Лекция по химии на тему "Коллоидные растворы"

Методическое пособие

Тема: Изучение коллоидных растворов.

Дисциплина: Химия

Курс:  2

Семестр: 3

Составила: Поливанова Т.В., преподаватель химии, первой квалификационной категории 

Москва

2015

Содержание:

1.     Мотивация темы  ………………… …..стр.4

2.     Цели  и задачи..………………………. .стр. 4

3.     Информационный блок  ……………... стр.5

4.     Контролирующий блок ……………….стр. 18

1.Мотивация темы

Коллоидные системы широко распространены в природе. Белки, кровь, лимфа, углеводы, пектины находятся в коллоидном состоянии. Многие отрасли производства (пищевая, текстильная, резиновая, кожевенная, лакокрасочная, керамическая промышленности, технология искусственного волокна, пластмасс, смазочных материалов) связаны с коллоидными системами. Производство строительных материалов (цемент, бетон, вяжущие растворы) основано на знании свойств коллоидов. Угольная, торфяная, горнорудная и нефтяная промышленность имеют дело с дисперсными материалами (пылью, суспензиями, пенами). Особое значение коллоидная химия приобретает в процессах обогащения полезных ископаемых, дробления, флотации и мокрого обогащения руд. Фото- и кинематографические процессы также связаны с применением коллоидно-дисперсных систем.

    К объектам коллоидной химии следует отнести все многообразие форм растительного и животного мира, в частности, типичными коллоидными образованиями являются мышечные и нервные клетки, клеточные мембраны, волокна, гены, вирусы, протоплазма, кровь. Поэтому ученый-коллоидник И.И.Жуков констатировал, что «человек по существу – ходячий коллоид». В свете этого, технологию лекарственных средств (мазей, эмульсий, суспензий, аэрозолей, порошков), действие различных лекарств на организм невозможно представить без знаний коллоидной химии.

2.Цели и задачи.

Цель: приобретение системных знаний о коллоидно-дисперсных системах в зависимости от признаков классификации, о методах получения, очистки и об устойчивости дисперсных систем и умение применять эти знания к конкретным системам, встречающиеся в биологических объектах.

Задачи:

образовательная:  

ознакомить студентов с понятием дисперсные системы, коллоидные растворы.

ознакомить студентов с методами получения коллоидных растворов.

разъяснить студентам способы очистки коллоидных растворов, строение мицеллы.

ознакомить студентов со свойствами коллоидных растворов.

развивающая:

продолжить и расширить познавательную деятельность студентов, а также их представления о способах получения коллоидных растворов.

продолжить развивать и расширить представления студентов о диализе, электродиализе, ультрафильтрации, о составных частях коллоидной частицы, и их практическом значении в повседневной жизни.

воспитывающая:

продолжить воспитывать внимательность, наблюдательность, эстетические чувства, навыки работы с техникой.

3.     Информационный блок.

Дисперсные системы – гетерогенные системы, в которых одно вещество (дисперсная фаза) равномерно распределено в другом (дисперсионная среда). Свойства вещества в раздробленном (дисперсном) состоянии значительно отличаются от свойств того же вещества, находящегося в виде твердого тела или некоторого объема жидкости.

Существует несколько различных классификаций дисперсных частиц: по размеру частиц, по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по характеру взаимодействия частиц дисперсной фазы с молекулами дисперсионной среды, по термодинамической и кинетической устойчивости.

В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы а выделяют следующие дисперсные системы

Дисперсные системы

Размер частицы	Название
а ≤ 10-9 м	Истинные растворы
а = 10-9–10-7 м	Коллоидные системы
а ≥ 10-7–10-5 м	Грубодисперсные системы

Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды приведена в таблице

Классификация дисперсных систем

Дисперсная фаза	Дисперсионная среда
	Газ	Жидкость	Твердое тело
Газ	Не образуется	Пена	Твердая пена
Жидкость	Аэрозоль	Эмульсия	Твердая эмульсия
Твердое тело	Аэрозоль, порошок	Суспензия и золь	Твердый золь

Коллоидные растворы

Коллоидное состояние характерно для многих веществ, если их частицы имеют размер от 10ˉ⁷ до 10ˉ⁵ см. Суммарная их поверхность огромна, и она обладает поверхностной энергией, за счет которой может адсорбировать частицы из раствора. Образующаяся коллоидная частица называется мицеллой. Она имеет сложное строение и состоит из ядра, адсорбированных ионов, противоионов.

