Roztwory koloidalne, Publikacje z Chemia

Pobierz Roztwory koloidalne i więcej Publikacje w PDF z Chemia tylko na Docsity!

Roztwory koloidalne

Wprowadzenie Przeczytaj Grafika interaktywna Sprawdź się Dla nauczyciela

Przeczytaj

Czym jest roztwór koloidalny?

Roztwór koloidalny jest przykładem układu dyspersyjnego, w którym średnica cząsteczek fazy rozproszonej mieści się w przedziale: 1 nm < d < 100 nm (10 –10 m).

Przykładami takich roztwór są:

mleko, mleczka do demakijażu, lakier do paznokci, mgła, dym, styropian.

Jakie są cechy układu koloidalnego?

Układ koloidalny jest układem heterogenicznym (niejednorodnym). Oznacza to, że jego składniki można rozróżnić gołym okiem lub za pomocą przyrządów optycznych.

Cząstki fazy rozproszonej w ośrodku ciekłym lub gazowym poruszają się ruchami Browna. Są to nieustanne, chaotyczne ruchy postępowe, obrotowe i drgające. Cząstki te mają zdolność do rozpraszania światła z wytworzeniem charakterystycznego stożka świetlnego, nazywanego efektem Tyndalla.

–9 –

Efekt Tyndalla Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podlegają one zjawisku elektrokinetycznemu, jakim jest elektroforeza. Pod wpływem pola elektrycznego, naładowane cząstki roztworów koloidowych poruszają się w nieruchomym ośrodku rozpraszającym. Jeżeli cząstki poruszają się ku anodzie – jest to anaforeza , jeżeli ku katodzie – kataforeza.

Ich charakterystyczną cechą jest także zdolność do koagulacji , czyli łączenia się w większe zespoły, w wyniku czego tworzy się żel.

Klasyfikacja koloidów

Ze względu na powinowactwo do fazy rozpraszającej (woda), układy koloidalne możemy podzielić na roztwory koloidalne hydrofilowe i hydrofobowe.

Hydrofilowe cząsteczki koloidalne w roztworze otoczone są przez cząsteczki rozpuszczalnika, które stanowią tzw. otoczkę solwatacyjną. W czasie koagulacji część cząsteczek traci swoją otoczkę utworzoną z wody i grupuje się w większe agregaty. Jest to proces zwany koagulacją.

Proces koagulacji. Schemat poglądowy, pominięto ładunki cząstkowe. Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

roztwór koloidalny

(gr. kólla „klej”, eídos „postać”) układ koloidalny, układ koloidowy; układ dyspersyjny (rozproszony), tj. składający się z fazy rozpraszającej (zwanej fazą ciągłą lub ośrodkiem dyspersyjnym) i fazy rozproszonej (zwanej fazą zdyspergowaną)

układ dyspersyjny

układ rozproszony; układ wielofazowy (zwykle dwufazowy), w którym cząstki jednej z faz (zwanej fazą rozproszoną) są równomiernie rozproszone w drugiej fazie (zwanej fazą rozpraszającą)

nano-

(gr. nanos „karzeł” ) nano- n; przedrostek jednostki miary oznaczający mnożnik 10 ; np. 1 nm = 10 m

efekt Tyndalla

rozpraszanie światła przez drobne cząstki zawiesiny w ośrodkach mętnych (jak np. kurz, mgła w powietrzu) lub zagęszczenia cząsteczek (atomów) czystej substancji, w której,

wskutek ruchu cieplnego, zachodzą fluktuacje gęstości

elektroforeza

(gr. ηλεκτροφόρηση „noszenie elektronów” , ang. electrophoresis) jedno ze zjawisk elektrokinetycznych, polegające na poruszaniu się naładowanych cząstek (makrocząsteczek lub cząstek koloidowych w nieruchomym ośrodku rozpraszającym albo jonów w roztworze np. wewnątrz kapilary) pod wpływem pola elektrycznego

hydrofilowość

(gr. hydro ,”woda”, phobos „strach” ) właściwość substancji, która polega na zdolności jej cząsteczek (lub ich części) do oddziaływania z rozpuszczalnikami polarnymi, głównie z wodą bądź grupami polarnymi innych związków; cecha makroskopowa materiałów polegająca na pokrywaniu się makroskopową warstwą wody

Bibliografia

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‐Biała 2010.

