Слайд 1ГАПОУ «Казанский медицинский колледж»
Электронный учебный модуль информационного типа на тему:
«Дисперсные системы»
Специальность:
«Фармация»
Дисциплина: «Общая и неорганическая химия»
Преподаватель: Шакурова Н.С.
2016 г.
Слайд 2Содержание ЭДМ
Введение
Рекомендации по работе с ЭДМ
Требования ГОС
Цели занятия
Определение дисперсных систем
Коллоидные растворы.
Определение
коллоидных растворов.
Классификация коллоидов.
Получение лиофобных коллоидных растворов
Конденсационные методы
Методы очистки коллоидных растворов от примесей
Диализ
Молекулярно-кинетические свойства (МКС)
Свойства лиофобных коллоидных растворов
Оптические свойства
Структура коллоидных частиц
Устойчивость коллоидных растворов
Коагуляция
Пептизация
Коллоидная защита
Гели твердые коллоиды
Термины и определения
Литература
Слайд 3Введение
Учебный материал представлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта
по дисциплине «Общая и неорганическая химия» в цикле профессиональных дисциплин, предназначенных для специальности «Фармация».
Электронный дидактический материал информационного типа на тему: «Дисперсные системы» предназначен для проведения теоретического занятия и самостоятельной работы студентов медицинских училищ и колледжей СМОУ РТ и РФ.
Слайд 4Рекомендации по работе с ЭДМ
Ознакомьтесь с требованиями ГОС по данной теме.
1.
Изучите информационный материал занятия.
2. Выучите термины и определения.
3. Выполните задания для закрепления знаний.
Ерохин Ю.М. (Сборник задач и упражнений.- 2010.-304с.).
Ответить на вопросы стр. 26, 11-17, стр. 32, 4-14.
Выполнить упражнения стр.27, 1-6, стр. 33 2-5; 14-22.
Слайд 5Требования ГОС
после изучения темы «Дисперсные системы».
Студент должен знать:
общие свойства дисперсных систем
и их классификацию;
природу и общие свойства коллоидных систем, методы их получения и очистки;
строение мицелл;
виды устойчивости коллоидных растворов, их причину и факторы, вызывающие ее нарушение; явление коллоидной защиты;
основные свойства аэрозолей, суспензий, эмульсий.
Слайд 6Цели занятия
Развивающая: формирование навыков самообразования, развитие речи, памяти, мышления, самореализации личности.
Учебная:
добиться прочного усвоения системы знаний, сформировать умение объяснять явления на основе причинно-следственных связей, закономерностей.
Воспитательная: формирование у студентов общечеловеческих ценностей; целостного миропонимания и современного научного мировоззрения.
Слайд 7Определение дисперсных систем
Дисперсной системой называется гетерогенная система, в которой одна из
фаз представлена мелкими частицами, равномерно распределенными в объеме другой однородной фазы.
Всякая дисперсная система состоит из дисперсной фазы и дисперсионной среды.
Слайд 8Определение дисперсных систем
Дисперсную фазу составляют мелкораздробленные частицы, равномерно распределенные в дисперсной
системе.
Дисперсную среду составляет однородная непрерывная фаза, в которой распределены частицы дисперсной фазы.
Слайд 9Классификация дисперсных систем
По размеру частиц дисперсной фазы:
Слайд 10Классификация дисперсных систем
По агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды:
Слайд 11Классификация дисперсных систем
По характеру взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой
Слайд 12Классификация дисперсных систем
По структурно-механическим свойствам:
Слайд 13Коллоидные растворы
Определение коллоидных растворов
Коллоидные растворы – это гетерогенные системы, состоящие из
частиц размером порядка 10-7 – 10-9м, равномерно распределенных в какой-либо жидкости.
Коллоидные растворы
Слайд 14Коллоидные растворы.
Определение коллоидных растворов
Слайд 15Определение коллоидных растворов
Коллоидные растворы называют золями, золи с водной дисперсной средой
– гидрозолями, с органической – органозолями. По размеру частиц коллоидные растворы занимают промежуточное положение между истинными растворами низкомолекулярных веществ (размеры частиц – молекул и ионов, - менее
10-9м) и грубодисперсными системами.