Если растворитель взаимодействует с ядром частицы, то образуются лиофильные коллоиды, если не взаимодействует – то лиофобные коллоиды.

Историческая справка

Обычно считают, что основателем коллоидной химии является английский ученый Томас Грэм(1805-1869), который в 50-60-е годы позапрошлого столетия ввел в обращение основные коллоидно-химические понятия. Однако не следует забывать, что у него имелись предшественники, и прежде всего – Яков Берцелиус, итальянский химик Франческо Сельми. В 30-е годы XIX века Берцелиус описал ряд осадков, проходящих при промывании через фильтр (кремниевая и ванадиевая кислоты, хлористое серебро, берлинская лазурь и др.). Эти проходящие через фильтр осадки Берцелиус назвал «растворами», но в то же время он указал на их близкое сродство с эмульсиями и суспензиями, со свойствами которых он был хорошо знаком. Франческо Сельми в 50-е годы XIX века продолжил работы в этом направлении, ища физико-химические различия между системами, образованными осадками, проходящими через фильтр (он назвал их «псевдорастворами») и обычными истинными растворами.

Английский ученый Майкл Фарадей^(*) в 1857 г. синтезировал коллоидные растворы золота – взвесь Au в воде размерами частиц от 1 до 10 нм. и разработал методы их стабилизации.

Эти «псевдорастворы» рассеивают свет, растворенные в них вещества выпадают в осадок при добавлении небольших количеств солей, переход вещества в раствор и осаждение из него не сопровождаются изменением температуры и объема системы, что обычно наблюдается при растворении кристаллических веществ.

Томас Грэм развил эти представления о различии между «псевдорастворами» и истинными растворами и ввел понятие «коллоид».  Грэм обнаружил, что вещества, способные к образованию студнеобразных аморфных осадков, такие как гидроокись алюминия, альбумин, желатина, диффундируют в воде с малой скоростью по сравнению с кристаллическими веществами (NaCl, сахароза). В то же время кристаллические вещества легко проходят в растворе через пергаментные оболочки («диализируют»), а студнеобразные вещества не проходят через эти оболочки. Принимая клей за типичный представитель студнеобразных не диффундирующих и не диализирующих веществ, Грэм дал им общее название «коллоид», т.е. клееобразный (от греческого слова колла – клей). Кристаллические вещества и вещества, хороши диффундирующие и диализирующие он назвал «кристаллоидами».

Мицелла и её строение

Коллоидная частица представляет собой ядро из малорастворимого вещества коллоидной дисперсности, на поверхности которого адсорбируются ионы электролита раствора. Ионы электролита обеспечивают устойчивость золя, поэтому данный электролит называют ионным стабилизатором. Значит, коллоидная частица представляет собой комплекс, состоящий из ядра, вместе с адсорбционным слоем противоионов. Агрегат частицы или ядро представляет собой вещество кристаллического строения, состоящий из сотен или тысячи атомов, ионов или молекул, окружённый ионами. Ядро вместе с адсорбированными ионами называется гранулой. Так гранула имеет определённый заряд. Вокруг неё собираются противоположно заряженные ионы, придающие ей в целом электронейтральность. Вся система, состоящая из гранулы и окружающих её ионов называется мицеллой и является электронейтральной. Жидкая фаза, окружающая мицеллу, называется интермицелярной жидкостью. Это можно представить в виде следующей краткой схемы:

гранула, т.е. коллоидная частица = ядро + адсорбционный слой + противоионный слой + диффузный слой

мицелла = гранула + противоионы

золь = мицеллы + интермицеллярная жидкость.




