Најважније из лекције
Састав дисперзног система: Састоји се од дисперзионог средства (средина у којој се врши распршивање) и дисперговане фазе (уситњене честице распршене супстанце).
Класификација према величини честица:
Класификација према величини честица:
- Грубо дисперзни (\(d > 100\text{ nm}\)): нестабилни, таложе се, задржавају на филтер-хартији (суспензије: чврсто у течном; емулзије: течно у течном).
- Колоидни (\(1\text{ nm} \le d \le 100\text{ nm}\)): релативно стабилни, не таложе се спонтано (пене, гелови, солови, аеросолови).
- Прави раствори (\(d < 1\text{ nm}\)): хомогени системи састављени од растварача и растворка.
Дисперзни системи су смеше у којима су једна или више супстанци, у већој или мањој мери уситњених, равномерно распоређене у окружујућој супстанци.
Дисперзионо средство је супстанца у којој су распоређене честице друге супстанце (окружујућа средина).
Диспергована фаза представља супстанцу (или више њих) која је у облику уситњених честица распршена у дисперзионом средству.
| Агрегатно стање дисперговане фазе | Агрегатно стање дисперзионог средства | Примери дисперзних система |
|---|---|---|
| Гасовито | Гасовито | Ваздух, праскави гас |
| Течно | Пене за гашење пожара, пена од беланаца, кисеоник у води | |
| Чврсто | Шећерна пена, сунђер | |
| Течно | Гасовито | Магла, облаци |
| Течно | Раствор алкохола у води, емулзије | |
| Чврсто | Вода у бутеру, жива у сребру | |
| Чврсто | Гасовито | Аеросоли, чађави дим, смог |
| Течно | Слана и слатка вода, суспензије | |
| Чврсто | Бронза, челик, стакло, опал, рубин |
У ваздуху је азот дисперзионо средство (јер га има највише), док су кисеоник, угљен-диоксид, аргон и остали гасови дисперговане фазе.
Одреди шта је дисперзионо средство, а шта диспергована фаза у бронзи (хомогена смеша која се састоји од бакра и калаја, при чему бакра има знатно више).
Дисперзионо средство је бакар (компонента које има више), а диспергована фаза је калај.
Према димензијама честица дисперговане фазе, дисперзни системи се деле на три категорије:
| Врста дисперзног система | Величина честица дисперговане фазе | Основни примери |
|---|---|---|
| Грубо дисперзни системи | Веће од \(100\text{ nm}\) (\(d > 100\text{ nm}\)) | Мутна речна вода, скроб у хладној води, масноћа у млеку |
| Колоидно дисперзни системи | Од \(1\text{ nm}\) до \(100\text{ nm}\) (\(1\text{ nm} \le d \le 100\text{ nm}\)) | Пена од беланаца, козметичке креме, гелови, магла |
| Молекулско дисперзни системи (прави раствори) | Мање од \(1\text{ nm}\) (\(d < 1\text{ nm}\)) | Раствор кухињске соли у води, инфузиони раствор, шећер у води |
Системи са најкрупнијим честицама дисперговане фазе (\(> 100\text{ nm}\)), које се често могу уочити и голим оком.
Грубо дисперзни системи су нестабилни. Под дејством гравитације честице се таложе (седиментирају) на дно посуде и не пролазе кроз филтер-хартију.
За раздвајање састојака грубо дисперзних система користе се поступци: филтрирање (цеђење), декантовање (одливање) и центрифугирање.
Суспензије су грубо дисперзни системи у којима је диспергована фаза у чврстом, а дисперзионо средство у течном агрегатном стању (нпр. мутна речна вода, смеша креде и воде).
Емулзије су грубо дисперзни системи сачињени од две или више течности које се међусобно не мешају (нпр. капљице масти у млеку, смеша уља и воде).
Шта ће се догодити са мутном речном водом након што неко време одстоји у чаши и којим поступком се течност може потпуно бистрити?
Честице чврсте супстанце ће се услед гравитације истоложити на дно чаше (седиментација). Течност се може одвојити декантовањем (одливањем) или филтрирањем кроз филтер-хартију.
Системи у којима су димензије честица дисперговане фазе између \(1\text{ nm}\) и \(100\text{ nm}\).