Слайд 17Классификация коллоидов
Г. Фрейндлих предложил называть системы со слабым взаимодействием между дисперсной
фазой и дисперсной средой лиофобными коллоидами (золями), с сильным взаимодействием – лиофильными. Если дисперсной средой является вода, то системы называются соответственно гидрофобными и гидрофильными.
Слайд 18Классификация коллоидов
В биологических системах, например в крови человека, содержатся малорастворимые соли
кальция, магния, а также холестерин и другие малорастворимые вещества, существующие в виде лиофобных коллоидных растворов. Такие коллоидные растворы часто называют золями или лиозолями.
Слайд 19Получение лиофобных коллоидных растворов
Коллоидные растворы можно получить двумя путями:
измельчением крупных частиц до размеров коллоидных в присутствии стабилизатора – диспергационные методы – или объединением молекул и ионов в истинных растворах в более крупные коллоидные частицы – конденсационные методы.
Истинный кондесирование коллоидный диспергирование грубодисперсная
раствор раствор система
d < 10-9м 10-9 < d < 10-6м d > 10-6м
Слайд 20Конденсационные методы
В основе конденсационных методов лежат главным образом химические реакции, в
результате которых образуется малорастворимое вещество в виде микрокристаллов.
Необходимыми условиями являются:
использование достаточно разбавленных растворов;
небольшой избыток одного из реагирующих веществ, которое выполняет роль стабилизатора образующихся коллоидных частиц.
Слайд 21Конденсационные методы
Примером кондесанционного метода может служить получение золя иодида серебра реакцией
обмена при избытке одного из реагентов:
Знаком обозначаются микрокристаллы малорастворимого вещества.
Слайд 22Конденсационные методы
К конденсационным методам относится также метод замены растворителя. Суть метода
заключается в том, что в истинном растворе какого-либо вещества хороший растворитель заменяется на плохой для данного вещества.
Слайд 23Методы очистки коллоидных растворов от примесей
1) Диализ.
2) Ультрафильтрация – продавливание
разделяемой смеси через фильтры с порами, пропускающими только молекулы и ионы низкомолекулярных веществ (диализ под давлением).
3)Компенсационный диализ применяют когда необходимо освободить коллоидный раствор лишь от части низкомолекулярных примесей.
Слайд 24Диализ
Биологические жидкости, как правило, содержат одновременно вещества в коллоидном
состоянии и в виде отдельных молекул и ионов. Очистка коллоидных растворов от истинно растворенных веществ основывается на том, что относительно крупные коллоидные частицы, в отличие от молекул и ионов, не проникают сквозь поры животных и растительных мембран.
Слайд 25Диализ
Диализ – процесс очистки коллоидных растворов от ионов и молекул низкомолекулярных
примесей в результате их диффузии в чистый растворитель сквозь полупроницаемую мембрану.
Слайд 26Диализ
Для ускорения очистки коллоидных растворов от ионов растворенных электролитов используют также
метод электродиализа. В этом случае во внешний сосуд помещают электроды и подают постоянный электрический ток.
Электродиализ – это диализ в условиях наложения постоянного электрического поля, под действием которого катионы и анионы приобретают направленное движение к электродам.
Слайд 27Диализ
По принципу диализа работает аппарат «искусственная почка» (АИП), применяемый при острой
почечной недостаточности, которая может наступить в результате отравления сулемой, сульфаниламидными препаратами, при уремии после переливания крови, при тяжелых ожогах и т.п.
Слайд 28Диализ
АИП подключается к системе кровообращения больного, и кровь протекает через систему,
снабженную мембранами с избирательной проницаемостью, которые снаружи омываются физиологическим раствором. При этом кровь в процессе диализа очищается от вредных примесей, после чего поступает обратно в организм.