Рассмотрим в качестве примера золь As₂S₃ (рис 7). Для получения данного золя на мышьяковую кислоту нужно подействовать сероводородом. Протекающую реакцию можно написать следующим образом:

2H₃AsО₃+ 3H₂S= As₂S₃+ 6 H₂О


Избыток H₂S в данной системе играет роль ионного стабилизатора. H₂S частично диссоциирует на ионы:


H₂S↔ HS^-+ H⁺

Из этих ионов HS^- ионы адсорбируются на поверхности ядра мицеллы As₂S₃, поэтому в этой системе:

[ As₂S₃ ]_n- агрегат

[ As₂S₃ ]_n, m HS^- -ядро

{[ As₂S₃ ]_n, m HS ^-,(m-x) Н⁺}^-x -гранула

{[ As₂S₃ ]_n, m HS ^-,(m-x) Н⁺}^-x Н⁺- мицелла

Ядра мицелл имеют кристаллическое строение. Процесс образования коллоидных частиц был подробно исследован В.А. Каргиным и З.Я. Берестневой в 1953 году при помощи электронного микроскопа и создана новая теория. Согласно этой теории механизм образования коллоидной частицы происходит в два этапа: сначала образуются шарообразные частицы, находящиеся в аморфном состоянии, в дальнейшем же внутри аморфных частиц возникают мелкие кристаллы. Благодаря возникновению кристаллических структур внутри аморфных частиц создаётся напряжение и согласно минимуму внутренней энергии системы при соблюдении условий (∆Н<0, ∆S<0), |∆Н| >|Т∆S|, ∆G<0) происходит самопроизвольный процесс распада на множество мелких кристаллических частиц и эти кристаллы становятся центром мицеллы. Скорость кристаллизации для различных золей различна.

Методы получения коллоидных растворов

Коллоидные растворы могут быть получены:

1. Дисперсионными методами, основанными на дроблении, или диспергировании крупных частиц вещества до коллоидных размеров. Диспергирование можно проводить механическим измельчением, электрическим распылением и так далее.

К дисперсным методам относятся – процесс образования золей из гелей или рыхлых осадков при действии на них пептизаторов (в большинстве случаев электролитов), адсорбирующихся на поверхности коллоидных ядер и способствующих их взаимодействию с дисперсионной средой.

2. Конденсационными методами, основанными на агрегации молекул или ионов более крупные частицы. Агрегацию частиц можно осуществлять различными способами.

При конденсационном методе рост частиц прекращается задолго до образования термординамически устойчивой поверхности раздела. Поэтому коллоидные системы, независимо от способа получения, являются термодинамически неустойчивыми. Со временем, в результате стремления к термодинамически более выгодному состоянию, коллоидные системы прекращают существование вследствие коагуляции – процесса укрупнения частиц.

К физико-химической конденсации относится метод замены растворителя, который сводится к тому, что вещество, из которого предполагается получить золь, растворяют в соответствующем растворителе в присутствии стабилизатора (или без него) и затем раствор смешивают с избытком другой жидкости, в которой вещество нерастворимо. В результате образуется золь. Так получают золи серы, канифоли.  За счет чего в данном случае возникает пресыщение.

Химический метод конденсации основан на реакциях, приводящих к возникновению твердого продукта.

 а) Реакции восстановления.

Например, получение золей золота и серебра при взаимодействии солей этих металлов с восстановителями:

2KAuO2 + 3HCHO + K2CO3 → 2Au + 3HCOOK + KHCO3 + H2O.

{[mAu]·nAuO2–·(n–x)К+}x–·xК+ – мицелла золя золота.

б) Реакции окисления.

Например, получение золя серы:

2Н2S + O2 → 2S + 2H2O.

Строение мицеллы полученного золя можно представить следующей формулой:

{[mS]·nS5O62–·2(n–x)H+}·2xH+.

в) Реакции обмена. Например, получение золя сульфата бария. 

При использовании реакций обмена состав мицелл зависит от того, в каком порядке сливают растворы реагентов! 

г) Реакции гидролиза.

Например, красно-бурый золь гидроксида железа (III) получается, если в кипящую воду добавить небольшое количество хлорида железа (III): FeCl3 + H2O → Fe(OH)3 + 3HCl.                                                                   

Строение мицеллы золя Fe(OH)3 в зависимости от того, какой ион является стабилизатором, может быть выражено формулами:

 {[mFe(OH)3]·nFeO+·(n–x)Cl–}x+·xCl–

или {[mFe(OH)3]·nFe3+·3(n–x)Cl–}3x+·3xCl–

или {[mFe(OH)3]·nH+·(n–x)Cl–}x+·xCl–.

