Номер 3, страница 37 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 6. Коллоидные растворы. Глава 1. Вещество - номер 3, страница 37.

Условие.

3. Как отличить коллоидный раствор от истинного?

Решение.

Решение 2.

Коллоидный раствор (золь) отличается от истинного раствора прежде всего размером частиц дисперсной фазы (вещества, которое распределено в дисперсионной среде). Это фундаментальное различие определяет все остальные свойства, по которым их можно идентифицировать.

• В истинных растворах частицы — это отдельные ионы или молекулы размером менее 1 нанометра ($d < 1$ нм). Они образуют гомогенную (однородную) систему, неотличимую от чистого растворителя на любом уровне, кроме молекулярного.
• В коллоидных растворах частицы намного крупнее — от 1 до 100 нанометров ($1 \text{ нм} < d < 100 \text{ нм}$). Это могут быть макромолекулы (например, белки, крахмал) или агрегаты из множества мелких молекул (мицеллы). Такие системы являются гетерогенными (неоднородными), хотя визуально могут казаться однородными.

Чтобы отличить коллоидный раствор от истинного, используют следующие методы:

1. Оптический метод (эффект Тиндаля)

Это самый простой и наглядный способ. Он основан на способности частиц рассеивать свет. Если через сосуд с жидкостью пропустить узкий пучок света (например, от лазерной указки) в темном помещении:

• В коллоидном растворе путь луча будет хорошо виден в виде светящейся дорожки (конуса Тиндаля). Это происходит потому, что достаточно крупные коллоидные частицы рассеивают свет. Подобный эффект можно наблюдать, когда луч солнца пробивается в запыленную комнату.
• В истинном растворе частицы слишком малы, чтобы рассеивать свет, поэтому луч света проходит сквозь него незамеченным. Жидкость остается прозрачной.

Ответ: Основным методом является наблюдение эффекта Тиндаля: в коллоидном растворе виден путь луча света, а в истинном — нет.

2. Фильтрация и диализ

Различие в размере частиц позволяет разделить их с помощью специальных фильтров.

• И истинные, и коллоидные растворы проходят через обычный бумажный фильтр.
• Однако при использовании полупроницаемых мембран (например, целлофана, пергамента или специальных ультрафильтров), частицы истинного раствора проходят через поры, а более крупные частицы коллоидного раствора задерживаются. Этот процесс называется диализом и используется для очистки коллоидных систем.

Ответ: Коллоидные частицы задерживаются полупроницаемыми мембранами, в то время как частицы истинного раствора свободно проходят через них.

3. Внешний вид

Часто растворы можно различить даже визуально.

• Истинные растворы всегда полностью прозрачны (даже если окрашены, как, например, раствор марганцовки).
• Коллоидные растворы часто бывают мутноватыми или опалесцируют — имеют характерное свечение (часто с голубоватым оттенком) в проходящем или отраженном свете из-за рассеяния света. Примерами являются молоко, разбавленное водой, мыльный раствор, кисель.

Ответ: Коллоидные растворы часто опалесцируют или выглядят мутными, в отличие от всегда прозрачных истинных растворов.

4. Устойчивость к коагуляции

Растворы по-разному ведут себя при добавлении других веществ.

• Истинные растворы являются термодинамически устойчивыми системами. Растворенное вещество не выпадает в осадок с течением времени или при добавлении небольшого количества электролита (соли).
• Коллоидные растворы менее устойчивы. Их частицы могут слипаться (коагулировать) и выпадать в осадок при добавлении электролитов, при нагревании или длительном хранении.

Ответ: Устойчивость коллоидного раствора можно нарушить, вызвав коагуляцию (осаждение) частиц, например, добавив соль. Истинный раствор в таких условиях остается стабильным.