Что общего и в чем отличие между коллоидными и истинными растворами

Основные отличия между истинными растворами и коллоидными системами

Истинные растворы. Такие растворы характеризуются полной гомогенностью благодаря одинаковым размерам частиц растворенного вещества и растворителя и отсутствию поверхностей раздела между ними. Истинные растворы — это однофазные дисперсные системы. Истинные растворы характеризуются большой прочностью связи между растворенной жидкостью и растворителем. Растворенная жидкость (вещество) в дальнейшем не отделяется от растворителя, остается равномерно распределенной в растворителе. Истинный раствор сохраняет гомогенность неопределенно долгое время, если только в нем не происходит никаких самопроизвольных вторичных процессов (например, гидролиза, окисления, фотосинтеза). Истинные растворы бывают ионно-дисперсными и молекулярно-дисперсными. Размер частиц в первых составляет менее 1 нм, а растворенное вещество находится в виде отдельных гидратированных ионов и молекул в равновесных количествах. Истинные растворы всегда прозрачны, они не должны содержать взвешенных частиц и осадка. Особенностью истинных растворов является то, что они гомогенны даже при рассматривании в электронный микроскоп. Компоненты, входящие в их состав, не могут быть разделены никаким способом. Истинные растворы хорошо диффундируют. К этой группе относятся растворы электролитов и неэлектролитов, таких как глюкоза, натрия хлорид, спирт, магния сульфат и т.д.

Истинные растворы высокомолекулярных соединений являются молекулярно-дисперсными системами, которые образованы дифильными макромолекулами. С одной стороны, они являются однофазными гомогенными системами (как и истинные растворы), а с другой — имеют некоторые особенности, сближающие их с коллоидными растворами (движение молекул, подобное броуновскому, малые скорости диффузии, неспособность к диализу, повышенная способность к образованию молекулярных комплексов и некоторые другие).

Коллоидные растворы. Коллоидный раствор — это гетерогенная дисперсионная система, в которой частицы растворенного вещества обладают ультрамикроскопической (коллоидной) степенью дробления. Размер частиц дисперсной фазы составляет 1—100 нм. Даже электронные иммерсионные микроскопы не всегда дают возможность визуально обнаружить частицы дисперсионной фазы коллоидных растворов. К коллоидным растворам относятся золи, размер частиц в них достаточно велик и составляет более 1/2 длины световой волны, поэтому свет не может свободно проходить через них и подвергается большему или меньшему рассеиванию. Благодаря светорассеянию золи характеризуются феноменом Тиндаля, т.е. всегда, особенно в отраженном свете, кажутся опалесцирующими, мутными. В отличие от истинных растворов золи обладают очень малым осмотическим давлением и, как следствие, высокой степенью лабильности. Элементарными единицами в золях являются сложные структурные электронейтральные агрегаты — мицеллы. Мицеллы находятся в состоянии электролитической диссоциации и состоят из массивного поливалентного иона — гранулы и соответствующего количества противоположно заряженных ионов обычного размера — противоионов. Ядро гранулы представляет собой кристаллический комплекс электронейтральных атомов или молекул. Наружная (активная) часть гранулы является адсорбционной оболочкой (сферой). Она состоит из ионов одного знака. Противоионы располагаются в интермицеллярной жидкости по соседству с гранулами и имеют некоторую возможность самостоятельного движения. Такое строение золей обусловливает и их свойства.

Коллоидные растворы резко отличаются по свойствам от истинных растворов. Они гетерогенны, так как имеют поверхность раздела между фазами – растворённым веществом (дисперсной фазой) и растворителем (дисперсионной средой).

Истинные растворы характеризуются молекулярной или ионной степенью дисперсности, в растворах высокомолекулярных соединений образуются макромолекулы или их ассоциации, коллоидные растворы отличаются наличием мицелл растворенного вещества.

Источник

Х и м и я

Коллоидная химия

Растворы.

Растворами называют однородные системы переменного состава. Химический состав и физические свойства одного раствора во всех частях его объёма одинаковы.

В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.

Часто для определения раствора используют понятия гомогенной и системы.

В этом случае, раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов.

Гомогенные и гетерогенные системы

Гомогенная система (от греч. όμός — равный, одинаковый; γένω — рождать) — однородная система, химический состав и физические свойства которой во всех частях одинаковы или меняются непрерывно, без скачков (между частями системы нет поверхностей раздела).

В гомогенной системе из двух и более химических компонентов каждый компонент распределен в массе другого в виде молекул, атомов, ионов. Составные части гомогенной системы нельзя отделить друг от друга механическим путем.

Гетерогенная система (от греч. έτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделённых поверхностью раздела.