Примером получения коллоидных систем кристаллизацией является кристаллизация из пересыщенного раствора сахарозы в производстве сахара. Процесс десублимации имеет место при образовании облаков, когда в условиях переохлажденного состояния из водяных паров образуются сразу кристаллики, а не капли воды.

Свойства коллоидных систем:

·        рассеивание света (опалесценция) (указывает на неоднородность, многофазность системы). 

Опалесценция становится особенно заметной, если, как это делал Тиндаль ⁽через коллоидный раствор пропускать пучок сходящихся лучей, поставив между источником света и кюветой с раствором линзу. При этом растворы, прозрачные в проходящем свете, в боковом освещении проявляют все свойства мутных сред. В коллоидной жидкости, наблюдаемой сбоку, образуется яркий светящийся конус (конус Тиндаля).

 

·        медленная диффузия

·        малое осмотическое давление

·        коллоидные растворы способны к диализу, т.е. с помощью мембраны могут быть отделены от примесей

·        способны к коагуляции (разрушению) системы при: добавлении примесей, изменении Т, перемешивании и т.д.

·        иногда обнаруживают явление электрофореза, т.е. частицы в системе могут обладать зарядом.

Устойчивость коллоидных растворов

Различают кинетическую и агрегатную устойчивость коллоидных систем. Кинетическая устойчивость связана со способностью частиц дисперсной фазы к самопроизвольному тепловому движению в растворе, которое известно под названием броуновского движения. Такое хаотичное движение частиц препятствует их соединению. Обычно коллоидные растворы кинетически устойчивы, и разрушение их наступает только после того, как нарушается агрегатная устойчивость раствора.

Агрегатная устойчивость обусловлена тем, что на поверхности коллоидных частиц имеет место адсорбции ионов (молекул) из окружающей среды.

Вещество, адсорбирующееся на ядрах частиц и повышающее устойчивость коллоидных растворов, называется стабилизатором. При ионном стабилизаторе вокруг ядер мицелл возникают двойные электрические слои, затрудняющие их объединение. При молекулярном стабилизаторе на адсорбированных молекулах за счет межмолекулярных сил взаимодействия возникают сольватные оболочки (слои) из молекул дисперсионной среды, мешающие объединению частиц.

Разрушение коллоидных растворов

Процесс укрупнения коллоидных частиц, приводящий к уменьшению степени дисперсности диспергированного вещества, называется коагуляцией. Коагуляция, или слипание частиц, приводит к осаждению (седиментации) крупных агрегатов в виде осадка.

Снижение устойчивости коллоидных систем вызывают введением электролитов, которые изменяют структуру диффузного слоя ионов. Причем коагулирующим действием в электролите обладают только те ионы, (коагуляторы), которые несут заряд, по закону одноименной с зарядом противоиона коллоидной частицы. Коагулирующее действие иона коагулятора тем больше, чем больше его заряд.

Коагуляция – самопроизвольный процесс, возникающий из-за стремления системы перейти в состояние с более низкой поверхностной энергией и более низким значением изобарного потенциала. Процесс седиментации скоагулированного вещества также протекает самопроизвольно. Коагуляция может быть обусловлена различными причинами, наиболее эффективно действие электролитов. Минимальная концентрация электролита в растворе, вызывающая коагуляцию, называется порогом коагуляции. Коагуляция также возникает при смещении двух золей с различными знаками зарядов частиц. Это явление называется взаимной коагуляцией.

Способ очистки коллоидных растворов

методом диализа

При получении коллоидных систем в их составе кроме дисперсной фазы в большом количестве присутствуют кислоты, основания и соли. Для обеспечения устойчивости коллоидного раствора должно содержатся некоторое количество электролита в растворе, однако лишнее количество электролита следует удалить. Удаление лишнего количества электролита из коллоидного раствора называется очисткой коллоидного раствора от электролита. При очистке коллоидных растворов используются методы диализа, ультрафильтрации, электродиализа.

