Tabella sulle caratteristiche chimiche dei sistemi dispersi. Sistemi dispersi

Esercizio : Leggere attentamente il testo del § 11 e compilare la tabella utilizzando il seguente modello

p/p	Sistemi dispersi
p/p	Termine e sua definizione	Applicazioni	Esempi
	Un'emulsione è un sistema disperso con un mezzo di dispersione liquido e una fase liquida dispersa.	Medicina, attività umane pratiche (fluidi lubrificanti, pesticidi, medicinali e cosmetici, prodotti alimentari)	Goccioline di grasso nella linfa, olio, latte, tutti i tipi di oli vegetali (oliva, soia, semi di cotone).
	Una sospensione è un sistema a dispersione grossolana con una fase di dispersione solida e un mezzo di dispersione liquido.	Edilizia, medicina, casalinghi e articoli per la casa. industria	Ritocchi, vernici, smalti, latte di calce per imbiancature, unguenti liquidi, paste: dentali, cosmetiche, igieniche.
	Un aerosol è un sistema grossolanamente disperso in cui il mezzo di dispersione è un gas e la fase di dispersione è una goccia di liquido (nuvola, fumo) o particelle di una sostanza solida (nuvola di polvere, tornado).	Cosmetici, articoli per la casa e per la casa. industria	Lacca per capelli, deodorante, antitraspirante, profumo, farmaci (spray).
	Sol (colloide) è un sistema colloidale(soluzione colloidale) con aerosol liquido (liosol) o gassoso)mezzo di dispersionenel cui volume è distribuita un'altra fase (dispersa) sotto forma di goccioline liquide, bolle di gas o piccole particelle solide.	Industria alimentare, bioliquidi	Plasma sanguigno, linfa, liquido tissutale, succhi digestivi, liquido umorale, albume d'uovo, colla.
	Il gel (gelatina) è un sistema colloidale in cui le particelle della fase dispersa formano una struttura spaziale.	Classificazione del gel: Alimenti (formaggio, pane, marmellata, gelatina, carne in gelatina) Medicina (unguenti, cerotti) Cosmetico (gel doccia, gel dopobarba, creme, paste) Minerale (opale, perla) Biologico (cartilagine, tendini, capelli, tessuti)

Appendice 1

Lavoro indipendente sul tema: sistemi dispersi

1. Un sistema disperso è:

a) sistema omogeneo b) sistema eterogeneo c) aeb sono corrette

2. La nebbia corrisponde ad un sistema disperso: a) l/g b) l/l c) g/l

3. L'olio corrisponde ad un sistema disperso: a) l/g b) l/l c) g/l

4. Il dentifricio corrisponde ad un sistema disperso: a) t/g b) t/t c) t/f

5. Le leghe corrispondono ad un sistema disperso: a) l/g b) t/t c) g/l

6. Dall'elenco, seleziona la parola in più e sottolineala: gel, sospensione, sol

7. Dall'elenco, seleziona la parola in più e sottolineala: sol, sospensione, aerosol

8. Cosa hanno in comune queste parole: marmellata, marshmallow, carne in gelatina

9. Cosa hanno in comune queste parole: latte, olio, olio di semi di girasole in acqua.

Scrivi la tua risposta in una parola __________________________

10. Cosa hanno in comune queste parole: lacca per capelli, deodorante, nuvola di polvere.

Scrivi la tua risposta in una parola __________________________

La chimica colloidale è una scienza che studia i metodi di preparazione, composizione, struttura interna, chimico e proprietà fisiche sistemi dispersi. I sistemi dispersi sono sistemi costituiti da particelle frantumate (fase dispersa) distribuite nel mezzo circostante (disperso): gas, liquidi o solidi. Le dimensioni delle particelle della fase di dispersione (cristalli, goccioline, bolle) differiscono nel grado di dispersione, il cui valore è direttamente proporzionale alla dimensione delle particelle. Inoltre, le particelle disperse si distinguono per altre caratteristiche, di regola, per fase e mezzo dispersi.

Sistemi dispersi e loro classificazione

Tutti i sistemi di dispersione possono essere classificati in base alla dimensione delle particelle della fase di dispersione in ionico molecolare (meno di un nm), colloidale (da uno a cento nm), grossolano (più di cento nm).

Sistemi molecolari dispersi. Questi sistemi contengono particelle la cui dimensione non supera un nm. Questo gruppo comprende una varietà di vere soluzioni di non elettroliti: glucosio, urea, alcool, saccarosio.

Sistemi grossolani caratterizzato dalle particelle più grandi. Questi includono emulsioni e sospensioni. I sistemi dispersi in cui una sostanza solida è localizzata in un mezzo di dispersione liquido (soluzione di amido, argilla) sono detti sospensioni. Le emulsioni sono sistemi che si ottengono miscelando due liquidi, dove uno è disperso sotto forma di goccioline nell'altro (olio, toluene, benzene nell'acqua o goccioline di triacilgliceroli (grasso) nel latte.

Sistemi colloidali dispersi. Le loro dimensioni raggiungono fino a 100 nm. Tali particelle penetrano facilmente nei pori dei filtri di carta, ma non penetrano attraverso i pori membrane biologiche piante e animali. Poiché le particelle colloidali (micelle) hanno una carica elettrica e gusci ionici solvati, per cui rimangono sospese, potrebbero non precipitare per un periodo piuttosto lungo. Un esempio lampante sono soluzioni di gelatina, albumina, gomma arabica, oro e argento.

