Советские диафильмы онлайн
Коллоидное состояние вещества
Год выпуска: 1985
Автор: Грабецкий А.
Художник: Гурина Т.
Редактор: В. Чернина
Количество кадров: 44
Автор: Грабецкий А.
Художник: Гурина Т.
Редактор: В. Чернина
Количество кадров: 44
Текст диафильма по кадрам:
- Коллоидное состояние вещества
Диафильм по химии для IX классов - Вещество в различных состояниях
Кроме известных вам твердого, жидкого и газообразного состояний вещества, возможны и другие. - Любое вещество при подходящих условиях может быть переведено в коллоидное состояние. Об этом можно судить по фотографиям, представленным в кадре.
- Исторически возникшие понятия «коллоиды», «коллоидные растворы» сохранились, но включены в более широкое понятие — «дисперсные (мелкораздробленные) системы».
- Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям
В дисперсных системах различают дисперсионную среду и дисперсную фазу — в твердом, жидком и газообразном состояниях. - Схема устройства электрофильтра
Начнем рассмотрение дисперсных систем с аэрозолей. Аэрозольные частицы проходят через интенсивное электрическое поле и оседают на одном из электродов.
В каком производстве используется электрофильтр? - Аэрозоли используются в сельском хозяйстве.
- Облако с верхней частью, переохлажденной ниже нуля градусов
Облако выпадает в виде дождя под влиянием выпускаемых с самолета кристалликов иодида серебра, играющих роль центров кристаллизации воды. - Рассеивание аэрозоля под влиянием одноименной зарядки его частиц
Аэрозоли используются также при дезинфекции и окраске помещений. Частицы аэрозоля оседают не только на полу, но и на стенах и даже на потолке. - Схема флотации
На этом кадре показано разделение порошков полезного ископаемого и пустой породы в жидкой и газообразной среде.
Какие руды требуют обогащения? - Для коллоидного состояния вещества характерны системы, в которых дисперсионной средой является вода или другая жидкость. В таких системах коллоид выступает в форме золя или геля.
- Изменение свойств дисперсных систем в зависимости от степени дисперсности
Коллоидно-дисперсные системы в форме золя обладают рядом особенностей (окраска, каталитическое действие и др ). - Рассеивание коллоидных частиц (эффект Тиндаля)
Для золей характерны определенные оптические свойства. Коллоидные частицы рассеивают свет, тогда как более мелкие частицы являются оптически «пустыми», а более крупные — только отражают свет. - Схема ультрамикроскопа
В конусе Тиндаля видны не сами частицы, а светящиеся малые точки. В сочетании с микроскопом эффект Тиндаля лежит в основе работы ультрамикроскопа. С его помощью можно рассмотреть отдельные коллоидные частицы, проследить их движение, аналогичное броуновскому, наблюдаемому в обычный микроскоп. - Некоторые свойства различных дисперсных систем (в зависимости от степени дисперсности) представлены в обобщенном виде на схеме. Между этими системами нет резких граней, а существуют постепенные переходы.
- Относительные размеры различных частиц
Сравните относительные размеры коллоидной частицы золота и других частиц. Известно, что 1 г Au в виде золя содержит 1.2*1019 частиц. Пользуясь этими данными, рассчитаем, сколько атомов золота образуют одну коллоидную частицу:
6,06*1023/199,97=3*1021 атомов Au в 1 г;
3*1021/1,2*1019=250 атомов Au. - Беспорядочно расположенные кристаллические зерна металла (увеличено в сотни раз)
Большое значение имеют дисперсные системы, компонентами которых являются твердые тела. К ним принадлежат различные минералы, металлы, сплавы, бетон, пластмассы, волокна, каучуки и другие материалы. От химического состава, величины, формы частиц и характера их взаимодействия зависят свойства различных материалов. - Строение бетона
Строение природного конгломерата
Так, строение бетона и природного конгломерата, состоящих из округленных частиц гравия и гальки, обусловливает их механические свойства. - Превращение цементного теста в камень
На схеме представлены стадии превращения цементного теста в цементный камень. Обратите внимание на третью стадию — образование геля и последнюю — кристаллизацию алюмосиликатов (это придает материалу большую прочность). - Реакции в растворе и в геле
Химические реакции в гелях протекают не так, как в растворе. В этом можно убедиться, проделав опыты по указанной схеме. Из раствора осаждается красно-бурый осадок хромата серебра, тогда как в желатине постепенно образуются окрашенные в такой же цвет кольца, все дальше отстоящие друг от друга. - Подобные ритмические кольца можно наблюдать на многих минералах. Особенно отчетливо они видны на агатах.
- Дробление (диспергирование) вещества
График зависимости удельной поверхности от размеров частиц
Проследите увеличение суммарной поверхности вещества при его дроблении. Вычислите, сколько кубиков коллоидных размеров можно получить при дроблении 1 куб. см вещества. Определите длину ребра этих кубиков, удельную и суммарную поверхность.
Вспомните, что:
удельная поверхность = суммарная поверхность/длина ребра кубика. - Взаимодействие молекул
Увеличение суммарной поверхности при дроблении вещества приводит к росту числа активных частиц.
