1

2

OTOPINE I OTOPINE I KOLOIDNI SUSTAVIKOLOIDNI SUSTAVI

3

GRUBO

DISPERZNI

SUSTAVI

KOLOIDNI

SUSTAVI

PRAVE

OTOPINE

veličina čestica: > 200 nm 1-200 nm

(10 μm)

< 1 nm

koloidne čestice:

→ nakupine ionâ ili molekulâ

− nisu vidljive prostim okom

− prolaze kroz filter papir

− raspršuju svjetlost (Tyndallov fenomen)

4

Otopine

5

OTOPINE = OTAPALO + OTOPLJENA TVAR

→ najčešće (l) ↔ (s), (l), (g)

→ može biti i (s) + (s) = čvrste otopine

6

→ najvažnije otapalo:

VODA

→ otapala

→ s obzirom na naboj čestica

otopljene tvari

polarna

nepolarna

elektrolitske otopine

neelektrolitske otopine

7

– procesi pri otapanju kristalnih tvari:

rušenje kristala + solvatacija oslobođenih česticarušenje kristala + solvatacija oslobođenih čestica

– rušenje kristala: ΔcellHº (= Uº) > 0

– solvatacija: ΔsolvHº < 0 (odn. hidratacija: ΔhidrHº)

——————————————————————

→ entalpija otapanja: ΔsolnHº = ΔcellHº + ΔsolvHº

(za vodene otopine: ΔsolnHº = ΔcellHº + ΔhidrHº)

8

Dijagram topljivosti nekih soli u vodi:

9

– topljivost plinova – Henryjev zakon:

“Količina plina otopljenog u tekućini na određenoj temperaturi proporcionalna je (parcijalnom) tlaku toga plina iznad tekućine”

p / bar

c / m

ol L

−1

ccplinplin = k = kHH ·· pp’’plinplin

10

− različite matematičke formulacije Henryjevog zakona

11

Koloidni sustavi

12

13

14

− koloidi − imaju veliku površinu u usporedbi s normalnim materijalom

→ (među)površinski efekti − izrazito važni za kemiju disperznih sustava

15

→ najvažniji (zbog rasprostranjenosti i primjene) − koloidni sustavi čvrste, odn. tekuće dispergirane faze u tekućem disperznom sredstvu (→ vodi)

→ surfaktant (površinski aktivna tvar) − vrsta koja se akumulira na međupovršini dva fluida (od kojih 1 može biti zrak) i mijenja svojstva površine

− najčešći surfaktanti − molekule s organskim (lančastim) nepolarnim dijelom i polarnim dijelom (npr.: sapuni i deterdženti)

→ surfaktanti − tvore micele, tj. sferaste nakupine molekula → neionski surf. − > 1000 molekula → ionski surf. − 10 – 100 molekula, odn.

iona

16micelamicela

17

− električki naboj na površinama koloidnih čestica

→ kinetička stabilnost koloida

→ električki dvosloj

18

Prikaz micele: (a) želatine, (b) srebrovog klorida

(a)

(b)

19

→ → stabilizacija emulzijestabilizacija emulzije

molekule proteina su uvinute između čestica

masti i sprječavaju koagulaciju

mast

velike molekule sprječavaju

dodirivanje kapi

(a) (b)

20

→ priprema koloida

21

− nastajanje koloida prilikom taloženja soli;

AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)

primarni apsorpcijski slojprimarni apsorpcijski sloj

ioni suprotnog naboja ioni suprotnog naboja − sekundarni aps. sloj− sekundarni aps. sloj

homogena otopinahomogena otopina

primarni apsorpcijski sloj + sekundarni apsorpcijski sloj =

= električki dvosloj

22

→ peptizacija vs. koagulacija

AgCl(koloid) AgCl(talog)koagulacija

peptizacija

→ koagulacija se pospješuje:

− dodatkom elektrolita suprotnog naboja od naboja iona iz primarnog

sloja

− zagrijavanjem koloidne otopine

− miješanjem koloidne otopine

→ peptizacija se pospješuje:

− ispiranjem taloga čistom vodom (čime se uklanjaju ioni iz sekundarnog aps. sloja)