Dabā nav tīru elementu. Būtībā tie visi ir maisījumi. Tie, savukārt, var būt neviendabīgi vai viendabīgi. Tie veidojas no vielām, kas atrodas agregācijas stāvoklī, tādējādi veidojot noteiktu dispersijas sistēmu, kurā ir dažādas fāzes. Turklāt maisījumi parasti satur dispersijas vidi. Tās būtība ir tāda, ka to uzskata par elementu ar lielu tilpumu, kurā tiek izplatīta kāda viela. Izkliedētā sistēmā fāze un vide atrodas tā, lai starp tām būtu saskarnes daļiņas. Tāpēc to sauc par neviendabīgu vai neviendabīgu. Ņemot to vērā, liela nozīme ir virsmas, nevis daļiņu darbībai kopumā.
Izkliedētā sistēmas klasifikācija
Fāzi, kā jūs zināt, attēlo vielas, kurām ir atšķirīgs stāvoklis. Un šie elementi ir sadalīti vairākos veidos. Izkliedētās fāzes agregācijas stāvoklis ir atkarīgs no kombinācijasvide, kā rezultātā tiek izveidotas 9 veidu sistēmas:
- Gāze. Šķidrums, ciets un attiecīgais elements. Homogēns maisījums, migla, putekļi, aerosoli.
- Šķidruma izkliedēta fāze. Gāze, cieta, ūdens. Putas, emulsijas, zoles.
- Cieta izkliedēta fāze. Šķidrums, gāze un šajā gadījumā aplūkotā viela. Augsne, līdzekļi medicīnā vai kosmētikā, akmeņi.
Kā likums, izkliedētas sistēmas izmēru nosaka fāzes daļiņu lielums. Pastāv šāda klasifikācija:
- rupji (piekares);
- plāns (koloidāli un īsti šķīdumi).
Izkliedes sistēmas daļiņas
Pārbaudot rupjos maisījumus, var novērot, ka šo savienojumu daļiņas struktūrā var redzēt ar neapbruņotu aci, jo to izmērs ir lielāks par 100 nm. Suspensijas, kā likums, attiecas uz sistēmu, kurā izkliedētā fāze ir atdalāma no barotnes. Tas ir tāpēc, ka tie tiek uzskatīti par necaurspīdīgiem. Suspensijas iedala emulsijās (nešķīstošie šķidrumi), aerosolos (smalkās daļiņās un cietās daļās), suspensijās (cietās ūdenī).
Koloidāla viela ir jebkas, kam piemīt tāda īpašība, ka pa to vienmērīgi izkliedēts cits elements. Tas ir, tas ir klāt, vai drīzāk, tas ir daļa no izkliedētās fāzes. Tas ir stāvoklis, kad viens materiāls ir pilnībā sadalīts citā vai drīzāk tā tilpumā. Piena piemērā šķidrie tauki ir izkliedēti ūdens šķīdumā. Šajā gadījumā mazākā molekula ir 1 robežāsnanometrs un 1 mikrometrs, padarot to neredzamu optiskajam mikroskopam, kad maisījums kļūst viendabīgs.
Tas ir, nevienai šķīduma daļai nav lielāka vai mazāka izkliedētās fāzes koncentrācija nekā jebkurai citai. Mēs varam teikt, ka tam ir koloidāls raksturs. Lielāko sauc par nepārtraukto fāzi vai dispersijas vidi. Tā kā tā izmērs un sadalījums nemainās, un attiecīgais elements tiek sadalīts pa to. Koloīdu veidi ietver aerosolus, emulsijas, putas, dispersijas un maisījumus, ko sauc par hidrosoliem. Katrai šādai sistēmai ir divas fāzes: izkliedētā un nepārtrauktā fāze.
Koloīdi pēc vēstures
Intensīva interese par šādām vielām bija visās zinātnēs 20. gadsimta sākumā. Einšteins un citi zinātnieki rūpīgi pētīja to īpašības un pielietojumu. Tajā laikā šī jaunā zinātnes joma bija vadošā teorētiķu, pētnieku un ražotāju pētniecības joma. Pēc intereses maksimuma līdz 1950. gadam koloīdu pētījumi ievērojami samazinājās. Interesanti atzīmēt, ka kopš nesenās lielākas jaudas mikroskopu un "nanotehnoloģiju" parādīšanās (noteikta niecīga mēroga objektu izpēte), ir atjaunojusies zinātniskā interese par jaunu materiālu izpēti.
