Перейти до основного вмісту
Каталог

Дисперсні системи: істинні й колоїдні розчини, суспензії, емульсії

~10 хв · 9 розділів · 10 тестових запитань

Хімічні реакції та розчини
Хімія НМТ

Частина кар’єрної траєкторії Підготовка до НМТ 2027: Хімія — повний курс.

Класифікувати дисперсні системи за розміром частинок дисперсної фази (істинні розчини, колоїдні розчини, грубодисперсні системи) і за агрегатним станом фази й середовища (суспензії, емульсії, аерозолі, піни) та розпізнавати їх на побутових прикладах.

Дисперсна система: фаза і середовище

Ти щодня маєш справу з дисперсними системами, навіть не замислюючись про це. Коли розмішуєш крейду у воді, бачиш туман уранці або п'єш молоко — ти спостерігаєш різні типи дисперсних систем. Розберімося, що це таке.

Що таке дисперсна система?

Дисперсна система — це система, у якій одна речовина у вигляді дрібних частинок (дисперсна фаза) рівномірно розподілена в іншій речовині (дисперсійне середовище). Уяви: ти кидаєш дрібку крейди у склянку з водою. Крейда — це дисперсна фаза, вода — дисперсійне середовище. Або туман: крапельки води (дисперсна фаза) зависають у повітрі (дисперсійне середовище).

Дисперсна фаза — це те, «що» розподілене. Дисперсійне середовище — це те, «у чому» розподілене. Запам'ятай цю пару: фаза + середовище = дисперсна система.

Класифікація за розміром частинок

Найважливіша ознака, за якою дисперсні системи поділяють на три групи, — це розмір частинок дисперсної фази:

  • Істинні розчини — частинки менші за 1 нм (нанометр). Це молекули або йони. Наприклад, розчин кухонної солі у воді: йони Na⁺ та Cl⁻ мають розмір близько 0,1–0,3 нм.

  • Колоїдні розчини — частинки розміром від 1 до 100 нм. Вони вже більші за окремі молекули, але ще надто малі, щоб осісти під дією сили тяжіння.

  • Грубодисперсні системи — частинки понад 100 нм. Їх видно неозброєним оком або в мікроскоп, вони швидко осідають.

З розміром частинок змінюються властивості системи. Що більші частинки, то каламутніша система і то швидше вона розшаровується. Істинний розчин залишається прозорим і стійким роками, а грубодисперсна суміш (наприклад, крейда у воді) осідає за кілька хвилин.

Рендеринг діаграми…

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Істинні й колоїдні розчини

Істинні розчини

Істинний розчин — це однорідна система, у якій частинки дисперсної фази мають молекулярний або йонний розмір (менше ніж 1 нм). Такі частинки не видно навіть у найпотужніший оптичний мікроскоп. Ти вже знаєш їхні приклади з теми про суміші: розчин кухонної солі (NaCl) у воді, розчин цукру (C₁₂H₂₂O₁₁) у воді, розчин мідного купоросу (CuSO₄·5H₂O) у воді.

Властивості істинного розчину:

  • Прозорий — крізь нього можна читати текст. Він може бути безбарвним або забарвленим (наприклад, синій розчин мідного купоросу).

  • Стійкий — не розшаровується з часом, частинки не осідають.

  • Частинки проходять крізь паперовий фільтр — фільтруванням істинний розчин не розділити.

Колоїдні розчини

Колоїдний розчин (або золь) — це система з частинками дисперсної фази розміром від 1 до 100 нм. Зовні він може бути прозорим або ледь опалесцентним (злегка мутнуватим, якщо дивитися збоку). Приклади: розчин желатину в гарячій воді, розчин яєчного білка, крохмальний клейстер, кисіль.

Властивості колоїдного розчину:

  • Прозорий або злегка опалесцентний.

  • Стійкий — частинки тривалий час не осідають (броунівський рух утримує їх у завислому стані).

  • Частинки проходять крізь паперовий фільтр, але затримуються спеціальними ультрафільтрами.

Ефект Тіндаля — як розрізнити істинний і колоїдний розчин

Обидва розчини можуть бути прозорими, тож як їх розрізнити? На допомогу приходить ефект Тіндаля. Якщо пропустити промінь світла (наприклад, лазерної указки) крізь колоїдний розчин, частинки розсіюють світло, і ти побачиш яскраву світну доріжку — «конус Тіндаля». В істинному розчині промінь світла непомітний, бо молекули й йони надто малі, щоб розсіювати світло.

