Номер 2, страница 78 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 16. Дисперсные системы. Глава IV. Растворы - номер 2, страница 78.

Условие.

2. Охарактеризуйте коллоидные растворы. Чем они отличаются от истинных растворов?

Решение.

Решение 2.

Коллоидные растворы (или золи) — это дисперсные системы, которые занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами (взвесями, суспензиями). Они состоят из дисперсионной среды (сплошная фаза) и дисперсной фазы (раздробленное вещество). Ключевой особенностью коллоидных растворов является размер частиц дисперсной фазы, который находится в диапазоне от $1$ до $100$ нанометров ($1 \text{ нм} = 10^{-9} \text{ м}$).

Характеристика коллоидных растворов:

• Гетерогенность: В отличие от истинных растворов, коллоидные системы являются гетерогенными (микрогетерогенными). Это означает, что, несмотря на внешнюю однородность, в них существует поверхность раздела фаз между частицами дисперсной фазы и дисперсионной средой.
• Кинетическая устойчивость: Частицы в коллоидном растворе находятся в непрерывном хаотическом движении, которое называется броуновским движением. Оно возникает из-за постоянных толчков со стороны молекул дисперсионной среды. Это движение, а также наличие на поверхности частиц одноименного электрического заряда (двойного электрического слоя), препятствует их оседанию под действием силы тяжести и слипанию (коагуляции). Таким образом, система является кинетически устойчивой, но термодинамически неустойчивой.
• Оптические свойства: Важнейшим отличительным свойством коллоидных растворов является их способность рассеивать свет. Это явление называется эффектом Тиндаля. Если через такой раствор пропустить пучок света, его путь становится видимым сбоку в виде светящегося конуса. Истинные растворы этим свойством не обладают, так как размер их частиц слишком мал для рассеяния света.
• Примеры: Примерами коллоидных растворов в природе и быту служат молоко (эмульсия жира в воде), кровь (суспензия форменных элементов в плазме), туман, дым, цитоплазма клеток, растворы крахмала, желатина, клея.

Отличия коллоидных растворов от истинных растворов:

Главные отличия обусловлены разницей в размере частиц дисперсной фазы.

1. Размер частиц: В истинных растворах вещество диспергировано до отдельных молекул или ионов, размер которых меньше $1$ нм. В коллоидных растворах частицы — это агрегаты молекул (мицеллы) или макромолекулы размером от $1$ до $100$ нм.
2. Гомогенность vs Гетерогенность: Истинные растворы являются гомогенными (однородными, однофазными) системами. Коллоидные растворы — гетерогенные (неоднородные, двухфазные) системы.
3. Оптические свойства: Истинные растворы прозрачны и не рассеивают свет. Коллоидные растворы часто опалесцируют (мутноваты) и всегда проявляют эффект Тиндаля.
4. Фильтрация: Частицы истинного раствора проходят через обычные бумажные фильтры и через ультрафильтры (полупроницаемые мембраны). Коллоидные частицы проходят через бумажные фильтры, но задерживаются ультрафильтрами.
5. Устойчивость: Истинные растворы термодинамически устойчивы и могут существовать неограниченно долго без разделения компонентов. Коллоидные растворы термодинамически неустойчивы, но обладают кинетической устойчивостью. Со временем или под внешним воздействием (нагревание, добавление электролитов) они могут разрушаться в процессе коагуляции.

Ответ: Коллоидные растворы — это микрогетерогенные дисперсные системы с размером частиц дисперсной фазы от $1$ до $100$ нм. Они характеризуются броуновским движением частиц, относительной кинетической устойчивостью и способностью рассеивать свет (эффект Тиндаля). От истинных растворов они отличаются большим размером частиц, гетерогенностью (в отличие от гомогенности истинных растворов), способностью рассеивать свет, а также меньшей термодинамической устойчивостью, из-за чего способны к коагуляции.