Vairāk par šīm vielām
Ir elementi, kas novēroti gan dabā, gan mākslīgos šķīdumos, kuriem ir koloidālas īpašības. Piemēram, majonēze, kosmētiskais losjons un smērvielas ir mākslīgo emulsiju veidi, un piens ir līdzīgs.dabā sastopams maisījums. Koloidālās putas ietver putukrējumu un skūšanās putas, savukārt ēdamie priekšmeti ir sviests, zefīri un želeja. Papildus pārtikai šīs vielas pastāv noteiktu sakausējumu, krāsu, tintes, mazgāšanas līdzekļu, insekticīdu, aerosolu, putupolistirola un gumijas veidā. Pat skaistiem dabas objektiem, piemēram, mākoņiem, pērlēm un opāliem, ir koloidālas īpašības, jo tajos ir vienmērīgi sadalīta cita viela.
Koloidālo maisījumu iegūšana
Palielinot mazo molekulu skaitu līdz diapazonam no 1 līdz 1 mikrometram vai samazinot lielās daļiņas līdz tādam pašam izmēram. Var iegūt koloidālās vielas. Turpmākā ražošana ir atkarīga no izkliedētajā un nepārtrauktajā fāzē izmantoto elementu veida. Koloīdi uzvedas savādāk nekā parastie šķidrumi. Un tas ir novērojams transporta un fizikāli ķīmiskajās īpašībās. Piemēram, membrāna var ļaut tai iziet cauri patiesam šķīdumam ar cietām molekulām, kas pievienotas šķidrām molekulām. Tā kā koloidāla viela, kurai ir cieta viela, kas izkliedēta caur šķidrumu, tiks izstiepta ar membrānu. Sadalījuma paritāte ir vienmērīga līdz mikroskopiskai vienādībai spraugā visā otrajā elementā.
Patiesi risinājumi
Koloīda dispersija tiek attēlota kā viendabīgs maisījums. Elements sastāv no divām sistēmām: nepārtrauktas un izkliedētas fāzes. Tas norāda, ka šī lieta ir saistīta arpatiesi risinājumi, jo tie ir tieši saistīti ar iepriekš minēto maisījumu, kas sastāv no vairākām vielām. Koloīdā otrajam ir sīku daļiņu vai pilienu struktūra, kas pirmajā ir vienmērīgi sadalītas. No 1 nm līdz 100 nm ir izmērs, kas veido izkliedēto fāzi vai, pareizāk sakot, daļiņas vismaz vienā dimensijā. Šajā diapazonā izkliedētā fāze ir viendabīgi maisījumi ar norādītajiem izmēriem, varam nosaukt aptuvenos elementus, kas atbilst aprakstam: koloidālie aerosoli, emulsijas, putas, hidrosoli. Virsmas ķīmiskais sastāvs būtiski ietekmē konkrētajos preparātos esošās daļiņas vai pilienus.
Koloīdu risinājumi un sistēmas
Jāņem vērā fakts, ka izkliedētās fāzes lielums sistēmā ir grūti izmērāms mainīgais lielums. Risinājumiem dažreiz ir raksturīgas savas īpašības. Lai būtu vieglāk uztvert kompozīciju rādītājus, koloīdi atgādina tos un izskatās gandrīz vienādi. Piemēram, ja tam ir šķidrā veidā izkliedēta cieta forma. Tā rezultātā daļiņas netiks cauri membrānai. Kamēr citi komponenti, piemēram, izšķīdušie joni vai molekulas, spēj iziet cauri tam. Ja to ir vienkāršāk analizēt, izrādās, ka izšķīdušās sastāvdaļas iziet cauri membrānai, un ar aplūkoto fāzi koloidālās daļiņas nevar.
Krāsu īpašību parādīšanās un izzušana
Tindala efekta dēļ dažas no šīm vielām ir caurspīdīgas. Elementa struktūrā tā ir gaismas izkliede. Citas sistēmas un formulējumi nāk komplektādaži toni vai pat necaurspīdīgi, ar noteiktu krāsu, pat ja daži nav spilgti. Daudzas pazīstamas vielas, tostarp sviests, piens, krējums, aerosoli (migla, smogs, dūmi), asf alts, krāsas, krāsas, līme un jūras putas, ir koloīdi. Šo pētījumu jomu 1861. gadā ieviesa skotu zinātnieks Tomass Grehems. Dažos gadījumos koloīdu var uzskatīt par viendabīgu (neviendabīgu) maisījumu. Tas ir tāpēc, ka atšķirība starp "izšķīdušo" un "granulēto" vielu dažreiz var būt pieejas jautājums.