Особенность диализа состоит в том, что коллоидный раствор и присутствующие в нём электролиты отделяются от чистого растворителя (воды) при помощи полупроницаемой мембраны (рис. 4). Молекулы и ионы, способные проходить через такую мембрану будут переходить в раствор, пока не установится равновесие между концентрациями молекул и ионов по обе стороны мембраны. Периодически меняя растворитель можно до определённой степени очистить золь от примесей. Для диализа обычно используют плёнки из коллодия, также перегородки, изготовленные из ацетилцеллюлозы, целлофана и других материалов. Наряду с этим используются и природные плёнки, например, стенки мочевого пузыря.

В сосуд, затянутый мембраной (В) наливают коллоидный раствор (А), после чего он погружается в сосуд, наполненный чистой водой (С). Вода в наружном сосуде перио-дически меняется, т.е. используется проточный диализатор с непрерывной сменой воды. Стенки мочевого пузыря или других мембран имеют очень мелкие отверстия (диаметр их 20-30 мкм). Сквозь эти отверстия могут проходить молекулы или ионы, но не коллоидные частицы. Электролиты, содержащиеся в золе диффундируя в воду, вымываются из коллоидного раствора через мембрану. Сменяя воду можно очистить до определённой степени коллоидный раствор.

методом электродиализа

При электродиализе диализ ускоряется действием электрического тока. Между двумя мембранами М₁ и М₂ помещают коллоидный раствор, который нужно очистить от электролитов (рис. 5). В боковых частях сосуда, в которых непрерывно пропускается чистая вода (растворитель), находятся электроды. При пропускании электрического тока, положительно заряженные ионы направляются к катоду, а отрицательно заряженные к аноду. Ионы электролита, пройдя через мембрану, собираются в той части сосуда, где установлены электроды. Очищенный золь остаётся в средней части сосуда между двумя мембранами. Этот метод используется в основном при очистке органических коллоидов. В промышленности он широко применяется для получения в чистом виде желатина, клея.

 

методом ультрафильтрации

Коллоидные растворы можно очистить путём фильтрации их через полупроницаемые мембраны. Ультрафильтр состоит из воронки Бюхнера (1), мембраны (2), колбы Бюнзена (3) и насоса (4) (рис .6). Для ускорения ультрафильтрацию проводят под давлением. Используя определённую мембрану можно очистить фильтрацией коллоидный раствор от электролита, а также золи друг от друга. Для этого диаметры отверстия мембраны должны быть крупнее частиц одного золя, и меньше частиц другого золя.

Использование в медицине

В медицине коллоидные растворы применяются повсеместно. Вот несколько примеров их использования. Коллоидное серебро, представляющее собой мелкие частицы металла, диспергированные в воде, применяется при лечении ожогов, язвенных болезней желудка и двенадцатиперстной кишки, для промывания слизистой носа в целях предотвращения распространения вирусных инфекций.

Фармацевтическая промышленность предлагает большой выбор коллоидных растворов для различных целей. Среди них встречают универсальные средства, которые можно применять как ранозаживляющие при ожогах, геморрое; противовоспалительные – при насморке, ангине, гайморите; анальгетики – для снятия зубной боли и не только. К таковым относится коллоидный раствор «Миллениум». В состав геля входит алоэ, белок пшеницы, женьшень, витамин Е и прочие полезные добавки. Многие фармацевтические средства для наружного применения на самом деле являют собой коллоидный раствор. Для суставов, например, используется "Артро Комплекс", содержащий такой полезный компонент, как акулий хрящ.

Применение в быту и промышленности

Коллоидные растворы составляют основу моющих и чистящих ПАВов. Загрязнения проникают внутрь мицеллы и таким образом удаляются с поверхности.

Другой важный аспект применения мицеллообразующих ПАВов – производство полимеров, в частности латексов, поливинилового спирта, клеев растительного происхождения. Различные пластмассы, кожзаменители получены на основе эмульсии. ПАВы применяются также при очистке сточных вод и питьевой воды.

Преимущества косметики на основе коллоидных растворов заключаются в проникновении действующих веществ через кожные покровы человека и структуру волос. Такие средства эффективно используются против старения. К ним относится, в частности, гель «Миллениум Нео». Коллоидный раствор помогает содержащимся в нем компонентам достичь глубоких слоев кожи, минуя эпидермис.

Литература:

1.     Пустовалова Л.М., Никанорова И.Е. Общая химия. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 478 с.

