и животными связаны с переводом питательных веществ в раствор. Растворами являются все важнейшие физиологические жидкости (кровь, лимфа и т.д.).

Растворители

Всякий раствор состоит из растворённых веществ и растворителя, т.е. среды, в которой эти вещества равномерно распределены в виде молекул и ионов.

Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Например, в случае водного раствора соли растворителем является вода.

Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.

Истинные и коллоидные растворы

В растворах вещества могут находиться в различных степенях дисперсности (т.е. раздробленности). Величина частиц служит важным признаком, обуславливающим многие физикохимические свойства растворов.

По величине частиц растворы делятся на:

1. Истинные растворы (размер частиц меньше 1 мкм) и

2. Коллоидные растворы (размер частиц от 1 до 100 мкм).

Смеси с частицами размером более 100 мкм образуют взвеси: суспензии и эмульсии.

Истинные растворы могут быть ионными или молекулярными в зависимости от того, диссоциирует ли растворённое вещество на ионы или остаётся в недиссоциированном состоянии в виде молекул.

Коллоидные растворы резко отличаются по свойствам от истинных растворов. Они гетерогенны, так как имеют поверхность раздела между фазами – растворённым веществом (дисперсной фазой) и растворителем (дисперсионной средой).

Растворы высокомолекулярных соединений: белков, полисахаридов, каучука обладают свойствами как истинных, так и коллоидных растворов и выделяются в особую группу.

Растворы, механические смеси и химические соединения

Однородность растворов делает их очень сходными с химическими соединениями.

Химическое соединение — сложное вещество, состоящее из химически связанных атомов двух или нескольких элементов.

Раствор это не одно химическое соединение, а как минимум два смешанных соединения. В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.

Выделение теплоты при растворении некоторых веществ тоже указывает на химическое взаимодействие между растворителем и растворяемым веществом.

Отличие растворов от химических соединений состоит в том, что состав раствора может изменяться в широких пределах. Кроме того, в свойствах раствора можно обнаружить многие свойства его отдельных компонентов, чего не наблюдается в случае химического соединения.

Непостоянство состава растворов приближает их к механическим смесям.

Механическая смесь — физико-химическая система, в состав которой входят два или несколько химических соединений (компонентов). В смеси исходные вещества включены неизменными. При смешивании не возникает никакое новое вещество.

От механических смесей растворы резко отличаются своею однородностью. Таким образом, растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями.

Процесс растворения

Растворение кристалла в жидкости протекает следующим образом.

Когда вносят кристалл в жидкость, в которой он может растворяться, от поверхности его отрываются отдельные молекулы. Последние благодаря диффузии равномерно распределяются по всему объёму растворителя.

Отделение молекул от поверхности твёрдого тела вызывается, с одной стороны, их собственным колебательным движением, а сдругой – притяжением со стороны молекул растворителя.

Этот процесс должен был бы продолжаться до полного до полного растворения любого количества кристаллов, если бы не происходил обратный процесс – кристаллизация. Перешедшие в раствор молекулы, ударяясь о поверхность ещё не растворившегося вещества, снова притягиваются к нему и входят в состав его кристаллов.

Понятно, что выделение молекул из раствора будет идти тем быстрее, чем больше концентрация раствора.

А так как последняя по мере растворения вещества увеличивается, то, наконец наступает такой момент, когда скорость растворения становится равной скорости кристаллизации.

Тогда устанавливается динамическое равновесие, при котором в единицу времени растворяется и кристаллизуется одинаковое число молекул.

Раствор, находящийся в равновесии с растворяющимся веществом, называется насыщенным раствором.

Концентрация растворов

Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко. В большинстве случаев употребляются растворы ненасыщенные, т.е. с меньшей концентрацией растворённого вещества, чем в насыщенном растворе.

Концентрацией раствора называется количество растворённого вещества, содержащееся в определённом количестве раствора или растворителя.

Растворы с большой концентрацией растворённого вещества называются концентрированными, с малой – разбавленными.

Концентрацию раствора можно выражать по разному:

1. В процентах растворённого вещества по отношению ко всему количеству раствора.

2. Числом грам-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1 литре раствора.

3. Числом грамм-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1000 г растворителя
   и т.д.

Растворимость

Растворимостью называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе.

Мерой растворимости вещества при данных условиях служит концентрация его насыщенного раствора.

Растворимость различных веществ колеблется в широких пределах.