На рисунках показано, что поверхностный слой частиц обладает избытком свободной энергии по сравнению с энергией в том же объеме внутри тела. - Двойной электрический слой
Возникновение диффузного электрического слоя
Схема коллоидной мицеллы
Вещество в коллоидно-дисперсном состоянии отличается определенной устойчивостью, что обусловлено прежде всего наличием на поверхности каждой частицы одноименных электрических зарядов. - Строение коллоидной мицеллы
- Частица золя кремниевой кислоты
Золь кремниевой кислоты легко получить, если в раствор силиката натрия влить соляную кислоту, что в упрощенном виде можно записать так:
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl;
H2SiO3⇌2Н++SiO23. - Частица золя гидроксида железа (III)
Золь гидроксида железа (III) получают гидролизом хлорида железа (III): в горячую воду наливают несколько капель крепкого раствора FeCl3 — жидкость становится красной. Происходящие при этом превращения можно представить следующими уравнениями:
FeCl3+3HOH⇌Fe(OH)3+3HCl
Fe(OH)3+HCl=FeOCl+2H2O
FeOCl⇌FeO++Сl- - Можно предположить, что при смешении золей, состоящих из противоположно заряженных частиц, произойдет нейтрализация зарядов, частицы укрупнятся и может выпасть осадок (коагуляция). Это подтверждается опытом.
- I. Электролитическая диссоциация.
II. Избирательная адсорбция.
Перед вами два пути возникновения электрических зарядов на поверхности коллоидных частиц. - Защитный коллоид
Поведение гидрофобного и гидрофильного коллоидов в электрическом поле
Под действием электрического поля обычный золь коагулирует. Защитный же коллоид, хотя и теряет свой заряд, не коагулирует. Укрупнению частиц препятствует гидрофильная оболочка вокруг коллоидных частиц. - Электрофорез
Простейшая схема движения частиц в электрическом поле.
Коллоидная частица вне электрического поля.
Коллоидная частица электрическом поле.
Доказательством наличия электрических зарядов на поверхности коллоидных частиц служит их передвижение в электрическом поле — электрофорез. - До начала опыта
После проведения опыта
Положительно заряженные частицы золя гидроксида железа (III) передвигаются в электрическом поле к катоду.
Электрофорез применяют для нанесения защитных покрытий, очистки воды от мелких взвешенных частиц, отделения каолина от примесей, для осаждения дымов и туманов. - Электроосмос
До начала опыта
После проведения опыта
Можно также наблюдать передвижение жидкости в узкой трубке (и в пористых телах) в электрическом поле к противоположно заряженному электроду — аноду (электроосмос). Этот процесс используется для удаления избытка воды из различных пористых материалов, для обезвоживания торфа, для дубления кожи. - В опыте, осуществленном еще в 1809 году профессором Московского университета Ф. Ф. Рейсом, одновременно происходит передвижение в электрическом поле отрицательно заряженных частиц глины к аноду и поднятие уровня воды у катода.
- Схема катионита К (для обмена катионов)
Схема анионита А (для обмена анионов)
Схема деминерализации воды
Адсорбированные на коллоидных частицах ионы обладают подвижностью.
Ионообмен играет существенную роль в процессах, происходящих в почве, в организмах растений и животных. Ионообменные смолы используются при деминерализации воды. - Электролизер с ионообменными мембранами
Электролизер с пористыми мембранами
Ионообменные мембраны применяются в электролизерах. Выход по току продуктов реакции — H2SO4 и NaOH в случае I составляет 20%, а в случае II — 90%. Чем это можно объяснить? - Высокомолекулярные вещества (крахмал, белок, каучук и др.) образуют дисперсные системы, сходные с коллоидами, но они не дают эффекта Тиндаля, устойчивы к электролитам, их студни (гели) могут переходить самопроизвольно в определенных растворителях в истинные молекулярные растворы.
- Схема получения коллоидных систем
Собственно коллоидные растворы (золи) получают не путем простого соприкосновения с растворителем, а в особых условиях. Различают два метода приготовления веществ в коллоидном состоянии: дисперсионный и конденсационный. - Прибор для получения золей путем распыления проволоки в электрической дуге
Золи могут быть получены распылением металлов в электрической дуге. Металл (например, серебро) сначала испаряется (диспергирование), а затем его атомы соединяются в коллоидные частицы (конденсация). Образовавшийся золь серебра неустойчив. Но он становится устойчивым в виде защитного коллоида. Под названием «колларгол» его используют в медицине. - Примером конденсационного способа может служить способ приготовления золя канифоли. Он основан на том, что канифоль легко растворяется в спирте, но нерастворима в воде.
- Золи могут быть получены в результате химических реакций. Так, золь серы в воде образуется при взаимодействии сероводорода с сернистым газом:
SO2+2H2S=2Н2O+3S
конденсация
nS - атомы серы
Sn - коллоидные частицы серы - Диализ
Очистка коллоидных растворов происходит в диализаторах. Через полупроницаемую диафрагму (мембрану) проходят из жидкости обычные молекулы и ионы, но задерживаются частицы коллоидных размеров, в том числе макромолекулы. - Электродиализ
Ускоренное удаление электролитов производят в электродиализаторах. Чем объяснить ускорение диализа? - КОНЕЦ
Диафильм создан по программе, утвержденной Министерством просвещения СССР
Автор кандидат педагогических наук А. Грабецкий
Художник-оформитель Т. Гурина
Редактор В. Чернина
© Студия «ДИАФИЛЬМ» Госкино СССР, 1985 г.
103062, Москва, Старосадский пер., 7
Цветной 0-30
Д-090-85