2.     Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. – М.: Высшая школа, 2003. – 527 с.

3.     Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия. – М.: Высшая школа, 1990. – 487 с.

4.     Болдырев А.И. Демонстрационные опыты по физической и коллоидной химии. – М.: Высшая школа, 1976. – 256 с.

5.     Контролирующий блок

1.    
Какие системы называются дисперсными?

2.    
Чем отличаются истинные растворы, коллоидные и грубодисперсные системы?

3.    
Назовите и охарактеризуйте методы получения дисперсных систем.

4.    
Что такое пептизация? Каковы виды пептизации?

5.    
Что такое химическая и физическая конденсация? Какие условия должны соблюдаться при получении золя методом химической конденсации?

6.    
Какие оптические свойства характерны для коллоидных систем7

7.    
Чем вызвана необходимость очистки коллоидных систем? Что такое диализ и ультрафильтрация? На каких явлениях основаны эти методы?

8.    
Какие мембраны называют электрохимически активными? Что значит катодная и анодная мембрана?

9.    
Какие виды устойчивости характерны для гидрофобных золей? Какими факторами обусловлены различные виды устойчивости?

10.
Что такое коагуляция? Какие факторы могут ее вызвать? Что называют порогом коагуляции и как он зависит от заряда иона-коагулятора?

11. К водному раствору  медленно прилили избыток водного раствора . Образовался коллоидный раствор. Составьте схему мицеллы, укажите заряд коллоидной частицы (гранулы) и ионы, которые при добавлении в раствор, могут вызывать коагуляцию.

12. К водному раствору  медленно прилили раствор соляной кислоты. Образовался коллоидный раствор. Составьте схему мицеллы, укажите заряд гранулы и ионы, которые при добавлении в раствор могут вызывать коагуляцию.

13. К водному раствору BaCl₂ медленно прилили избыток водного раствора . Образовался коллоидный раствор. Составьте схему мицеллы, укажите заряд гранулы и ионы, которые при добавлении в раствор могут вызывать коагуляцию.

Тест по теме: «Дисперсные системы»

1.

Рассмотрите рисунок, изображающий дисперсную систему. Назовите ее основные компоненты:

1

2

2.

Биологическим гелем является:

1.     хрящ

2.     воздух

3.     облака

4.     речная вода

3.

Распределите дисперсные системы на отдельные группы в зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды: жидкие среды организма, песчаные бури, воздух, попутный газ с капельками нефти, крем, пены, цветные стекла, текстильные ткани, шипучие напитки, медицинские и косметические средства, пористый шоколад, молоко, кирпич и керамика, природный газ, влажная почва, горные породы, строительные растворы, пасты, смог, порошки, нефть, пыль в воздухе, гели, дымы, сплавы, туман, золи.

Среда                                                                                Фаза

Г – газообразное вещество; Ж – жидкое вещество; Т – твердое вещество

4.

Сходство суспензий и эмульсий заключается в том, что:

1.     это гетерогенные системы

2.     частицы видны не вооруженным глазом

3.     они легко осаждаются

4.     все ответы верны

5.

Эмульсией является:

1.     молоко

2.     пена

3.     желе

4.     туман

6.

К грубодисперсным системам относится:

1.     раствор

2.     золь

3.     суспензия

4.     гель

7.

Дисперсной фазой керамических изделий является:

1) твердое вещество

2) газ

3) жидкость

4) зависит от вида керамического изделия

8.

К эмульсиям относится:

1) крем

2) речной ил

3) цветное стекло

4) текстильные ткани

9.

Дисперсная фаза шипучих напитков:

1) азот

2) вода

3) углекислый газ

4) кислород

10.

Укажите рисунок, иллюстрирующий эффект Тиндаля в коллоидном и истинном растворах:

11.

Аэрозолем является:

1) пудра

2) пылевое облако

3) лак для волос

4) все ответы верны

12.

Хроматография – это:

1.     способ разделения неоднородных смесей

2.     вид дисперсной системы

3.     дисперсионная среда

4.     способ разделения однородных смесей

13.

Эмульсия — это система, образованная:

1) твердым веществом и газом

2) двумя различными жидкостями

3) жидкостью и газом

4) жидкостью и твердым веществом

14.