Consente di distinguere tra sistemi dispersi omogenei ed eterogenei. Nei sistemi dispersi omogenei, le particelle di fase vengono frantumate in molecole, atomi e ioni. Un esempio di tali sistemi di dispersione può essere una soluzione di glucosio in acqua (sistema disperso molecolare) e sale da cucina in acqua (sistema disperso ionico). Sono La dimensione delle molecole della fase dispersa non supera un nanometro.

Sistemi e soluzioni dispersi

Di tutti i sistemi e le soluzioni presentati nella vita degli organismi viventi valore più alto hanno sistemi colloidali dispersi. Come è noto, la base chimica per l'esistenza di un organismo vivente è il metabolismo delle proteine in esso contenute. In media, la concentrazione di proteine nel corpo varia dal 18 al 21%. La maggior parte delle proteine si dissolvono in acqua (la cui concentrazione nel corpo umano e animale è di circa il 65%) e formano soluzioni colloidali.

Esistono due gruppi di soluzioni colloidali: liquide (sol) e gelatinose (gel). Tutti i processi vitali che si verificano negli organismi viventi sono associati allo stato colloidale della materia. In ogni cellula vivente sono presenti biopolimeri ( acidi nucleici, proteine, glicosaminoglicani, glicogeno) si presentano sotto forma di sistemi dispersi.

Le soluzioni colloidali sono molto diffuse e comprendono olio, tessuti, plastica Molti prodotti alimentari possono essere classificati come soluzioni colloidali: kefir, latte, ecc. Maggioranza medicinali(sieri, antigeni, vaccini) sono soluzioni colloidali. Anche le vernici sono classificate come soluzioni colloidali.

È abbastanza difficile trovare una sostanza pura in natura. In diversi stati possono formare miscele, sistemi e soluzioni omogenei ed eterogenei - dispersi. Quali sono queste connessioni? Che tipi sono? Esaminiamo queste domande in modo più dettagliato.

Terminologia

Per prima cosa devi capire cosa sono i sistemi dispersi. Questa definizione si riferisce a strutture eterogenee, in cui una sostanza, sotto forma di minuscole particelle, è distribuita uniformemente nel volume di un'altra. Il componente presente in quantità minori è chiamato fase dispersa. Può contenere più di una sostanza. Il componente presente in volume maggiore è chiamato mezzo. C'è un'interfaccia tra le particelle della fase e essa. A questo proposito, i sistemi dispersi sono chiamati eterogenei - eterogenei. Sia il mezzo che la fase possono essere rappresentati da sostanze in vari stati di aggregazione: liquido, gassoso o solido.

Sistemi dispersi e loro classificazione

In base alla dimensione delle particelle incluse nella fase delle sostanze, si distinguono sospensioni e strutture colloidali. I primi hanno dimensioni degli elementi superiori a 100 nm e i secondi da 100 a 1 nm. Quando una sostanza viene frantumata in ioni o molecole la cui dimensione è inferiore a 1 nm, si forma una soluzione, un sistema omogeneo. Si differenzia dagli altri per la sua omogeneità e l'assenza di un'interfaccia tra il mezzo e le particelle. I sistemi colloidali dispersi sono presentati sotto forma di gel e sol. A loro volta, le sospensioni si dividono in sospensioni, emulsioni e aerosol. Le soluzioni possono essere ioniche, ioniche molecolari e molecolari.

Sospendere

Questi sistemi dispersi includono sostanze con dimensioni delle particelle superiori a 100 nm. Queste strutture sono opache: i loro singoli componenti possono essere visti ad occhio nudo. Il mezzo e la fase vengono facilmente separati durante la sedimentazione. Cosa sono le sospensioni? Possono essere liquidi o gassosi. I primi si dividono in sospensioni ed emulsioni. Queste ultime sono strutture in cui il mezzo e la fase sono liquidi insolubili l'uno nell'altro. Questi includono, ad esempio, linfa, latte, vernici a base d'acqua e altri. Una sospensione è una struttura in cui il mezzo è un liquido e la fase è una sostanza solida e insolubile. Tali sistemi dispersi sono ben noti a molti. Questi includono, in particolare, il "latte di calce", il limo marino o fluviale sospeso nell'acqua, organismi viventi microscopici comuni nell'oceano (plancton) e altri.

Aerosol

Queste sospensioni sono distribuite piccole particelle di liquido o solido in un gas. Ci sono nebbie, fumo, polvere. Il primo tipo è la distribuzione di piccole goccioline liquide in un gas. Polveri e fumi sono sospensioni di componenti solidi. Inoltre, nel primo le particelle sono un po' più grandi. Gli aerosol naturali includono nuvole temporalesche e nebbia stessa. Lo smog, costituito da componenti solidi e liquidi distribuiti sotto forma di gas, incombe sulle grandi città industriali. Va notato che gli aerosol come sistemi dispersi hanno un grande significato pratico, svolgono compiti importanti nelle attività industriali e domestiche. Esempi di risultati positivi derivanti dal loro utilizzo includono il trattamento del sistema respiratorio (inalazione), il trattamento dei campi con prodotti chimici e la spruzzatura di vernice con un flacone spray.