Слайд 29Молекулярно-кинетические
свойства (МКС)
К ним относятся свойства,
связанные с тепловым
движением частиц:
броуновское движение, диффузия, осмос. Эти свойства зависят от размеров и массы частиц дисперсной фазы (броуновское движение и диффузия), а также от числа частиц в единице объема системы (осмотическое давление).
Слайд 30Молекулярно-кинетические
свойства (МКС)
Так как размеры коллоидных частиц значительно
больше размеров отдельных ионов и молекул, то, при одинаковой массовой концентрации, число коллоидных частиц в единице объема коллоидного раствора будет гораздо меньше, чем число молекул или ионов в единице объема истинных растворов низкомолекулярных веществ.
Слайд 31Оптические свойства
Специфическим свойством коллоидных растворов является их способность рассеивать свет. Это
обусловлено гетерогенностью коллоидных систем и размерами коллоидных частиц.
Слайд 32Оптические свойства
Рассеяние света можно наблюдать при боковом освещении коллоидного раствора: в
случае точечного источника света - в виде светящегося конуса (эффект Тиндаля), а при обычном боковом освещении – в виде голубоватой опалесценции раствора.
Слайд 33Структура коллоидных частиц
Коллоидные частицы называются мицеллами.
Строение мицеллы рассмотрим на примере
образования коллоидного раствора йодида серебра, получаемого при взаимодействии очень разбавленных растворов нитрата серебра и йодида калия:
AgNO3 + KI = AgI ↓ + KNO3
Ag+ + NO3¯ + K+ + I¯ = AgI↓ + K+ + NO3¯
Слайд 34Структура коллоидных частиц
Нерастворимые молекулы йодида серебра образуют ядро коллоидной частицы. Вещество
ядра имеет кристаллическую или аморфную структуру. В рассматриваемом примере ядро – микрокристаллик йодида серебра, состоящий из большого числа m молекул AgI:
[mAgI]
ядро коллоидной частицы
Слайд 35Структура коллоидных частиц
Ядро адсорбирует ионы, которые входят в состав ядра и
находятся в растворе в избытке. Они достраивают кристаллическую решетку ядра, прочно входят в его структуру, образуя адсорбционный слой, и придают ядру отрицательный заряд:
m[AgI]nI¯.
Слайд 36Структура коллоидных частиц
Ионы, адсорбирующиеся на поверхности ядра и придающие ему соответствующий
заряд, называются потенциалопределяющими ионами.
В растворе находятся также и ионы, противоположные по знаку потенциалопределяющим ионам, их называют противоионами.
Слайд 37Структура коллоидных частиц
Часть противоионов, катионы К+, электростатически притягиваются потенциалопределяющими ионами адсорбционного
слоя и входят в адсорбционный слой.
Ядро с адсорбционным слоем называется гранулой:
Слайд 38Структура коллоидных частиц
Наличие одноименного заряда у всех гранул данного коллоидного раствора
(золя) является важным фактором его устойчивости. Заряд препятствует слипанию и укрупнению коллоидных частиц.
Слайд 39Структура коллоидных частиц
Оставшаяся часть противоионов образует диффузный слой ионов. Ядро с
адсорбционным и диффузным слоями и представляет собой мицеллу:
Слайд 40Устойчивость коллоидных растворов
Биологические жидкости живого организма, такие как кровь, плазма, лимфа,
спинно-мозговая
жидкость, моча,
представляют собой
коллоидные системы.
О состоянии организма
можно судить по многим показателям этих жидкостей, и прежде всего крови.
Слайд 41Устойчивость коллоидных растворов
Наличие патологических процессов сопровождается изменением количества форменных элементов крови
(эритроцитов, лейкоцитов и др.), скорости оседания эритроцитов (СОЭ), свертываемости крови и др. Все перечисленные свойства связаны с устойчивостью биологических жидкостей.
Слайд 42Устойчивость коллоидных растворов
Устойчивость дисперсных систем характеризует способность дисперсной фазы сохранять состояние
равномерного распределения частиц дисперсной фазы во всем объеме дисперсной среды. В дисперсных системах различают седиментационную и агрегативную устойчивость.
