Вопрос ✔, страница 44 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава I. Строение веществ. Параграф 9. Дисперсные системы. Вопрос в параграфе - страница 44.

Условие.

Окружающий мир представляет собой сложную совокупность множества дисперсных систем, т. е. систем, в которых одно вещество (дисперсная фаза) равномерно распределено в объёме другого (дисперсионная среда). Как классифицируют дисперсные системы и какую роль они играют в жизни природы и общества?

Решение.

Решение 2.

Как классифицируют дисперсные системы

Дисперсные системы классифицируют по нескольким основным признакам. Наиболее распространенными являются классификации по размеру частиц дисперсной фазы и по агрегатному состоянию фазы и среды.

1. Классификация по размеру частиц дисперсной фазы:

• Грубодисперсные системы (взвеси). Размер частиц превышает 100 нм. Эти системы гетерогенны (неоднородны), их частицы можно увидеть в обычный микроскоп или даже невооруженным глазом. Они термодинамически неустойчивы и со временем разделяются на компоненты (оседают или всплывают). Примеры:
  • Суспензии (твердая фаза в жидкой среде): взвесь песка в воде, краски, побелка.
  • Эмульсии (жидкая фаза в жидкой среде): молоко, майонез, сырая нефть.
• Тонкодисперсные (коллоидные) системы (золи). Размер частиц составляет от 1 до 100 нм. Частицы не видны в обычный микроскоп, но способны рассеивать свет (эффект Тиндаля). Эти системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами и обладают относительной устойчивостью. Примеры: цитоплазма клеток, плазма крови, белок куриного яйца в воде, клей.
• Истинные растворы (молекулярные или ионные). Размер частиц менее 1 нм. Это гомогенные (однородные) системы, в которых дисперсная фаза распределена в виде отдельных молекул или ионов. Они термодинамически устойчивы и не разделяются со временем. Примеры: раствор сахара или соли в воде, воздух (смесь газов).

2. Классификация по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды:

Сочетание трех агрегатных состояний (газ, жидкость, твердое тело) дает 8 основных типов дисперсных систем, так как система газ/газ является гомогенной смесью.

• Среда — газ:
  • Жидкие аэрозоли (жидкость в газе): туман, облака, спреи.
  • Твердые аэрозоли (твердое тело в газе): дым, пыль.
• Среда — жидкость:
  • Пены (газ в жидкости): мыльная пена, взбитые сливки.
  • Эмульсии (жидкость в жидкости): молоко, майонез.
  • Золи и суспензии (твердое тело в жидкости): краски, речная вода.
• Среда — твердое тело:
  • Твердые пены (газ в твердом теле): пемза, пенопласт, хлеб.
  • Гели (жидкость в твердом теле): желе, мармелад, опал.
  • Твердые золи (твердое тело в твердом теле): цветные стекла (например, рубиновое стекло), некоторые сплавы металлов.

Ответ: Дисперсные системы классифицируют в первую очередь по размеру частиц дисперсной фазы (на грубодисперсные, коллоидные системы и истинные растворы) и по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды (аэрозоли, пены, эмульсии, суспензии, гели и др.).

Какую роль они играют в жизни природы и общества

Дисперсные системы имеют фундаментальное значение, являясь основой большинства природных объектов, живых организмов и множества материалов и технологий, созданных человеком.

Роль в природе:

• Атмосфера: Туман, облака (жидкие аэрозоли), дым и пыль (твердые аэрозоли) определяют погоду, климат, оптические явления (закаты, рассветы) и влияют на тепловой баланс Земли.
• Гидросфера: Природные воды (реки, озера, моря) — это сложные дисперсные системы, содержащие растворенные соли (истинные растворы) и взвешенные частицы ила, глины (суспензии). Это определяет их химический состав и биологическую продуктивность.
• Литосфера: Почва представляет собой сложнейшую дисперсную систему, включающую твердые частицы, воду с растворенными веществами, воздух и органические коллоиды (гумус), что обеспечивает ее плодородие. Многие горные породы (например, гранит) являются твердыми дисперсными системами.
• Биологические системы: Все живые организмы по своей сути являются совокупностью сложных дисперсных систем. Кровь, лимфа, цитоплазма клеток, межклеточная жидкость — это коллоидные растворы. Процессы пищеварения (например, эмульгирование жиров), мышечного сокращения и переноса веществ основаны на свойствах дисперсных систем.

Роль в жизни и деятельности общества:

• Пищевая промышленность: Большинство продуктов питания являются дисперсными системами: молоко, сливочное масло, майонез (эмульсии), хлеб (твердая пена), желе, мармелад (гели), соки с мякотью (суспензии), газированные напитки (пена).
• Строительство: Цементные и бетонные растворы, керамика, силикатные кирпичи, а также теплоизоляционные материалы (пенопласт, пенобетон) — все это дисперсные системы.
• Химическая промышленность: Производство пластмасс, каучуков, синтетических волокон, лаков, красок, клеев, моющих средств немыслимо без использования и контроля свойств дисперсных систем.
• Медицина и фармацевтика: Многие лекарства производятся в виде суспензий, эмульсий, мазей (гелей) и аэрозолей для ингаляций. Это позволяет регулировать скорость всасывания и доставку действующего вещества к органам.
• Косметология: Кремы, лосьоны, гели, шампуни, зубные пасты представляют собой сложные многокомпонентные дисперсные системы (эмульсии, суспензии, гели).
• Охрана окружающей среды: Процессы очистки сточных вод (коагуляция и флокуляция примесей) и промышленных газов от пыли и дыма основаны на методах разрушения или улавливания дисперсных частиц.

Ответ: Дисперсные системы играют ключевую роль в природе (атмосферные явления, состав природных вод, почвообразование, функционирование живых организмов) и в обществе (пищевая, химическая, строительная промышленность, медицина, бытовая химия), являясь основой множества важнейших природных объектов и технологических процессов.