Strutture colloidali

Si tratta di sistemi dispersi in cui la fase è costituita da particelle di dimensioni variabili da 100 a 1 nm. Tali componenti non sono visibili ad occhio nudo. La fase e il mezzo in queste strutture vengono separati con difficoltà mediante sedimentazione. I sol (soluzioni colloidali) si trovano nelle cellule viventi e nel corpo nel suo insieme. Questi fluidi includono succo nucleare, citoplasma, linfa, sangue e altri. Questi sistemi dispersi formano amido, adesivi, alcuni polimeri e proteine. Queste strutture possono essere ottenute attraverso il processo reazioni chimiche. Ad esempio, durante l'interazione di soluzioni di silicati di sodio o di potassio con composti acidi, si forma un composto di acido silicico. Esternamente la struttura colloidale è simile a quella vera. Tuttavia, da l'ultimo per primo Si distinguono per la presenza di un "percorso luminoso" - un cono quando un raggio di luce li attraversa. I sol contengono particelle di fase più grandi delle vere soluzioni. La loro superficie riflette la luce e l'osservatore può vedere un cono luminoso nel vaso. Non esiste un fenomeno del genere in una vera soluzione. Un effetto simile può essere osservato anche in una sala cinematografica. In questo caso, il raggio luminoso non passa attraverso un liquido, ma un colloide aerosol: l'aria della sala.

Precipitazione di particelle

Nelle soluzioni colloidali, le particelle di fase spesso non si depositano nemmeno durante la conservazione a lungo termine, che è associata a continue collisioni con molecole di solvente sotto l'influenza del movimento termico. Quando si avvicinano l'uno all'altro, non si attaccano, poiché le loro superfici contengono cariche elettriche con lo stesso nome. Tuttavia, in determinate circostanze, può verificarsi un processo di coagulazione. Rappresenta l'effetto delle particelle colloidali che si uniscono e precipitano. Questo processo si osserva quando le cariche vengono neutralizzate sulla superficie di elementi microscopici quando viene aggiunto un elettrolita. In questo caso, la soluzione si trasforma in gel o sospensione. In alcuni casi, il processo di coagulazione si osserva quando riscaldato o in caso di variazione dell'equilibrio acido-base.

Gel

Questi sistemi colloidali dispersi sono sedimenti gelatinosi. Si formano durante la coagulazione dei sol. Queste strutture includono numerosi gel polimerici, cosmetici, dolciumi e sostanze mediche (torta al latte d'uccello, marmellata, gelatina, carne in gelatina, gelatina). Questi includono anche strutture naturali: opale, corpi di meduse, capelli, tendini, nervosi e tessuto muscolare, cartilagine. Il processo di sviluppo della vita sul pianeta Terra può, infatti, essere considerato la storia dell'evoluzione del sistema colloidale. Nel tempo, la struttura del gel viene interrotta e l'acqua inizia a essere rilasciata da essa. Questo fenomeno è chiamato sineresi.

Sistemi omogenei

Le soluzioni includono due o più sostanze. Sono sempre monofase, cioè sono solidi, sostanza gassosa o liquido. Ma in ogni caso la loro struttura è omogenea. Questo effetto è spiegato dal fatto che in una sostanza un'altra è distribuita sotto forma di ioni, atomi o molecole, la cui dimensione è inferiore a 1 nm. Nel caso in cui sia necessario sottolineare la differenza tra una soluzione e una struttura colloidale, si dice vero. Nel processo di cristallizzazione di una lega liquida di oro e argento si ottengono strutture solide di diverse composizioni.

Classificazione

Le miscele ioniche sono strutture con elettroliti forti (acidi, sali, alcali - NaOH, HC104 e altri). Un altro tipo sono i sistemi dispersi di ioni molecolari. Contengono un elettrolita forte (idrogeno solforato, acido nitroso e altri). L'ultimo tipo sono le soluzioni molecolari. Queste strutture includono non elettroliti: sostanze organiche (saccarosio, glucosio, alcool e altri). Il solvente è il componente stato fisico che non cambia durante la formazione di una soluzione. Un tale elemento può essere, ad esempio, l'acqua. In una soluzione di sale da cucina, anidride carbonica, lo zucchero agisce come solvente. Nel caso di miscelazione di gas, liquidi o solidi, il solvente sarà il componente maggiormente presente nel composto.

Sistemi dispersi

Le sostanze pure sono molto rare in natura. Miscele di sostanze diverse in diversi stati di aggregazione possono formare sistemi eterogenei e omogenei: sistemi e soluzioni dispersi.
Disperso sono chiamati sistemi eterogenei in cui una sostanza sotto forma di particelle molto piccole è uniformemente distribuita nel volume di un'altra.
Si chiama sostanza che è presente in quantità minori e distribuita nel volume di un'altra fase dispersa . Può essere costituito da diverse sostanze.
Sostanza presente in Di più, nel volume di cui è distribuita la fase dispersa, viene chiamato mezzo di dispersione . Esiste un'interfaccia tra esso e le particelle della fase dispersa, pertanto i sistemi dispersi sono detti eterogenei (disomogenei);
Sia il mezzo di dispersione che la fase dispersa possono essere rappresentati da sostanze in diversi stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso.
A seconda della combinazione dello stato aggregato del mezzo di dispersione e della fase dispersa, si possono distinguere 9 tipi di tali sistemi.