Слайд 43Устойчивость коллоидных растворов
Седиментационная устойчивость характеризует способность частиц дисперсной фазы находиться во
взвешенном состоянии и не оседать под действием сил тяжести.
Агрегативная устойчивость характеризует способность частиц дисперсной фазы противодействовать их слипанию между собой и тем самым сохранять неизменными свои размеры.
Слайд 44Коагуляция
Коллоидные растворы, как термодинамически неустойчивые системы, могут разрушаться самопроизвольно или под
влиянием внешних воздействий.
Коагуляция - процесс слипания коллоидных частиц с образованием более крупных агрегатов из-за потери коллоидным раствором агрегативной устойчивости.
Слайд 45Коагуляция
Коагуляцию можно вызвать различными внешними воздействиями: добавлением небольших количеств электролита, концентрированием
коллоидного раствора, изменением температуры, действием ультразвука, электромагнитного поля и др.
Слайд 46Коагуляция
Явление коагуляции лежит в основе многих патологических процессов, протекающих в живых
системах. Коагуляция коллоидных растворов фосфата кальция и холестерина в крови приводит к образованию
осадков и отложению их
на внутренней поверхности
кровеносных сосудов
(склеротические
изменения сосудов).
Слайд 47Коагуляция
Коагуляция проявляется в процессе свертывания крови. Свертывание крови играет в организме
две противоположные роли: с одной стороны, уменьшает потерю крови при повреждении ткани, с другой – вызывает образование тромбов к кровеносной системе. В крови действует антисвертывающая система, основой которой является гепарин – антикоагулянт крови.
Слайд 48Пептизация
Пептизацией называют процесс перехода свежеполученного при коагуляции осадка в золь под
действием веществ, называемых пептизаторами.
Ионы и молекулы пептизаторов, адсорбируясь на коллоидных частицах осадка, образуют двойной электрический слой и сольватную оболочку вокруг частиц, что приводит к преодолению сил молекулярного сцепления между ними.
Слайд 49Пептизация
Процесс пептизации лежит в основе лечения ряда патологических изменений в организме
человека: рассасывания атеросклеротических бляшек на стенках кровеносных сосудов, почечных
и печеночных камней
или тромбов в
кровеносных сосудах
под действием
антикоагулянтов.
Слайд 50Коллоидная защита
Повышение устойчивости лиофобных золей к коагулирующему действию электролитов при добавлении
некоторых веществ, называются защитными, а их стабилизирующее действие на дисперсные системы – коллоидной зашитой.
Слайд 51Коллоидная защита
Защитными свойствами обладают высокомолекулярные соединения, как например, белковые вещества (желатин,
альбумины, казеин), полисахариды (крахмал, декстрин), некоторые коллоидные ПАВ (мыла, сапонины).
Слайд 52Коллоидная защита
Коллоидная защита используется при получении устойчивых золей, применяемых в качестве
лекарственных препаратов. Колларгол и протаргол содержат 10 и 8% высокодисперсного металлического серебра, стабилизированного гидролизатами белков.
Слайд 53Коллоидная защита
Коллоидная защита играет существенную роль в физиологических процессах. Содержание кальция
карбоната и фосфата в крови значительно превышает их растворимость в воде.
Отложению солей препятствуют защитные вещества крови, которые не позволяют коллоидным частицам нерастворимых солей объединяться в крупные агрегаты и осаждаться.
Слайд 54Гели и твердые коллоиды
При длительном хранении гидрофильные золи переходят в особое
«студнеобразное» коллоидное состояние гели. Структура геля такова, что мицеллы не разрушаются, а просто связываются друг с другом, образуя своеобразные ячейки, внутри которых сохраняется среда H2O.
Слайд 55Гели и твердые коллоиды
Примером гидрофильного золя может служить золь желатина. В
продаже имеется твердый коллоид желатина. При набухании в воде образуется гель. При нагревании геля («студня») образуется золь. Все процессы обратимы:
Золь Гель Твердый коллоид
Слайд 56Гели и твердые коллоиды
косметические (гель для душа, кремы),
Гели широко распространены в
нашей повседневной жизни.