Ćwiczenie 1

Źródło: dostępny w internecie: www.flickr.com, licencja: CC BY-SA 2.0.

Jaka właściwość roztworów koloidalnych jest przedstawiona na poniższym zdjęciu?

Koagulacja

Efekt Tyndalla

Elektroforeza

Ćwiczenie 2

Ćwiczenie 3

Jak powstaje złoto koloidalne?

Odpowiedź:

Przyporządkuj definicje do ich określeń.

Efekt Tyndalla ruch cząstek koloidalnych podwpływem pola elektrycznego.

Ruchy Browna rozpraszanie światła przez cząstkikoloidalne.

Dializator urządzenie używane podczas dializy.

Elektroforeza

przypadkowy ruche cząstek koloidalnych w ich ośrodku rozpraszającym.

Ćwiczenie 3

Wskaż poprawną odpowiedź, charakteryzującą podział roztworów koloidalnych.

Jonowe i niejonowe

Polarne i niepolarne

Rozpuszczalne i nierozpuszczalne

Hydrofilowe i hydrofobowe

Ćwiczenie 4

Wyjaśnij zjawisko koagulacji oraz wytłumacz, co dzieje się podczas tego zjawiska.

Odpowiedź:

Ćwiczenie 5

Podaj przykład hydrofilowych roztworów koloidalnych.

Odpowiedź:

Ćwiczenie 6

Podaj przykład hydrofobowych roztworów koloidalnych.

Odpowiedź:

Ćwiczenie 7

Wyjaśnij pojęcie efektu Tyndalla.

Odpowiedź:

Ćwiczenie 8

Przeprowadzono doświadczenie przedstawione na rysunku.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Odpowiedz, w której zlewce otrzymano roztwór właściwy, a w której koloidalny?

Odpowiedź:

Dla nauczyciela

Autor: Gabriela Iwińska

Przedmiot: Chemia

Temat: Roztwory koloidalne

Grupa docelowa:

Szkoła ponadpodstawowa, liceum ogólnokształcące, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

V. Roztwory. Uczeń:

1. rozróżnia układy homogeniczne i heterogeniczne; wymienia różnice we właściwościach roztworów właściwych, koloidów i zawiesin.

Zakres rozszerzony

V. Roztwory. Uczeń:

1. rozróżnia układy homogeniczne i heterogeniczne; wymienia różnice we właściwościach roztworów właściwych, koloidów i zawiesin.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

kompetencje cyfrowe; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne

Uczeń:

przedstawia cechy charakterystyczne roztworu koloidalnego; charakteryzuje rodzaje roztworów koloidalnych; wyjaśnia, co to jest efekt Tyndalla; planuje eksperyment, w którym wykazuje, czy roztwór jest koloidalny.

Strategie nauczania:

strategia asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

analiza materiału źródłowego oraz ćwiczenia uczniowskie; dyskusja; technika zdań podsumowujących; burza mózgów; grafika interaktywna; metoda JIGSAW.

Formy pracy:

praca indywidualna; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; rzutnik multimedialny.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie tematem lekcji. Nauczyciel zadaje pytanie: Jak myślicie, jakim typem roztworu jest mleko? Trwa dyskusja.
2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele.
3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół pojęcia roztworu koloidalnego.

Faza realizacyjna:

1. Praca metodą JIGSAW. Nauczyciel dzieli klasę na trzy grupy. Są to tzw. grupy eksperckie. Każdy uczestnik zostaje ekspertem, który w istotny sposób przyczyni się do sukcesu całej grupy. Każdy uczeń występuje w roli uczącego się i nauczającego. Zespoły otrzymują arkusze papieru i mazaki. Nauczyciel przydziela im różne zagadnienia do opracowania w ciągu 10 minut:

I grupa: definiuje pojęcie „roztwór koloidalny”; II grupa: przedstawia, jakie są cechy układu koloidalnego; III grupa: prezentuje klasyfikację koloidów.

mazaki i flamastry; arkusze papieru A3/A4.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Multimedium może być wykorzystane przez ucznia w fazie przygotowania do lekcji lub przygotowywania się do pracy kontrolnej.