In base alla granulometria delle sostanze che compongono la fase dispersa, i sistemi dispersi si dividono in grossolanamente dispersi (sospensioni) con granulometrie superiori a 100 nm e finemente dispersi (soluzioni colloidali o sistemi colloidali) con granulometrie da 100 a 1 nm. Se la sostanza viene frammentata in molecole o ioni di dimensioni inferiori a 1 nm, si forma un sistema omogeneo: una soluzione. È omogeneo (omogeneo), non c'è interfaccia tra le particelle e il mezzo.

Già una rapida conoscenza dei sistemi e delle soluzioni disperse dimostra quanto siano importanti vita quotidiana e nella natura.

Giudicate voi stessi: senza il limo del Nilo non avrebbe avuto luogo la grande civiltà dell'Antico Egitto; senza acqua, aria, rocce e minerali non ci sarebbe affatto un pianeta vivente: il nostro casa comune- Terra; senza cellule non ci sarebbero organismi viventi, ecc.

Classificazione dei sistemi e delle soluzioni disperse

Sospendere

Sospendere - si tratta di sistemi dispersi in cui la dimensione delle particelle di fase è superiore a 100 nm. Si tratta di sistemi opachi, le cui singole particelle possono essere viste ad occhio nudo. La fase dispersa e il mezzo di dispersione vengono facilmente separati mediante sedimentazione. Tali sistemi si dividono in:
1) emulsioni (sia il mezzo che la fase sono liquidi insolubili l'uno nell'altro). Si tratta dei famosi latte, linfa, vernici a base d'acqua, ecc.;
2) sospensioni (il mezzo è un liquido e la fase è un solido insolubile in esso). Si tratta di soluzioni costruttive (ad esempio “latte di calce” per imbiancare), limo fluviale e marino sospeso nell'acqua, sospensione vivente di microscopici organismi viventi in acqua di mare- plancton, di cui si nutrono le balene giganti, ecc.;
3) aerosol - materia sospesa nel gas (ad esempio nell'aria) particelle fini liquidi o solidi. Distinguere tra polvere, fumo e nebbia. I primi due tipi di aerosol sono sospensioni di particelle solide nel gas (particelle più grandi nella polvere), il secondo è una sospensione di piccole goccioline di liquido nel gas. Ad esempio, gli aerosol naturali: nebbia, nuvole temporalesche - sospensione di gocce d'acqua nell'aria, fumo - piccole particelle solide. E anche lo smog che incombe sulle più grandi città del mondo è un aerosol con una fase dispersa solida e liquida. Residenti insediamenti vicino ai cementifici soffrono della finissima polvere di cemento sempre sospesa nell'aria, che si forma durante la macinazione delle materie prime del cemento e del prodotto della sua cottura: il clinker. Aerosol nocivi simili - polvere - sono presenti anche nelle città con produzione metallurgica. Fumo dei camini delle fabbriche, smog, minuscole goccioline di saliva che escono dalla bocca di un malato di influenza e anche aerosol nocivi.
Gli aerosol svolgono un ruolo importante nella natura, nella vita quotidiana e nelle attività produttive umane. Gli accumuli di nubi, il trattamento chimico dei campi, l’applicazione di vernici spray, l’atomizzazione del carburante, la produzione di latte in polvere e il trattamento delle vie respiratorie (inalazione) sono esempi di fenomeni e processi in cui gli aerosol forniscono benefici. Gli aerosol sono nebbie sulla risacca del mare, vicino a cascate e fontane, l'arcobaleno che appare in essi regala a una persona gioia e piacere estetico;
Per la chimica, i sistemi dispersi in cui il mezzo è acqua e soluzioni liquide sono della massima importanza.
L'acqua naturale contiene sempre sostanze disciolte. Le soluzioni acquose naturali partecipano ai processi di formazione del suolo e forniscono sostanze nutritive alle piante. I processi vitali complessi che si verificano nei corpi umani e animali si verificano anche nelle soluzioni. Molti processi tecnologici nell'industria chimica e in altre industrie, ad esempio la produzione di acidi, metalli, carta, soda, fertilizzanti, avvengono in soluzioni.

Sistemi colloidali

Sistemi colloidali - si tratta di sistemi dispersi in cui la dimensione delle particelle di fase è compresa tra 100 e 1 nm. Queste particelle non sono visibili ad occhio nudo e la fase dispersa e il mezzo di dispersione in tali sistemi sono difficili da separare mediante sedimentazione.
Si dividono in sol (soluzioni colloidali) e gel (gelatina).
1. Soluzioni colloidali o sol. Questa è la maggior parte dei fluidi di una cellula vivente (citoplasma, succo nucleare - carioplasma, contenuto di organelli e vacuoli) e dell'organismo vivente nel suo insieme (sangue, linfa, fluido tissutale, succhi digestivi, fluidi umorali, ecc.). Tali sistemi formano adesivi, amido, proteine e alcuni polimeri.
Soluzioni colloidali possono essere ottenute a seguito di reazioni chimiche; ad esempio, quando soluzioni di silicati di potassio o di sodio (“vetro solubile”) reagiscono con soluzioni acide, si forma una soluzione colloidale di acido silicico. Un sol si forma anche durante l'idrolisi del cloruro di ferro (III) in acqua calda. Le soluzioni colloidali sono simili nell'aspetto alle soluzioni vere. Si distinguono da questi ultimi per il “percorso luminoso” che si forma, un cono, quando un raggio di luce li attraversa.

