Чим колоїдні розчини відрізняються від справжніх?

Дисперсні розчини - це системи, в якій фаза представлена частками розміром від 1 нм до 10 мкм. Дисперсні системи поширені, використовуються в промисловості. До них відносять: аерозолі (краплі або тверді частинки зважені в повітрі), емульсії (краплі рідини розчинені в інший за своєю природою рідини), колоїдні розчини - є золями (двофазні гетерогенні системи, розмір часток яких знаходиться в проміжку між емульсіями і істинними розчинами, то є в межах від 1 до 100 нм. Дисперсні частинки можуть знаходитися в різноманітному агрегатному стані. Ансамбль частинок є фазою, а їх сукупність - дисперсна середовище (рідкі, газоподібні і тверді).

Склад дисперсної системи

Властивості і застосування колоїдних розчинів

У широкому сенсі, по суті, колоїди це всі природні організми і рослини навколишнього середовища, переважну частину яких ми приймаємо з їжею в колоїдному стані. До колоїдам також відносять медикаменти, деякі фарби і навіть будівельні матеріали (в`язкі розчини цемент і бетон, лакофарбові та керамічні матеріали, горючі матеріали, штучні волокна, пластмаси).

колоїдні розчини

Кінетичні властивості гетерогенних дисперсних систем. Рух з відмінностями розміру часток. Тонка суспензія здатна до броунівському безладного руху. Наприклад, жир, доданий у воду або молоко розведений водою. Рух частинок колоїдного розчину є термодинамічні енергоємним.

розчин колоїдний

Іншим кінетичним властивістю розчинів є дифузія: Процес руху частинок внаслідок відмінності їх концентрацій. Але тверді Грубодисперсні частки не беруть участь в хаотичному русі, однак основна причина їх руху - це поділ щільності фаз в дисперсному середовищі. Тому якщо щільність більше, то частинки поступово осідають під дією сил тяжіння - процес седиментацією. Дуже поширений процес, який використовується в молекулярній хімії білків, нуклеїнових молекул і навіть бактерій. Осмотичний тиск колоїдів дуже мало, так як колоїд володіє великою масою.

Бульбашки з колоїдним розчином

Оптичні властивості розчину обумовлені здатністю розсіювати світло, тобто наявність явища опалесценции (через оптичної неоднорідності). Спостерігається, якщо пропускати пучок світла через кюветку, поставивши перед собою лінзу, тоді з боку видно ефект (конус Тиндаля). Обумовлено це залежністю розміром частки розчину і довжини світлового пучка.

Розсіювання спостерігається якщо довжина хвилі більше ніж величина частинок в розчині. Якщо частинки мають розмір, однаковий з довжиною хвилі, то пучок прямолінійно огинає її і розсіюється, тобто спостерігається явище дифракції. Завдяки спектру розсіювання можна точно визначити приналежність розчину (істинний - іонний, молекулярний або колоїдний).

Справжні розчини та їх властивості

Справжні розчини - це прозорі, однорідні розчини з міцної дисперсною фазою, частинки розміром менше ніж один нанометр, тому межа поділу фази в розчині зникає. Справжні розчини підрозділяються на іонні, якщо дисперсна фаза складається з гідратованих іонів (розчин натрій хлору, або молекулярні (розчин глюкози). Для людини незамінну частину життя грає вода, тому що в ній розчинені всі іони організму, завдяки їй в організмі відбуваються всі обмінні процеси між клітинами.

справжні розчини

Відмінності між колоїдами і істинними розчинами

По-перше, істинні розчини прозорі і гомогенні, частки в дисперсної фазі менше нанометра. Для них не характерна дифракція або опалесценция, немає конуса Тиндаля, тобто частинки настільки малі, що навіть не видимі в мікроскоп. При фільтрації колоїдні розчини через паперові фільтри не проходять, а справжні фільтруються з легкістю, що показує відмінності між розміром частинок дисперсної фази. Справжні розчини проходять через клітинні мембрани. Термодінамічни і не стійкі, розшаровуються, що характерно для колоїдних розчинів, а справжні - не розшаровуються.

Справжні розчини можу утворюватися спонтанно, без витрати додаткової енергії, а колоїдний розчин навпаки, тобто енергетичний баланс для них не стійкий. Сили перетворення між фазою і середовищем для істинних розчинів досить великі, тому їм не потрібно стабілізатор. Механічні властивості розчинів відмінні один від одного. Справжні розчини більш міцні, так як дисперсна фаза нерухома, утворює структуру всередині якої міститься середовище (наприклад, кісткова тканина). Колоїдний розчин вільнодисперсні, має плинністю, тому концентрація фази і середовища рівномірно розподілені (пил, дим або туман).