  • Если в 100 граммах воды растворяется более 10 г вещества, то такое вещество    принято называть хорошо растворимым.
  • Если растворяется менее 1 г вещества – малорастворимым.
  • Если в раствор переходит менее 0,01 г вещества, то такое вещество называют    практически нерастворимым.

Принципы, позволяющие предсказать растворимость вещества, пока не известны. Однако, обычно вещества, состоящие из полярных молекул, и вещества с ионным типам связи лучше растворяются в полярных растворителях (вода, спиры, жидкий амиак), а неполярные вещества – в неполярных растворителях (бензол, сероуглерод).

Растворение большинства твёрдых тел сопровождается поглощением теплоты. Это объясняется затратой значительного количества энергии на разрушение кристаллической решётки твёрдого тела, что обычно не полностью компенсируется энергией, выделяющейся при образовании гидратов (сольватов).

Как правило, повышение температуры должно приводить к увеличению растворимости твёрдых тел.

Источник: http://xn----7sbb4aandjwsmn3a8g6b.xn--p1ai/views/alchemy/theory/chemistry/colloid-chemistry/solution.php

20. Дисперсные системы, их классификация, устойчивость и коагуляция. Коллоидные и истинные растворы. Способы выражения состава растворов

Чем отличается коллоидный раствор от истинного раствора

Дисперсныесистемы– гетерогенные системы, компонентыкоторых равномерно распределены другв друге.

Постепени дисперсности все дисперсныесистемы делят на 3 группы: истинныерастворы, коллоидные системы,грубодисперсные системы.

Поагрегатному состоянию дисперсной средыи дисперсной фазы различают: туман, дым,пену, эмульсию, суспензию, твердую пену,полимеры, рубиновое стекло.

Коагуляция– физико-химический процесс слипаниямелких частиц дисперсных систем в болеекрупные под влиянием сил сцепления собразованием коагуляционных структур.

Истинныерастворы– в качестве дисперсной фазы выступаютмолекулы или атомы.

Коллоидныерастворы– дисперсные системы, в которых дискретныечастицы, капли или пузырьки дисперснойфазы, распределены в дисперсионнойсреде, отличающейся от первой по составуили агрегатному состоянию.

Массовая доля—отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

w=mв-ва*100%/mр-ра

Молярнаяконцентрация—отношениеколичества растворенного вещества кобъему раствора.

СМ=mв-ва/Мв-ва*Vр-ра

Моляльная концентрация—отношениеколичества растворенного вещества кмассе раствори­теля.

Сm=mв-ва*1000/Мв-ва*mр-ля

Нормальная концентра­ция—отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.

Сн=mв-ва/mэ*Vр-ра

21.Растворимость газов, жидкостей и твердых веществ в жидкостях. Закон Генри. Закон распределения. Давление насыщенного пара растворителя над раствором. Первый закон Рауля

Растворимостьтвердых веществ в жидкостях зависит оттемпературы и от природы растворителя.При увеличении температуры растворимостьувеличивается.

Для двух не смешанныхрастворителей, при добавлении третьеговещества способного растворяться вкаждой из этих жидкостей, оно распределяетсяв соответствии с растворимостью.

Закон распределения:вещество,способное растворяться в двухнесмешивающихсярастворителях, распределяется междуними так, что отношениеего концентраций в этих растворителяхпри постоянной температуреостается постоянным, независимо отобщего количе­стварастворенного вещества.

Закон Генри:при постояннойтемпературе растворимость газа в даннойжидкости прямо пропорциональна давлениюэтого газа над раствором. Закон пригоденлишь для идеальных растворов и невысокихдавлений.

Пар обладаетопределенным давлением. Давлениенасыщенных паров над чистым растворителемр1,над чистым растворенным р2.

Первыйзакон Рауля:Относительноепонижениедавлениярастворенноговеществанадрастворомравномольнойдолераство­ренноговеществав растворе.

22.Температура кристаллизации и температура кипения растворов не электролитов. Второй закон Рауля. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа

Температуракипения –температура, при которой давлениенасыщенных паров жидкости равнонормальному давлению.

Температуракристаллизации— температура, при которой твёрдоекристаллическое тело совершает переходв жидкое состояние и наоборот.

Второй законРауля: изменениетемпературы кипения прямо пропорциональномоляльной концентрации вещества.

Осмотическоедавление– давление, которое нужно приложить краствору, чтобы процесс переходарастворителя в раствор прекратился.

Закон Вант-Гоффа:осмотическоедавление прямо пропорционально молярнойконцентрации раствора вещества иабсолютной температуре.

Источник: https://StudFiles.net/preview/6741428/page:6/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.