Questo fenomeno si chiama Effetto Tyndall . Le particelle della fase dispersa del sol, più grandi che nella soluzione vera, riflettono la luce dalla loro superficie e l'osservatore vede un cono luminoso nel recipiente con la soluzione colloidale. Non si forma in una vera soluzione. È possibile osservare un effetto simile, ma solo per un aerosol anziché per un colloide liquido, nei cinema quando un raggio di luce proveniente da una cinepresa attraversa l'aria della sala cinematografica.

Le particelle della fase dispersa delle soluzioni colloidali spesso non si depositano nemmeno durante la conservazione a lungo termine a causa delle continue collisioni con le molecole del solvente dovute al movimento termico. Non si attaccano tra loro quando si avvicinano tra loro per la presenza sulla loro superficie degli stessi cariche elettriche. Ma in determinate condizioni può verificarsi un processo di coagulazione.

Coagulazione - il fenomeno delle particelle colloidali che si uniscono e precipitano - si osserva quando le cariche di queste particelle vengono neutralizzate quando un elettrolita viene aggiunto alla soluzione colloidale. In questo caso, la soluzione si trasforma in una sospensione o in un gel. Alcuni colloidi organici coagulano quando riscaldati (colla, albume) o quando cambia l'ambiente acido-base della soluzione.

2. Gel , o gelatine, che sono sedimenti gelatinosi formati durante la coagulazione dei sol. Questi includono gran numero gel polimerici, dolciumi, gel cosmetici e medici a voi ben noti (gelatina, carne in gelatina, gelatina, marmellata, torta al latte d'uccello) e naturalmente un'infinita varietà di gel naturali: minerali (opale), corpi di meduse, cartilagine, tendini, capelli, muscoli e tessuto nervoso, ecc. La storia dello sviluppo della vita sulla Terra può essere considerata contemporaneamente la storia dell'evoluzione dello stato colloidale della materia. Nel corso del tempo, la struttura dei gel viene interrotta e da essi viene rilasciata acqua. Questo fenomeno si chiama sineresi .

Soluzioni

Si chiama una soluzione sistema omogeneo costituito da due o più sostanze.
Le soluzioni sono sempre monofase, cioè sono un gas omogeneo, liquido o solido. Ciò è dovuto al fatto che una delle sostanze è distribuita nella massa dell'altra sotto forma di molecole, atomi o ioni (dimensione delle particelle inferiore a 1 nm).
Si chiamano soluzioni VERO , se vuoi sottolineare la loro differenza rispetto alle soluzioni colloidali.
Un solvente è considerato una sostanza il cui stato di aggregazione non cambia durante la formazione di una soluzione. Ad esempio, l'acqua in soluzioni acquose di sale da cucina, zucchero, anidride carbonica. Se una soluzione si forma mescolando gas con gas, liquido con liquido e solido con solido, il solvente è considerato il componente più abbondante nella soluzione. Quindi, l'aria è una soluzione di ossigeno, gas nobili, anidride carbonica in azoto (solvente). L'aceto da tavola, che contiene dal 5 al 9% di acido acetico, è una soluzione di questo acido in acqua (il solvente è l'acqua). Ma nell'essenza acetica, l'acido acetico svolge il ruolo di solvente, poiché frazione di massaè del 70-80%, quindi è una soluzione di acqua in acido acetico.

Quando si cristallizza una lega liquida di argento e oro, si possono ottenere soluzioni solide di diverse composizioni.
Le soluzioni si dividono in:
molecolare - queste sono soluzioni acquose di non elettroliti - materia organica(alcol, glucosio, saccarosio, ecc.);
ione molecolare- si tratta di soluzioni di elettroliti deboli (acidi nitrosi, idrosolfuri, ecc.);
ionico: si tratta di soluzioni di elettroliti forti (alcali, sali, acidi - NaOH, K 2 S0 4, HN0 3, HC1O 4).
In precedenza, c'erano due punti di vista sulla natura della dissoluzione e delle soluzioni: fisico e chimico. Secondo il primo, le soluzioni erano considerate miscele meccaniche, secondo il secondo - come composti chimici instabili di particelle di una sostanza disciolta con acqua o un altro solvente. L'ultima teoria fu espressa nel 1887 da D.I. Mendeleev, che dedicò più di 40 anni allo studio delle soluzioni. La chimica moderna considera la dissoluzione come un processo fisico-chimico e le soluzioni come sistemi fisico-chimici.
Di più definizione precisa la soluzione è:
Soluzione - un sistema omogeneo (omogeneo) costituito da particelle di una sostanza disciolta, un solvente e i prodotti della loro interazione.