За разлику од грубо дисперзних система, колоидни системи могу бити врло стабилни захваљујући специфичним интеракцијама између површине честица дисперговане фазе и дисперзионог средства.
Колоидни раствори су колоидни системи код којих је дисперзионо средство у течном агрегатном стању.
Колоидно дисперзни системи се јављају у различитим облицима:
- Колоидне пене: чврста пена (шећерна пена), течна пена (улупано беланце);
- Емулзије: козметичке креме, мајонез;
- Гелови и солови: фотографски слој сребро-јодида, пихтије, желатин;
- Аеросолови: дим, магла, спрејеви.
Хомогене смеше код којих су честице дисперговане фазе уситњене до димензија појединачних молекула или јона (мање од \(1\text{ nm}\)).
Растварач је дисперзионо средство у правом раствору.
Растворена супстанца (растворак) је диспергована фаза у правом раствору.
Правила за одређивање растварача:
- Растварач је супстанца која је истог агрегатног стања као и настали раствор.
- Ако су све супстанце истог агрегатног стања као раствор, растварач је она супстанца које има највише (у највећој маси/запремини).
Вода је најраспрострањенији и најзначајнији поларни растварач у природи (нпр. инфузиони раствор је прави раствор глукозе и соли у води).
Одређивање растварача у различитим смешама:
- \(15\text{ g}\) шећера (чврсто) \(+\) \(100\text{ g}\) воде (течно) \(\rightarrow\) раствор је течан, па је растварач вода.
- \(70\text{ g}\) етанола (течно) \(+\) \(30\text{ g}\) воде (течно) \(\rightarrow\) растварач је етанол (има га више).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): У лабораторијској чаши се налази бистра течност у којој су честице дисперговане фазе величине \(0{,}6\text{ nm}\). Којој врсти дисперзних система према величини честица припада ова смеша?
Пошто је величина честица мања од \(1\text{ nm}\) (\(0{,}6\text{ nm} < 1\text{ nm}\)), смеша припада молекулско дисперзним системима (правим растворима).
Задатак 2 (средњи): Помешано је \(120\text{ g}\) воде и \(180\text{ g}\) чистог медицинског алкохола (етанола). Одреди шта је у овом раствору растварач, а шта растворена супстанца и образложи одговор.
Обе супстанце су у течном агрегатном стању. Према правилу, када су компоненте истог агрегатног стања, растварач је супстанца које има више у смеши.
Растварач: алкохол (етанол), јер га има \(180\text{ g}\).
Растворена супстанца: вода, јер је има мање (\(120\text{ g}\)).
Растварач: алкохол (етанол), јер га има \(180\text{ g}\).
Растворена супстанца: вода, јер је има мање (\(120\text{ g}\)).
Задатак 3 (средњи): Дата су три дисперзна система: смеша скроба у хладној води, раствор кухињске соли у води и магла.
а) Разврстај их на грубо, колоидно и молекулско дисперзне системе.
б) Који од ових система се може раздвојити обичним филтрирањем помоћу филтер-хартије?
а) Разврстај их на грубо, колоидно и молекулско дисперзне системе.
б) Који од ових система се може раздвојити обичним филтрирањем помоћу филтер-хартије?
а)
- Скроб у хладној води: грубо дисперзни систем (суспензија);
- Магла: колоидно дисперзни систем (аеросол);
- Раствор кухињске соли: молекулско дисперзни систем (прави раствор).
Задатак 4 (тежак): За сваки од наведених дисперзних система одреди агрегатно стање дисперговане фазе и дисперзионог средства:
1) Пена од беланаца
2) Дим
3) Магла
4) Бронза
1) Пена од беланаца
2) Дим
3) Магла
4) Бронза
- Пена од беланаца: диспергована фаза је гас, а дисперзионо средство је течност.
- Дим: диспергована фаза су чврсте честице (чађ), а дисперзионо средство је гас (ваздух).
- Магла: диспергована фаза су течне капљице (вода), а дисперзионо средство је гас (ваздух).
- Бронза: диспергована фаза је чврста супстанца (калај), а дисперзионо средство је чврста супстанца (бакар).