Установите соответствие между примерами дисперсных систем и их названием:

ДИСПЕРСНАЯ СИСТЕМА

ПРИМЕР

1) суспензия

^{А) молоко}

2) эмульсия

Б) яичный белок

3) коллоидный раствор

В) взвесь ила

4) раствор

Г) раствор сахара

ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ

по теме: «Дисперсные системы»

1.

1 - дисперсная фаза; 2 - дисперсионная среда

2.

1

3.

Среда

Фаза

Г

Ж

Т

Г

воздух,

природный газ

туман, попутный газ

с капельками нефти

пыль в воздухе, дымы, смог, песчаные бури

Ж

шипучие напитки,

пены

нефть, крем, молоко,

жидкие среды организма

золи, гели, пасты,

строительные растворы

Т

порошки,

текстильные ткани,

кирпич и керамика

влажная почва,

медицинские и косметические средства

горные породы,

цветные стекла,

сплавы

4.

4

5.

1

6.

3

7.

2

8.

1

9.

3

10.

а - эффект Тиндаля в истинном растворе

б - эффект Тиндаля в коллоидном растворе

11.

3

12.

4

13.

2

14.

1 - В; 2 - А; 3 - Б; 4 - Г

Приложение

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ЗАНЯТИЯ
Дисциплина:			Химия
Курс:	2		Семестр:					3
Тема занятия:						Изучение коллоидных растворов-методов получения свойств
Место занятия:						Кабинет химии № 54
Время:		90				мин.
Вид занятия:						практическое
Цели занятия:
Образовательные:				Сформировать представление о коллоидных растворах, способах их получения, свойствах, классификации.
				Научить студентов понятиям диализ, коагуляция, седиментация. Дать представление о факторах устойчивости золей. Научить студентов получать коллоидный раствор, объяснять образование заряда на коллоидной частице, объяснять явления коагуляции, седиментации при действии электролитов-коагулянтов.
Развивающие:				Развивать: учебно-информационные навыки: умение извлекать информацию из устного сообщения, справочных таблиц,  наблюдаемых процессов; учебно-логические: умение анализировать данные, выявлять сущность наблюдаемых процессов, обобщать и делать выводы, формулировать определения понятий. учебно-организационные: организовывать самостоятельную деятельность, совершенствовать навыки самооценки знаний и умений.
Воспитательные:				Совершенствовать коммуникативные умения в ходе коллективного обсуждения, развивать умения формулировать и аргументировать собственное мнений, развивать самостоятельность.
Междисциплинарные связи:
Обеспечивающие:							биология
Обеспечиваемые:							Гигиена, биохимия, МКЛИ
Обеспечение занятия:
1. Оборудование:									Рабочее место в учебной лаборатории оснащено для работы на каждого студента. Лабораторная посуда, реактивы.
2. Методическое оснащение:									1.    инструкция по технике безопасности; 2.    методическая разработка занятия
3. Таблицы:									Растворимость оснований, кислот, солей в воде
4. Технические средства         обучения									Компьютер, мультимедийное сопровождение.
Литература:
1. Основная:					Пустовалова Л.М., Никанорова И.Е.. Общая химия. – Ростов н/Д : Феникс, 2006. – 478 с.
2. Дополнительная:					1.  Чернобельская Г.М., Чертков И.Н. Химия. М.: Дрофа, 2005. 2. Габриелян О.С. Химия. 11. – М.:Дрофа, 2004г.
Формы организации учебной деятельности: Коллективная,  индивидуальная.
Виды познавательной деятельности: участие в проблемной беседе, практическая работа. Способы управления познавательной деятельностью: Ознакомление с целями и задачами урока, видами контроля. Ход занятия

Содержание занятия.