Il comportamento e le proprietà delle soluzioni elettrolitiche, come ben sapete, sono spiegati da un'altra importante teoria della chimica: la teoria della dissociazione elettrolitica, sviluppata da S. Arrhenius, sviluppata e integrata dagli studenti di D. I. Mendeleev e principalmente da I. A. Kablukov.

Domande per il consolidamento:
1. Cosa sono i sistemi dispersi?
2. Quando la pelle è danneggiata (ferita), si osserva la coagulazione del sangue - coagulazione del sol. Qual è l'essenza di questo processo? Perché questo fenomeno svolge una funzione protettiva per l'organismo? Qual è il nome di una malattia in cui la coagulazione del sangue è difficile o non viene osservata?
3. Raccontaci dell'importanza dei vari sistemi dispersi nella vita di tutti i giorni.
4. Tracciare l'evoluzione dei sistemi colloidali durante lo sviluppo della vita sulla Terra.

Dedico 2 ore allo studio di questo argomento. Ritengo opportuno studiare i sistemi dispersi sotto forma di un blocco separato, poiché sono diffusi nella vita di tutti i giorni, nella natura e svolgono un ruolo importante in vari processi industriali e naturali (geologici, suolo). È necessario conoscere le tipologie di sistemi dispersi e le loro proprietà per imparare a comprendere le manifestazioni di processi indesiderati nell'ambiente e risolvere correttamente molti problemi scientifici, tecnici e ambientali.

Se nelle fasi precedenti dello studio della chimica, gli studenti hanno acquisito familiarità con la varietà delle sostanze e con l'instaurazione di relazioni tra la struttura, la composizione e le proprietà di una sostanza, allora quando studiano i sistemi dispersi impareranno a conoscere una nuova dipendenza: la dipendenza del proprietà di una sostanza sullo stato della loro frammentazione.

Quando si studiano i sistemi dispersi si incontrano molti nuovi termini, quindi è necessario compilarne un elenco con le spiegazioni appropriate e, man mano che si acquisisce maggiore familiarità con i sistemi dispersi, fare riferimento a questo elenco.

Pianifico le lezioni su questo argomento come segue:

Sistemi dispersi, loro tipologie.
Convegno “Proprietà dei sistemi dispersi. Il ruolo dei sistemi dispersi nella vita quotidiana, nella natura e processi produttivi».

Obiettivo delle lezioni: Riassumere, sistematizzare le conoscenze sull'argomento; creare un'atmosfera di ricerca e cooperazione in classe, dando a ogni studente l'opportunità di raggiungere il successo.

Obiettivi formativi:

Verifica il grado di padronanza delle conoscenze di base sull'argomento:
- Formulare il concetto di sistema disperso.
- Introdurre la classificazione dei sistemi dispersi secondo vari criteri.
- Attirare l'attenzione degli studenti su sistemi dispersi di grande significato pratico:
sospensioni, emulsioni, soluzioni colloidali, soluzioni vere, aerosol, schiume.;
Continuare a sviluppare competenze accademiche generali (esercitare l'autocontrollo, collaborare, utilizzare un computer, un laptop, una lavagna interattiva).
Continua a sviluppare competenze lavoro indipendente studenti con un libro di testo, letteratura aggiuntiva, siti Internet.

Compiti educativi:

Continuare a sviluppare gli interessi cognitivi degli studenti;
Coltivare una cultura della parola, del duro lavoro, della perseveranza;
Continuare a sviluppare un atteggiamento responsabile e creativo nei confronti del lavoro;

Compiti di sviluppo:

Sviluppare la capacità di utilizzare la terminologia chimica
Sviluppare operazioni mentali (analisi, sintesi, stabilire relazioni di causa-effetto, avanzare ipotesi, classificazione, tracciare analogie, generalizzazione, capacità di dimostrare, evidenziando la cosa principale);
Sviluppare interessi e capacità dell'individuo;
Sviluppare la capacità di condurre, osservare e descrivere un esperimento chimico;
Migliorare le capacità comunicative degli studenti in attività congiunte (la capacità di condurre un dialogo, ascoltare un avversario, motivare il proprio punto di vista) e l'informazione e la competenza cognitiva degli studenti.

Preparazione preliminare:

Dichiarazione del problema;
Previsione dei risultati pratici del lavoro;
Organizzazione di attività indipendenti (individuali, di coppia, di gruppo) degli studenti in classe e fuori classe;
Strutturare il contenuto lavoro di ricerca(indicando i risultati passo passo e indicando i ruoli);
Lavoro di ricerca in piccoli gruppi (discussione, ricerca di fonti di informazione);
Creazione di una presentazione di diapositive;
Difesa del lavoro di ricerca in una conferenza.

Attrezzatura:

Elenco: "Termini e relative spiegazioni".
La tabella n. 6 “Sistemi dispersi” è esposta sul tabellone e consegnata a ciascun tavolo.
Sul tavolo dimostrativo: campioni di vari sistemi dispersi e un dispositivo per dimostrare l'effetto Tyndall.
Computer, proiettore multimediale.

Lezione n.1. Sistemi dispersi, loro tipologie.

Avanzamento della lezione.

Il discorso introduttivo sostanzia la necessità di studiare i sistemi dispersi, sottolineando che i sistemi dispersi non sono una classe a parte di sostanze, come si pensava in precedenza di fronte ai sistemi colloidali (albume d'uovo, proteine di soia, ecc.), ma uno stato di sostanze, ma non uno stato aggregato, ma una frammentazione statale di una sostanza, che ne determina le proprietà.