Растворы могут существовать в трёх агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном (парообразном). Примерами твёрдых растворов могут служить некоторые сплавы металлов, например сплав золота и меди, газообразных – воздух.

Наиболее важный вид растворов – жидкие растворы.

Растворы имеют чрезвычайно важное значение в жизни человека. Так, процессы усвоения пищи человеком и животными связаны с переводом питательных веществ в раствор. Растворами являются все важнейшие физиологические жидкости (кровь, лимфа и т.д.).

Растворители

Всякий раствор состоит из растворённых веществ и растворителя, т.е. среды, в которой эти вещества равномерно распределены в виде молекул и ионов.

Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Например, в случае водного раствора соли растворителем является вода.

Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.

Истинные и коллоидные растворы

В растворах вещества могут находиться в различных степенях дисперсности (т.е. раздробленности). Величина частиц служит важным признаком, обуславливающим многие физикохимические свойства растворов.

По величине частиц растворы делятся на:

1. Истинные растворы (размер частиц меньше 1 мкм) и

2. Коллоидные растворы (размер частиц от 1 до 100 мкм).

Смеси с частицами размером более 100 мкм образуют взвеси: суспензии и эмульсии.

Истинные растворы могут быть ионными или молекулярными в зависимости от того, диссоциирует ли растворённое вещество на ионы или остаётся в недиссоциированном состоянии в виде молекул.

Коллоидные растворы резко отличаются по свойствам от истинных растворов. Они гетерогенны, так как имеют поверхность раздела между фазами – растворённым веществом (дисперсной фазой) и растворителем (дисперсионной средой).

Растворы высокомолекулярных соединений: белков, полисахаридов, каучука обладают свойствами как истинных, так и коллоидных растворов и выделяются в особую группу.

Растворы, механические смеси и химические соединения

Однородность растворов делает их очень сходными с химическими соединениями.

Химическое соединение — сложное вещество, состоящее из химически связанных атомов двух или нескольких элементов.

Раствор это не одно химическое соединение, а как минимум два смешанных соединения. В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.

Выделение теплоты при растворении некоторых веществ тоже указывает на химическое взаимодействие между растворителем и растворяемым веществом.

Отличие растворов от химических соединений состоит в том, что состав раствора может изменяться в широких пределах. Кроме того, в свойствах раствора можно обнаружить многие свойства его отдельных компонентов, чего не наблюдается в случае химического соединения.

Непостоянство состава растворов приближает их к механическим смесям.

Механическая смесь — физико-химическая система, в состав которой входят два или несколько химических соединений (компонентов). В смеси исходные вещества включены неизменными. При смешивании не возникает никакое новое вещество.

От механических смесей растворы резко отличаются своею однородностью. Таким образом, растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями.

Процесс растворения

Растворение кристалла в жидкости протекает следующим образом.

Когда вносят кристалл в жидкость, в которой он может растворяться, от поверхности его отрываются отдельные молекулы. Последние благодаря диффузии равномерно распределяются по всему объёму растворителя.

Отделение молекул от поверхности твёрдого тела вызывается, с одной стороны, их собственным колебательным движением, а сдругой – притяжением со стороны молекул растворителя.

Этот процесс должен был бы продолжаться до полного до полного растворения любого количества кристаллов, если бы не происходил обратный процесс – кристаллизация. Перешедшие в раствор молекулы, ударяясь о поверхность ещё не растворившегося вещества, снова притягиваются к нему и входят в состав его кристаллов.

Понятно, что выделение молекул из раствора будет идти тем быстрее, чем больше концентрация раствора. А так как последняя по мере растворения вещества увеличивается, то, наконец наступает такой момент, когда скорость растворения становится равной скорости кристаллизации. Тогда устанавливается динамическое равновесие, при котором в единицу времени растворяется и кристаллизуется одинаковое число молекул.

Раствор, находящийся в равновесии с растворяющимся веществом, называется насыщенным раствором.

Концентрация растворов

Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко. В большинстве случаев употребляются растворы ненасыщенные, т.е. с меньшей концентрацией растворённого вещества, чем в насыщенном растворе.

Концентрацией раствора называется количество растворённого вещества, содержащееся в определённом количестве раствора или растворителя.

Растворы с большой концентрацией растворённого вещества называются концентрированными, с малой – разбавленными.

Концентрацию раствора можно выражать по разному:

1. В процентах растворённого вещества по отношению ко всему количеству раствора.

2. Числом грам-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1 литре раствора.

3. Числом грамм-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1000 г растворителя и т.д.

Растворимость

Растворимостью называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе.

Мерой растворимости вещества при данных условиях служит концентрация его насыщенного раствора.

Растворимость различных веществ колеблется в широких пределах.