Це простий спосіб перевірки вдома: візьми лазерну указку і посвіти крізь склянку з рідким крохмальним клейстером (крохмаль, заварений гарячою водою). Побачиш світлу доріжку — це колоїдний розчин. Посвіти крізь склянку з розчином солі — променя не видно.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Суспензії, емульсії, аерозолі, піни

Грубодисперсні системи (частинки понад 100 нм) поділяють на чотири основні типи залежно від агрегатного стану дисперсної фази й дисперсійного середовища. Розгляньмо кожен.

Суспензія — тверде в рідині

Суспензія — це система, у якій тверді частинки дисперсної фази розподілені в рідкому дисперсійному середовищі. Приклади: крейда або глина у воді, вапняне молоко (суспензія Ca(OH)₂ у воді), мул у річковій воді. Суспензія завжди каламутна, з часом тверді частинки осідають на дно. Її легко розділити фільтруванням — частинки затримуються на паперовому фільтрі.

Емульсія — рідина в рідині

Емульсія — це система, у якій краплі однієї рідини (дисперсна фаза) розподілені в іншій рідині (дисперсійне середовище), з якою перша не змішується. Найвідоміший приклад — молоко: краплі жиру розподілені у воді. Інші приклади: майонез (олія у воді, стабілізована яєчним жовтком), олія, збовтана з водою. Емульсії з часом розшаровуються — краплі зливаються, і рідини розділяються на два шари.

Аерозоль — частинки в газі

Аерозоль — це система, у якій дисперсна фаза (рідкі або тверді частинки) розподілена в газоподібному середовищі (зазвичай у повітрі). Якщо фаза рідка — це туман, хмари (краплі води в повітрі). Якщо фаза тверда — це дим (тверді частинки сажі в повітрі) або пил. Аерозолі можуть триматися в повітрі від кількох секунд до багатьох днів залежно від розміру частинок.

Піна — газ у рідині (або в твердому тілі)

Піна — це система, у якій бульбашки газу (дисперсна фаза) розподілені в рідині (дисперсійне середовище). Приклади: мильна піна, збиті вершки, піна на поверхні газованої води. Існують також тверді піни, де газ розподілений у твердому тілі: пінопласт (бульбашки повітря в полімері), пемза (бульбашки газу в застиглій лаві).

Тип системи

Дисперсна фаза

Дисперсійне середовище

Приклади

Суспензія

Тверда

Рідина

Крейда у воді, вапняне молоко

Емульсія

Рідина

Рідина

Молоко, майонез

Аерозоль

Рідина або тверда

Газ

Туман, дим, хмари

Піна

Газ

Рідина (або тверде тіло)

Мильна піна, пінопласт

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Як розпізнати тип системи

Коли перед тобою невідома суміш, скористайся простими ознаками, щоб визначити її тип. Нижче — таблиця, яка зводить воєдино всі ключові властивості.

Ознака

Істинний розчин

Колоїдний розчин

Суспензія / емульсія

Прозорість

Прозорий

Прозорий або ледь опалесцентний

Каламутний

Стійкість

Не розшаровується

Не розшаровується

Розшаровується з часом

Промінь світла

Не видно

Видно (ефект Тіндаля)

Видно (сильне розсіювання)

Фільтрування

Проходить крізь фільтр

Проходить крізь фільтр

Суспензію фільтр затримує, емульсія крізь нього проходить

Спосіб розділення підказує тип

Метод, яким ти можеш розділити суміш, також указує на її тип:

  • Суспензію розділяють відстоюванням (частинки осідають) і фільтруванням (частинки затримуються фільтром).

  • Емульсію розділяють відстоюванням (рідини розшаровуються) і розділювальною лійкою (зливають нижній шар).

  • Колоїдні частинки й розчинені речовини проходять крізь паперовий фільтр — їх не відфільтрувати звичайним способом.

Назву визначає пара «що в чому»

Найпростіший спосіб визначити тип дисперсної системи — подивитися на агрегатний стан дисперсної фази й дисперсійного середовища:

  • Тверде в рідині → суспензія

  • Рідина в рідині (не змішується) → емульсія

  • Рідина або тверде в газі → аерозоль

  • Газ у рідині → піна

Запам'ятай послідовність: спочатку визнач, що є дисперсною фазою, а що — середовищем. Потім подивись на їхні агрегатні стани. Назва системи випливає з цієї пари автоматично.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Розбираємо завдання

Розгляньмо типові завдання НМТ на тему дисперсних систем. Кожне розв'яжемо крок за кроком.

Приклад 1. Логічні пари: приклад — тип дисперсної системи

Установіть відповідність між прикладом дисперсної системи (1–3) і її типом (А–Д).

1 майонез; 2 глина у воді; 3 дим від багаття.

А суспензія, Б емульсія, В аерозоль, Г істинний розчин, Д піна.

Розв'язання:

  • Майонез — це краплі олії (рідина) у воді (рідина), стабілізовані яєчним жовтком. Отже, це емульсія. Відповідь: 1 → Б.