Viene spiegato il significato del termine “disperso”, vengono fornite le definizioni di sistema disperso, fase dispersa e mezzo disperso.

Si nota che sistemi dispersi ci circondano ovunque. Questi includono aria, acqua, prodotti alimentari, cosmetici, medicinali, corpi naturali (rocce, organismi vegetali e animali), nonché una varietà di materiali da costruzione e strutturali.

Vengono mostrati campioni di sistemi dispersi: acqua del rubinetto, soluzioni di vari sali, soluzione di albume, estratto alcolico di clorofilla, colla da ufficio, latte, argilla in acqua, il farmaco "Almagel", crema nutriente, dentifricio, un pezzo di pomice, un pezzo di polistirolo espanso, miscela olio vegetale con acqua, maionese, bombolette aerosol.

Si nota ancora una volta che per sistemi dispersi si intendono formazioni di due o più fasi con una superficie altamente sviluppata tra loro, e che la caratteristica principale di un sistema disperso è una superficie altamente sviluppata della fase dispersa.

Viene considerata la classificazione dei sistemi dispersi in base alla dimensione delle particelle (vedere diagramma n. 1) e allo stato di aggregazione della fase dispersa e del mezzo disperso (vedere tabella n. 6).

Schema n. 1.

Sistemi dispersi:

Grossolanamente dispersi (sospensioni, emulsioni, aerosol)
Finemente disperso (soluzioni colloidali e vere)

Tipi di sistemi dispersi. Tabella n. 6.

Sistemi dispersi		Tipo di sistema disperso, sua designazione.	Esempi di sistemi dispersi
Fase dispersa	Mezzo dispersivo	Tipo di sistema disperso, sua designazione.	Esempi di sistemi dispersi
Solido		Aerosol (t/g)	Polvere, fumo, fiocchi di neve
	Liquido (l)	Sospensioni (t/l) Soluzioni colloidali (t/l) Soluzioni vere	Argilla, dentifricio, rossetto. Soluzione di albume d'uovo, plasma sanguigno, estratto alcolico di clorofilla, acido silicico. Soluzioni di sali, alcali, zucchero.
	Solido(T)	Soluzioni solide (t/t)	Leghe, minerali, vetri colorati.
Liquido		Aerosol (l/g)	Nebbia, nuvole, pioggia battente, spruzzi di una bomboletta spray.
	Liquido(l)	Emulsione (con/con) Soluzioni reali (l/l)	Latte, burro, maionese, panna, unguenti, vernici a emulsione. Alcoli inferiori + acqua, acetone + acqua.
	Solido (t)	Emulsione solida (p/t)	Perla, opale.
Gas		Non si forma alcun sistema disperso
	Liquido (l)	Schiuma (g/l)	Schiuma di soda, schiuma di sapone, panna montata, panna montata, marshmallow.
	Solido (t)	Schiuma solida (g/t)	Polistirolo espanso, cemento espanso, vetro espanso, pomice, lava.

Sulla base dei dati nello Schema n. 1 e nella Tabella n. 6, ogni tipo di sistema disperso è caratterizzato e gli oggetti naturali sono classificati nella tabella dimostrativa in base ai tipi più importanti di sistemi dispersi.

La classe è divisa in 5 gruppi. Ad ogni gruppo viene chiesto di caratterizzare un particolare sistema disperso secondo il piano riportato di seguito.

Piano.

Caratteristiche di un sistema disperso, esempi in cui si presenta.
Proprietà (aspetto, visibilità delle particelle, capacità di sedimentare, capacità di essere trattenute dal filtro, presenza di carica).
Ottenere e distruggere un sistema disperso.
L'importanza dei sistemi dispersi nella vita quotidiana e nei processi produttivi, nella tutela dell'ambiente.

Secondo il piano, i partecipanti di ciascun gruppo selezionano il materiale per i seguenti tipi di sistemi dispersi: aerosol, emulsioni, sospensioni, schiume, soluzioni colloidali o soluzioni vere. Deve essere usato libri di testo elettronici e materiali Internet. Il materiale viene scaricato nella propria cartella sul computer e utilizzato per creare una presentazione per un discorso a una conferenza sul tema "Sistemi dispersi intorno a noi".

Inoltre, ogni gruppo riceve un problema pratico affrontato dai chimici e risolto da specialisti. Il compito viene scritto su un cartoncino e affidato al capogruppo.

Compito n. 1.

È noto il seguente metodo per ridurre la polvere nell'aria: l'aria contaminata viene fatta passare attraverso le camere in cui viene spruzzata acqua semplice. Le goccioline d'acqua assorbono le particelle di polvere e si depositano sul fondo della camera.

Si propone di trovare un modo per aumentare il grado di purificazione dell'aria polverosa utilizzando acqua nebulizzata.

(Una delle risposte può essere trovata nel libro di G.V. Lisichkin e V.I. Betaneli “Chemists Invent.” M., Prosveshchenie, 1990, p. 85).

Compito n. 2.