Принципы, позволяющие предсказать растворимость вещества, пока не известны. Однако, обычно вещества, состоящие из полярных молекул, и вещества с ионным типам связи лучше растворяются в полярных растворителях (вода, спиры, жидкий амиак), а неполярные вещества – в неполярных растворителях (бензол, сероуглерод).

Растворение большинства твёрдых тел сопровождается поглощением теплоты. Это объясняется затратой значительного количества энергии на разрушение кристаллической решётки твёрдого тела, что обычно не полностью компенсируется энергией, выделяющейся при образовании гидратов (сольватов).

Как правило, повышение температуры должно приводить к увеличению растворимости твёрдых тел.

Источник

Разница между истинным и коллоидным раствором

Главное отличие

Основное различие между True Solution и Colloidal Solution заключается в том, что True Solution является однородной однофазной системой, а Colloidal Solution — гетерогенной двухфазной системой.

Истинные растворы против коллоидных растворов

Настоящий раствор — это гомогенная смесь, а коллоидный раствор — это гетерогенная смесь. Истинное решение — это однофазная система, тогда как коллоидный раствор — двухфазная система. Истинный раствор — это раствор, в котором растворенное вещество растворено в растворителе, тогда как коллоидный раствор представляет собой двухфазную систему, в которой одна фаза диспергирована в другую фазу. Настоящий раствор состоит из растворенного вещества и растворителя; с другой стороны, коллоидный раствор состоит из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Настоящий раствор прозрачен на вид, в то время как коллоидный раствор полупрозрачен. Настоящий раствор содержит частицы, невидимые невооруженным глазом, тогда как коллоидный раствор содержит частицы, видимые в электронный микроскоп. Настоящий раствор подвергается электролизу, а коллоидный раствор — катафорезу.

Сравнительная таблица

Что такое истинное решение?

Истинное решение — это однородная смесь. Настоящий раствор готовится из двух или более компонентов. Истинный раствор состоит из растворенного вещества и растворителя. Среди двух компонентов истинного раствора растворенное вещество присутствует в меньшем количестве, а растворитель присутствует в больших количествах, но в некоторых случаях существует исключение. Раствор в истинном растворе может быть твердым, жидким или газообразным, то же самое верно и для растворителя. Когда два компонента истинного раствора объединяются, среда обоих компонентов изменяется для растворения. Молекулы растворенного вещества отделяются от подобных молекул, после чего их окружают молекулы растворителя. Молекулы растворителя также в достаточной мере отделяются от других подобных молекул и, таким образом, создают пространство для размещения молекул растворенного вещества. Растворенное вещество растворяется в растворе только тогда, когда межмолекулярные силы в растворенном веществе и растворителе преодолеваются межмолекулярными силами в растворенном веществе. Если растворенное вещество полярно, то межмолекулярные силы сильнее, и растворенное вещество будет растворяться в растворителе, если межмолекулярные силы растворитель-растворенное вещество сильнее, чем межмолекулярные силы в полярных молекулах растворенного вещества. Это означает, что растворитель также должен быть полярным. Истинные растворы образуются на основе принципа растворимости: подобное растворяется подобным. Сила истинного раствора выражается на основе молярности, моляльности, нормальности или на основе массы или объема растворенного вещества, растворенного в определенной массе или объеме растворителя. Сила Истинного решения может быть выражена в процентах.

Пример

Что такое коллоидный раствор?

Коллоидный раствор — это система, в которой одно вещество диспергировано в другом в виде частиц. Дисперсные вещества образуют дисперсную фазу, а вещество, в котором диспергированы вещества, составляют дисперсную среду. Коллоидные растворы классифицируются на основе физического состояния двух веществ, то есть диспергированных и дисперсных веществ. Одно вещество растворяется в другом только при значительном контакте между двумя веществами. Коллоидные растворы бывают двух типов: лиофобные и лиофильные. Коллоидные растворы, но вместо этих двух общих терминов используются такие, как гидрофобный и гидрофильный. Гидрофильные коллоидные растворы — это растворы, в которых диспергированные частицы обладают сродством к дисперсионной среде. Гидрофобные коллоидные растворы — это растворы, в которых сродство диспергированных частиц к дисперсионной среде отсутствует или мало. Гидрофильные коллоидные растворы термодинамически стабильны из-за сродства диспергированных частиц к дисперсионной среде. Таким образом, гидрофильные коллоидные растворы образуются самопроизвольно при добавлении диспергированных частиц в воду. Гидрофильные коллоидные растворы демонстрируют самопроизвольную коалесценцию при добавлении диспергированных частиц в воду. Взаимодействие в частицах коллоидного раствора происходит из-за некоторых сил, таких как силы стенок Ван дер, энтропийные силы, стерические силы, исключенные объемные силы и электростатические взаимодействия. Коллоидный раствор можно приготовить двумя способами. Коллоидные размеры достигаются путем распыления, измельчения, и применение сдвига, такого как встряхивание или перемешивание с высоким сдвигом. Небольшие растворенные молекулы могут конденсироваться в более крупные коллоидные частицы с помощью таких процессов, как окислительно-восстановительные реакции, осаждение и конденсация.