№ элемента	Этапы занятия	Время	Методы обучения	Деятельность преподавателя		Деятельность студентов
1.	Организационный момент.	2 мин.		Проверка внешнего вида, отсутствующих. Заполняет журнал, отмечает отсутствующих. Сообщает  студентам  тему, её значимость, ставит  цели, план занятия.		Сообщают  отсутствующих.  Записывают  в  тетрадь  тему, цели,  план  занятия.
2.	Контроль исходно-го уровня знаний. Актуализация опорных знаний и умений.	5 мин.	Устный опрос (фронтальный)	Проводит  опрос  (фронтальный – см. методическое пособие для студентов),  корректирует ответы,  участвует  в  обсуждении  ответов.		Отвечают  на  вопросы,  участвуют  в  обсуждении  ответов  на  вопросы.
3.	Мотивация учебной деятельности	3 мин.	Примеры, объяснение как пользоваться методическим пособием	Объясняет важность изучаемой темы, приводит примеры		Слушают преподавателя
4.	Инструктаж по теме (Изложение нового материала)	20 мин.	Блок материалов по изучению новой темы. Проблемная беседа	Объясняет важность изучаемой темы, приводит конкретные примеры, демонстрирует поэтапно манипуляционную технику		Слушают преподавателя, конспектируют, участвуют в обсуждении алгоритма манипуляций.
5.	Выполнений манипуляций и оформление рабочих дневников.	40 мин.	Репродуктивный, практический	Контроль  выполнения  манипуляций. Анализирует выполнение манипуляционной техники, производит коррекцию выполнения техники.		Выполняют  манипуляции; оформляют  дневники.
6.	Рефлексия.	10 мин.	Закрепление полученных знаний и умений путём    выполне-ния индивиду-альных заданий	Проверка индивидуальных заданий, рабочих дневников.		Выполняют индивидуальные задания. Представляют рабочие дневники на проверку преподавателю.
7.	Подведение итогов занятия.	5 мин.		Подводит итоги занятия. Оценивает работу каждого студента.		Проводят уборку рабочего места.
8.	Задание на дом	5 мин.		Сообщает домашнее задание: Учебник, стр.100-105.  (составить опорный конспект)		Записывают задание на дом в дневники.
Общее время занятия:					90 мин.

Практическое занятие 6

Цель:

·        научиться получать коллоидные растворы различными методами

·        писать коллоидно-химические формулы мицелл полученных золей, исследовать некоторые свойства золей

Оборудование:

 пробирки, пипетки, стаканчики, цилиндры, спиртовки, спички и бумажный фильтр, растворы необходимых для работы соединений.

Ход работы.

Опыт № 1. Получение золя гидролиза железа (III)

А. Методом конденсации

В стаканчик налить 30 мл дистиллированной воды, нагреть до кипения. В кипящую воду медленно прибавить 18–20 капель раствора хлорида железа (III) до получения коллоидного раствора гидроксида железа (III) красно-коричневого цвета.

Написать уравнения гидролиза хлорида железа (III) в ионно-молеку­ляр­ном и молекулярном виде. Почему не наблюдается осадка гидроксида железа (III). Написать химическую формулу мицеллы золя гидроксида железа (III), учитывая, что потенциалобразующие ионы дает хлор окись железа, образующаяся по уравнению:

Указать составные части мицеллы. Гидрозоль оставить для выполнения опытов 2 и 3.

Б. Метод пептизации

К 10 каплям раствора хлорида железа (III) добавить 1–2 капли раствора гидроксида натрия. Дать осадку отстояться и отметить его цвет. Осторожно слить раствор с осадка. К осадку прилить 3–4 капли раствора хлорида железа (III). Содержимое пробирки нагреть до кипения. Сравнить цвет образующегося раствора с цветом коллоидного раствора гидрозоля гидроксида железа (III), полученного методом конденсации.

Опыт № 2. Изучение оптических свойств коллоидных растворов

Взять пробирки с раствором гидрозоля железа (III), полученным в опыте № 1 и раствором хлорида натрия, который является истинным.

Освещать емкости с растворами фонарём сбоку.

В каком из растворов виден след проходящего пучка света? О чем свидетельствует этот эффект?

Опыт № 3. Коагуляция золей электролитами

Коллоидный раствором гидроксида железа (III), полученный в опыте № 1, поместить в две пробирки. В первую пробирку добавить 5–6 капель раствора сульфата алюминия, а в другую такое же количество хлорида натрия . В какой из пробирок наблюдается выпадение осадка. Дать определение процессу коагуляции. В каком случае коагуляция происходит? Объясните причину. Какие ионы могут вызвать коагуляцию?