Любому известны пищевые гели (зефир, мармелад, холодец),
медицинские (мази, пасты).
Слайд 57Гели и твердые коллоиды
а опал, жемчуг, сердолик, халцедон – минеральные.
Хрящи, сухожилия,
волосы представляют собой биологические гели,
Слайд 58Гели и твердые коллоиды
Для некоторых гелей характерно явление синерезиса (расслоения) –
самопроизвольного выделения жидкости. При этом пространственная сетка геля уплотняется, ее объем уменьшается, образуется так называемый твердый коллоид.
Слайд 59Гели и твердые коллоиды
Чаще всего с явлением синерезиса приходится бороться, поскольку
именно оно определяет срок годности пищевых, косметических, медицинских гелей. При длительном хранении они выделяют жидкость, становятся непригодными к употреблению.
Слайд 60Гели и твердые коллоиды
В некоторых случаях синерезис – великое благо. Благодаря
биологическому синерезису мы наблюдаем такое явление, как свертывание крови, суть которого состоит в превращении растворимого белка фибриногена в нерастворимый – фибрин.
Слайд 61Термины и определения
Агрегативная устойчивость - способность частиц дисперсной фазы противодействовать их
слипанию между собой и тем самым сохранять неизменными свои размеры.
Диализ - процесс очистки коллоидных растворов от ионов и молекул низкомолекулярных примесей в результате их диффузии в чистый растворитель сквозь полупроницаемую мембрану.
Слайд 62Термины и определения
Дисперсная система - гетерогенная система, в которой одна из
фаз представлена мелкими частицами, равномерно распределенными в объеме другой однородной фазы
Дисперсная среда - онородная непрерывная фаза, в которой распределены частицы дисперсной фазы
Дисперсная фаза - мелкораздробленные частицы, равномерно распределенные в дисперсной системе
Слайд 63Термины и определения
Коагуляция - процесс слипания коллоидных частиц с образованием более
крупных агрегатов из-за потери коллоидным раствором агрегативной устойчивости
Коллоидные растворы - гетерогенные системы, состоящие из частиц размером порядка 10-7 - 10-9м, равномерно распределенных в какой-либо жидкости
Слайд 64Термины и определения
Пептизация - процесс перехода свежеполученного при коагуляции осадка в
золь под действием веществ, называемых пептизаторами.
Седиментационная устойчивость - способность частиц дисперсной фазы находиться во взвешенном состоянии и не оседать под действием сил тяжести.
Слайд 65Термины и определения
Электрофорез – перемещение частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсной
среды под действием внешнего электрического поля.
Электродиализ – это диализ в условиях наложения постоянного электрического поля, под действием которого катионы и анионы приобретают направленное движение к электродам
Слайд 66 Литература
Общая химия: учеб. для 11 кл. общеобразоват. Учреждений О-28 с
углубл. изучением химии / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.Н. Соловьев, Ф.Н. Маскаев – М. : просвещение, 2015. – 384 с. : ил.
Практикум о общей химии. Биофизическая химия. Химия Биогенных элементов. Учеб. пособие для вузов/ А.В. Бабков, В.А. Попков, С.А. Пузаков, Л.И. Трофимова; Под. ред. В.А. Попкова, А.В. Бабкова, 2-е изд., перераб. и доп. – М.: высш. шк., 2001. – 237 с.: ил.
Слайд 67Литература
3. Общая химия / Л.М. Пустовалова, И.Е. Никанорова. – Ростов-на-Дону: Феникс,
2013. – 478 с. – (Среднее профессиональное образование).
4. Химия: Основы химии живого: учебник для вузов. –
3-е изд., испр. – СПб: Химиздат, 2005. – 784 с.: ил.
Слайд 68Конец работы.
Вы действительно хотите закончить работу с информационным учебным материалом темы
«Дисперсные системы»?
Да
Нет