  • Глина у воді — тверді частинки глини (тверде) у воді (рідина). Це суспензія. Відповідь: 2 → А.

  • Дим від багаття — тверді частинки сажі (тверде) у повітрі (газ). Це аерозоль. Відповідь: 3 → В.

Ключ: 1Б, 2А, 3В.

Приклад 2. Вибір істинного розчину

Яка із систем є істинним розчином?

  • А молоко

  • Б розчин желатину у воді

  • В розчин цукру у воді

  • Г вапняне молоко

Розв'язання: Істинний розчин має частинки менші за 1 нм. Розчин цукру у воді — це молекули сахарози (C₁₂H₂₂O₁₁), які мають розмір близько 0,5 нм. Він прозорий, стійкий, не розшаровується.

Чому інші варіанти неправильні?

  • Молоко — емульсія (краплі жиру у воді), а не істинний розчин.

  • Розчин желатину — колоїдний розчин (частинки білка мають розмір 1–100 нм).

  • Вапняне молоко — суспензія Ca(OH)₂ у воді (частинки понад 100 нм).

Ключ: В.

Приклад 3. Ефект Тіндаля

Крізь дві прозорі рідини пропустили промінь лазерної указки. В одній рідині промінь видно як світну доріжку, в іншій — ні. Що можна стверджувати?

  • А обидві рідини — істинні розчини

  • Б перша рідина — колоїдний розчин, друга — істинний

  • В перша рідина — суспензія

  • Г перша рідина — істинний розчин, друга — колоїдний

Розв'язання: Ефект Тіндаля (світна доріжка) виникає, коли частинки дисперсної фази мають розмір, співмірний із довжиною хвилі світла, — тобто в колоїдних розчинах (1–100 нм). В істинних розчинах частинки надто малі, щоб розсіювати світло. Отже, перша рідина — колоїдний розчин, друга — істинний.

Чому інші варіанти неправильні?

  • А — якби обидві були істинними, промінь не було б видно в жодній.

  • В — суспензія каламутна, а не прозора, і в ній світло теж розсіюється, але система не прозора.

  • Г — навпаки: в істинному розчині промінь не видно.

Ключ: Б.

Приклад 4. Пари аерозолів

Укажіть пару, у якій обидві системи — аерозолі.

  • А туман і мильна піна

  • Б дим і вапняне молоко

  • В туман і дим

  • Г хмара і майонез

Розв'язання: Аерозоль — це рідкі або тверді частинки в газі. Туман — краплі води (рідина) у повітрі (газ). Дим — тверді частинки сажі (тверде) у повітрі (газ). Отже, обидві системи — аерозолі.

Чому інші варіанти неправильні?

  • А — туман (аерозоль), але мильна піна — це піна (газ у рідині).

  • Б — дим (аерозоль), але вапняне молоко — суспензія (тверде в рідині).

  • Г — хмара (аерозоль), але майонез — емульсія (рідина в рідині).

Ключ: В.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Типові помилки й пастки

  • Вважають молоко істинним розчином, бо воно однорідне на вигляд. Насправді молоко — емульсія: краплі жиру (рідина) розподілені у воді (рідина). Молоко не є істинним розчином, бо жир не розчиняється у воді, а утворює дрібні крапельки.

  • Називають туман суспензією. Помилка виникає, коли думають, що «суспензія» — це будь-що каламутне. Насправді туман — аерозоль, бо дисперсна фаза (краплі води) — рідина, а дисперсійне середовище — газ (повітря).

  • Плутають суспензію (тверде в рідині) з емульсією (рідина в рідині). Запам'ятай: якщо обидві речовини рідкі й не змішуються — це емульсія. Якщо тверді частинки плавають у рідині — це суспензія.

  • Вважають колоїдний розчин каламутною суспензією. Колоїдний розчин прозорий (або ледь опалесцентний) і не осідає, на відміну від суспензії, яка каламутна й швидко розшаровується.

  • Вважають, що будь-яку дисперсну систему можна розділити фільтруванням. Насправді крізь паперовий фільтр проходять істинні розчини й колоїдні розчини. Фільтр затримує лише тверді частинки грубодисперсних систем (суспензій); емульсії розділяють відстоюванням або розділювальною лійкою.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Як це перевіряють на НМТ

Тема «Дисперсні системи» входить до розділу 1.6 програми НМТ з хімії. Від тебе вимагають знати поняття про дисперсні системи, колоїдні та істинні розчини, суспензії, емульсії, аерозолі, наводити їх приклади й розрізняти типи сумішей і розчинів.