Hidrokoloīdu vielu veidi
Šis komponents ir definēts kā koloidāla sistēma, kurā daļiņas ir izkliedētas ūdenī. Hidrokoloīdie elementi atkarībā no šķidruma daudzuma var iegūt dažādus stāvokļus, piemēram, želeju vai solu. Tie ir neatgriezeniski (vienkomponenta) vai atgriezeniski. Piemēram, agars, otrā veida hidrokoloīds. Var pastāvēt gēla un sola stāvoklī, kā arī pārmaiņus ar pievienotu vai noņemtu siltumu.
Daudzi hidrokoloīdi ir iegūti no dabīgiem avotiem. Piemēram, karaginānu iegūst no aļģēm, želatīnu no liellopu taukiem, bet pektīnu no citrusaugļu mizas un ābolu izspaidām. Hidrokoloīdus pārtikā izmanto galvenokārt, lai ietekmētu tekstūru vai viskozitāti (mērci). Izmanto arī ādas kopšanai vai kā ārstniecisku līdzekli pēc traumas.
Koloidālo sistēmu būtiskie raksturlielumi
No šīs informācijas var redzēt, ka koloidālās sistēmas ir izkliedētās sfēras apakšnodaļa. Tie savukārt var būt risinājumi (sols)vai želejas (želeja). Pirmie vairumā gadījumu ir izveidoti, pamatojoties uz dzīvo ķīmiju. Pēdējie veidojas zem nogulumiem, kas rodas solu koagulācijas laikā. Šķīdumi var būt ūdens ar organiskām vielām, ar vājiem vai spēcīgiem elektrolītiem. Koloīdu izkliedētās fāzes daļiņu izmēri ir no 100 līdz 1 nm. Tos nevar redzēt ar neapbruņotu aci. Nostādināšanas rezultātā fāzi un vidi ir grūti atdalīt.
Klasifikācija pēc izkliedētās fāzes daļiņu veidiem
Multimolekulārie koloīdi. Kad šķīdināšanas laikā vielu atomi vai mazākas molekulas (kuru diametrs ir mazāks par 1 nm) apvienojas, veidojot līdzīga izmēra daļiņas. Šajos solos izkliedētā fāze ir struktūra, kas sastāv no atomu vai molekulu agregātiem, kuru molekulārais izmērs ir mazāks par 1 nm. Piemēram, zelts un sērs. Šajos koloīdos daļiņas satur van der Vāla spēki. Viņiem parasti ir liofilisks raksturs. Tas nozīmē būtisku daļiņu mijiedarbību.
Augstas molekulmasas koloīdi. Tās ir vielas, kurām ir lielas molekulas (tā sauktās makromolekulas), kuras, izšķīdinot, veido noteiktu diametru. Šādas vielas sauc par lielmolekulāriem koloīdiem. Šie dispersās fāzes veidojošie elementi parasti ir polimēri ar ļoti augstu molekulmasu. Dabiskās makromolekulas ir ciete, celuloze, olb altumvielas, fermenti, želatīns uc Mākslīgās ir sintētiskie polimēri, piemēram, neilons, polietilēns, plastmasa, polistirols utt.e. Parasti tās ir liofobas, kas šajā gadījumā nozīmē daļiņu vājo mijiedarbību.
Saistītie koloīdi. Tās ir vielas, kas, izšķīdinot vidē, uzvedas kā parasti elektrolīti zemā koncentrācijā. Bet tās ir koloidālas daļiņas ar lielāku sastāvdaļu fermentatīvo komponentu, jo veidojas agregēti elementi. Šādi izveidotās agregātu daļiņas sauc par micellām. To molekulas satur gan liofilas, gan liofobas grupas.
Micelles. Tās ir grupētas vai agregētas daļiņas, ko veido koloīda savienojums šķīdumā. Parastie piemēri ir ziepes un mazgāšanas līdzekļi. Veidošanās notiek virs noteiktas Kraft temperatūras un virs noteiktas kritiskās micelizācijas koncentrācijas. Viņi spēj veidot jonus. Micellās var būt līdz 100 vai vairāk molekulām, piemēram, nātrija stearāts ir tipisks piemērs. Kad tas izšķīst ūdenī, tas atbrīvo jonus.