Piccole goccioline di grasso vengono emulsionate nel mezzo di infusione del latte. Salgono gradualmente in superficie perché la loro densità è inferiore a quella dell'acqua. Nel giro di poche ore si forma uno strato di crema nel latte. Il latte non è un'emulsione stabile.

Il latte venduto dall'industria lattiero-casearia deve essere più resistente alla separazione. Come si può aumentare la stabilità di questa emulsione?

Compito n.3.

Le sospensioni sono sistemi dispersi in cui piccole particelle solide sono distribuite in un liquido. Le sospensioni sono instabili e le particelle solide precipitano gradualmente sotto l'influenza della gravità. Il metodo principale per separare i solidi dai liquidi in sospensione è la filtrazione. In uno stabilimento farmaceutico si è presentato il problema di separare rapidamente una sospensione mediante filtrazione ed è stato necessario separare sia la fase liquida che quella solida in essa sospesa per l'ulteriore lavorazione. Per fare ciò, la sospensione è stata fatta passare attraverso un filtro a rete metallica a maglia fine. Man mano che i sedimenti si accumulavano, la velocità di filtrazione diminuiva e, infine, il processo praticamente si interrompeva.

È necessario trovare uno schema del dispositivo che consenta di eseguire il processo di filtraggio della sospensione in modalità continua.

(Una delle risposte può essere trovata nel libro di G.V. Lisichkin e V.I. Betaneli “Chemists Invent.” M., Prosveshchenie, 1990, p. 76).

Compito n. 4.

Per ottenere materiali polimerici termoisolanti e fonoisolanti è necessario che questi vengano schiumati (“espansi”), cioè ricevere plastica espansa. Si tratta di materiali in cui la massa polimerica solida contiene un gran numero di bolle di gas. Uno dei metodi per produrre plastica espansa è l'uso di sostanze che formano gas. Queste sostanze si decompongono durante la polimerizzazione, liberando gas.

È necessario proporre sostanze che possano essere utilizzate come agenti che formano gas e comporre equazioni per le reazioni della loro decomposizione.

Compito n.5.

Scopri cos'è una matita emostatica. Spiegare su cosa si basa la sua azione.

Per la lezione della conferenza, gli studenti di ciascun gruppo determinano quali ausili visivi utilizzeranno, ad es. quali oggetti naturali utilizzeranno durante la performance del loro gruppo, quali esperimenti potranno dimostrare, quali diagrammi potranno mostrare, ecc. Nel corso di informatica stanno finalizzando le loro presentazioni. Gli insegnanti possono consultarsi per qualsiasi domanda. Il tempo di esibizione di ciascun gruppo è limitato: non più di 6-7 minuti.

Per prepararti alla conferenza, puoi utilizzare la biblioteca dell'aula di chimica:

Dizionario enciclopedico di un giovane chimico.
M., Pedagogia, 1990.
Petryanov I.V., Sutugin A.G. Aerosol onnipresenti. M., Pedagogia, 1989.
Yudin A.M., Suchkov V.N. La chimica nella vita quotidiana. M., Chimica, 1982. Materiali di riferimento
. M., Educazione, 1984.
Davydova S.L. chimica nei cosmetici. M., Conoscenza, 1990.

G.V. Lisichkina e V.I. Betaneli “I chimici inventano”. M., Educazione, 1990.

Lezione n.2. Convegno “Proprietà dei sistemi dispersi. Il ruolo dei sistemi dispersi nella vita quotidiana, nella natura e nei processi produttivi”.

Piano delle lezioni della conferenza:
Discorso di apertura dell'insegnante.
Messaggi da gruppi di studenti (aerosol, emulsioni, sospensioni, schiume, soluzioni colloidali, soluzioni vere): gli studenti utilizzano presentazioni preparate e materiale dimostrativo. Applicazione.

Riassumendo la conferenza.

Nel discorso introduttivo si ricorda quali tipologie di sistemi dispersi hanno conosciuto gli studenti, dove si trovano nella vita e come vengono classificati.

Gli studenti difendono il loro lavoro sotto forma di presentazione e prendono appunti compilando tabelle di riferimento pre-preparate.

Informazioni sui sistemi dispersi studiati.	Caratteristiche dei sistemi dispersi.
Informazioni sui sistemi dispersi studiati.	Tipi di sistemi dispersi.	aerosol	emulsioni	sospensioni	Soluzioni vere


Soluzioni colloidali
Dimensioni delle particelle
Aspetto
Capacità di accontentarsi
Ricevuta
Distruzione

Senso IN L'insegnante sottolinea ancora una volta la grande importanza pratica dei sistemi dispersi. Sono utilizzati nell'industria alimentare, nella produzione di seta artificiale, nella tintura tessile, nell'industria della pelle, nella produzione agricola, nella scienza del suolo, nella medicina, nell'edilizia e in altri settori dell'economia nazionale. La conoscenza dei sistemi dispersi, dei metodi di formazione e distruzione, dei modelli del loro comportamento nei processi naturali ci consente di risolvere problemi scientifici, tecnici e ambientali.

Letteratura utilizzata:

Gabrielyan O.S. Chimica 11° grado. – M. Otarda 2005.
Lagonova L.I. Insegnamento del corso di chimica generale in Scuola superiore. – Tver’, 1992
Politova S.I. Chimica generale. Note di supporto. 11° grado. – Tver’, 2006