Формати завдань

  • Вибір однієї відповіді з чотирьох (завдання № 1–18, 0 або 1 бал). Тобі пропонують приклад системи й питають, до якого типу вона належить, або навпаки.

  • Логічні пари 1–3 → А–Д (завдання № 19–20, по 1 балу за кожну правильно встановлену пару). Можливе формулювання: «Установіть відповідність між прикладом дисперсної системи та її типом».

Що було в демоваріанті 2026

У демоваріанті НМТ 2026 року в завданнях № 4 і № 5 треба було читати рисунки: у № 4 — побутовий глечик-роздільник, яким відокремлюють рідкий жир від бульйону, у № 5 — колби з розчинами NH₃, HCl і H₂S для порівняння pH. Отже, суміші й розчини варто впізнавати не лише за назвою, а й за рисунком: що з чим змішано, чи розшаровується система, як її можна розділити.

Стратегія виконання

  • Визнач агрегатний стан дисперсної фази й дисперсійного середовища. Назва системи випливає з пари «що в чому».

  • Пам'ятай: назв дисперсних систем у довідці НМТ немає — їх треба знати.

  • Якщо сумніваєшся, перевір за розміром частинок: істинний розчин — прозорий і стійкий, колоїдний — прозорий з ефектом Тіндаля, суспензія/емульсія — каламутна й нестійка.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Питання й відповіді

Чим колоїдний розчин відрізняється від істинного, якщо обидва прозорі?

Головна відмінність — ефект Тіндаля. Якщо пропустити промінь світла крізь колоїдний розчин, частинки розміром 1–100 нм розсіюють світло, і ти бачиш світну доріжку. В істинному розчині частинки менші за 1 нм, тому світло не розсіюється, і промінь непомітний. Крім того, колоїдні розчини можуть бути злегка опалесцентними (злегка мутнуватими збоку), тоді як істинні — абсолютно прозорі.

Чому молоко — емульсія, а не розчин?

Молоко складається з крапель жиру (дисперсна фаза), розподілених у воді (дисперсійне середовище). Жир не розчиняється у воді — він утворює дрібні крапельки, які плавають у воді. Отже, це система «рідина в рідині», де обидві рідини не змішуються. Така система називається емульсією. Якби жир розчинявся у воді на молекулярному рівні, утворився б істинний розчин, але цього не відбувається.

Туман і дим — це одне й те саме?

І туман, і дим належать до аерозолів, але відрізняються агрегатним станом дисперсної фази. У тумані дисперсна фаза — краплі води (рідина), а в димі — тверді частинки сажі або попелу (тверде). Дисперсійне середовище в обох випадках — газ (повітря). Тому туман — це аерозоль із рідкою фазою, а дим — аерозоль із твердою фазою.

Чому суспензія з часом осідає, а розчин ні?

У суспензії частинки дисперсної фази мають розмір понад 100 нм. На них діє сила тяжіння, і вони поступово осідають на дно. В істинному розчині частинки (молекули або йони) мають розмір менш як 1 нм — вони перебувають у постійному хаотичному русі (броунівський рух), який перешкоджає осіданню. Крім того, в істинному розчині частинки оточені молекулами розчинника (сольватна оболонка), що також стабілізує систему.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Коротко: головне

  • Дисперсна система = дисперсна фаза (те, що розподілене) + дисперсійне середовище (те, у чому розподілене).

  • Розмір частинок: істинний розчин — менше 1 нм, колоїдний — 1–100 нм, грубодисперсні системи — понад 100 нм.

  • Колоїдний розчин розсіює світло — це ефект Тіндаля. В істинному розчині промінь світла не видно.

  • Суспензія — тверде в рідині (крейда у воді).

  • Емульсія — рідина в рідині (молоко, майонез).

  • Аерозоль — частинки (рідкі або тверді) у газі (туман, дим).

  • Піна — газ у рідині (мильна піна) або газ у твердому тілі (пінопласт).

  • Молоко й майонез — емульсії, туман і дим — аерозолі, крейда й глина у воді — суспензії.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Самоперевірка

Перевірте себе на цьому юніті

Спробуйте ці 5 запитань — оберіть відповідь, щоб побачити, чи ви праві й чому. Приєднайтеся, щоб пройти повний тест юніту, який іде в глибину по цьому юніту.

1. Яка система є колоїдним розчином?

2. Який діапазон розмірів частинок дисперсної фази характерний для грубодисперсних систем?

3. Яка з наведених ознак характерна для суспензії?

4. Вибери пару, у якій обидві системи належать до аерозолів.

5. Укажи систему, яка є істинним розчином.

Це лише дрібка самоперевірки — повний тест юніту йде в глибину й використовує всі 10 запитань цього юніта і точно визначає, що вивчати.

Приєднатися, щоб пройти тест