Пример

Крахмал растворен в воде

Ключевые отличия

Заключение

Вывод из приведенного выше обсуждения состоит в том, что Истинный раствор и Коллоидный раствор являются гомогенными и гетерогенными смесями соответственно и находят свое применение в химии и фармацевтике.

Источник

Разница между истинным раствором и коллоидным раствором

Содержание:

Ключевые области покрыты

1. Что такое верное решение
— определение, свойства, примеры
2. Что такое коллоидный раствор
— определение, свойства, примеры
3. В чем разница между истинным раствором и коллоидным раствором
— Сравнение ключевых отличий

Ключевые слова: коллоидные растворы, гетерогенные растворы, гомогенные растворы, непрозрачные, растворы, прозрачные, настоящие растворы

Что такое истинное решение

Частицы настоящего раствора не фильтруются через мембранные фильтры или фильтровальную бумагу. Частицы настоящего раствора не оседают на дно контейнера. Истинные решения считаются однородными. Это означает, что количество частиц, присутствующих в единице объема раствора, везде в растворе одинаково. Поскольку размер частицы очень мал, плотность частиц (количество частиц, присутствующих в единице объема) очень высока.

Рисунок 01: Истинные решения прозрачны

Хорошим примером для истинных растворов является водный раствор сахара.

Сахар является твердым материалом. Хорошо растворяется в воде. Когда сахар растворяется в воде, смесь сахара и воды является прозрачной, и молекулы сахара не могут быть получены путем фильтрации раствора.

Что такое коллоидный раствор

Коллоидный раствор представляет собой гетерогенную смесь двух или более веществ. Коллоидный раствор также находится в жидкой фазе. Частицы невидимы невооруженным глазом. Но эти частицы видны под мощными микроскопами. Размер частицы колеблется от 1 нм до 100 нм. Смесь представляет собой гетерогенную смесь, то есть распределение частиц не является равномерным по всему раствору.

Коллоидные растворы могут быть отфильтрованы через фильтровальную бумагу с небольшими отверстиями (например, пергаментная бумага). Частица коллоидного раствора не оседает на дно контейнера под действием силы тяжести. Но отстаивание может быть выполнено центрифугированием, который представляет собой метод получения растворенных частиц из раствора в виде шарика.

Рисунок 02: раствор желатина представляет собой коллоидный раствор

Коллоидные растворы являются полупрозрачными. Это означает, что коллоидный раствор пропускает свет через раствор, но свет рассеивается частицами раствора. Кроме того, броуновский эффект можно наблюдать в коллоидных растворах. Это означает, что частицы коллоидных растворов находятся в случайном движении из-за столкновений между ними. Желатин-водная смесь является хорошим примером для коллоидных растворов.

Разница между истинным раствором и коллоидным раствором

Определение

Коллоидный раствор: Коллоидный раствор представляет собой гетерогенную смесь двух или более веществ.

прозрачность

Истинное решение: Истинные решения прозрачны.

Коллоидный раствор: Коллоидные растворы являются полупрозрачными.

Размер частицы

Истинное решение: Размер частиц составляет 1 нм в истинных растворах.

Коллоидный раствор: Размер частиц составляет от 1 нм до 100 нм.

видимость

Истинное решение: Частицы истинного раствора невидимы невооруженным глазом и даже под мощными микроскопами.

Коллоидный раствор: Частицы коллоидного раствора невидимы невооруженным глазом, но видны под мощными микроскопами.

фильтрование

Истинное решение: Частицы настоящих растворов не могут быть отделены фильтрованием.

Коллоидный раствор: Частицы коллоидных растворов могут быть отделены от фильтрации через пергаментную бумагу.

оседание

Истинное решение: Частицы не оседают на дне контейнера в реальных растворах.

Коллоидный раствор: Частицы коллоидных растворов могут осесть на дне емкости путем центрифугирования.

Броуновский эффект

Истинное решение: Броуновский эффект не может наблюдаться в истинных решениях.

Коллоидный раствор: Броуновский эффект можно наблюдать в коллоидных растворах.

Заключение

Рекомендации:

1. «Коллоидные растворы, суспензии и истинные растворы». Коллоидные растворы, суспензии и истинные растворы | TutorsOnNet. Н.п., н.д. Web.

Источник