Daar is geen elemente in die natuur wat suiwer is nie. Basies is hulle almal mengsels. Hulle kan op hul beurt heterogeen of homogeen wees. Hulle word gevorm uit stowwe in die toestand van aggregasie, en skep dus 'n sekere verspreidingsisteem waarin daar verskillende fases is. Daarbenewens bevat mengsels gewoonlik 'n dispersiemedium. Die kern daarvan lê in die feit dat dit beskou word as 'n element met 'n groot volume waarin een of ander stof versprei word. In 'n verspreide sisteem is die fase en die medium op so 'n manier geleë dat daar deeltjies van die koppelvlak tussen hulle is. Daarom word dit heterogeen of heterogeen genoem. In die lig hiervan is die werking van die oppervlak, en nie van die deeltjies as geheel nie, van groot belang.
Verspreide stelselklassifikasie
Fase, soos jy weet, word verteenwoordig deur stowwe wat 'n ander toestand het. En hierdie elemente word in verskeie tipes verdeel. Die toestand van aggregasie van die verspreide fase hang af van die kombinasie vanomgewing, wat lei tot 9 tipes stelsels:
- Gas. Vloeistof, vaste stof en die betrokke element. Homogene mengsel, mis, stof, aërosols.
- Vloeistofverspreide fase. Gas, vaste stof, water. Skuim, emulsies, sols.
- Soliede verspreide fase. Vloeistof, gas en die stof wat in hierdie geval oorweeg word. Grond, beteken in medisyne of skoonheidsmiddels, rotse.
As 'n reël word die grootte van 'n verspreide sisteem bepaal deur die grootte van die fasedeeltjies. Daar is die volgende klassifikasie:
- grof (suspensies);
- dun (kolloïdale en ware oplossings).
Deeltjies van die verspreidingstelsel
Wanneer growwe mengsels ondersoek word, kan 'n mens waarneem dat die deeltjies van hierdie verbindings in die struktuur met die blote oog gesien kan word, as gevolg van die feit dat hul grootte meer as 100 nm is. Suspensies verwys as 'n reël na 'n sisteem waarin die verspreide fase van die medium skeibaar is. Dit is omdat hulle as ondeursigtig beskou word. Suspensies word verdeel in emulsies (onoplosbare vloeistowwe), aërosols (fyn deeltjies en vaste stowwe), suspensies (vast in water).
'n Kolloïdale stof is enigiets wat die kwaliteit het dat 'n ander element eweredig daaroor versprei is. Dit wil sê, dit is teenwoordig, of liewer, dit is deel van die verspreide fase. Dit is 'n toestand wanneer een materiaal heeltemal versprei is in 'n ander, of eerder in sy volume. In die melkvoorbeeld word vloeibare vet in 'n waterige oplossing versprei. In hierdie geval is die kleiner molekule binne 1nanometer en 1 mikrometer, wat dit onsigbaar maak vir 'n optiese mikroskoop wanneer die mengsel homogeen word.
Dit wil sê, geen deel van die oplossing het 'n groter of minder konsentrasie van die gedispergeerde fase as enige ander nie. Ons kan sê dat dit kolloïdaal van aard is. Die groter een word die kontinue fase of dispersiemedium genoem. Aangesien die grootte en verspreiding daarvan nie verander nie, en die betrokke element daaroor versprei word. Tipes kolloïede sluit in aërosols, emulsies, skuim, dispersies en mengsels wat hidrosole genoem word. Elke so 'n stelsel het twee fases: 'n verspreide en 'n kontinue fase.
Kolloïede volgens geskiedenis
Intense belangstelling in sulke stowwe was aan die begin van die 20ste eeu in alle wetenskappe teenwoordig. Einstein en ander wetenskaplikes het hul kenmerke en toepassings noukeurig bestudeer. Destyds was hierdie nuwe veld van wetenskap die voorste navorsingsarea vir teoretici, navorsers en vervaardigers. Ná die hoogtepunt van belangstelling tot 1950 het navorsing oor kolloïede aansienlik afgeneem. Dit is interessant om daarop te let dat sedert die onlangse opkoms van hoërkragmikroskope en "nanotegnologieë" (die studie van voorwerpe van 'n sekere klein skaal), daar 'n hernieude wetenskaplike belangstelling in die studie van nuwe materiale was.
Meer oor hierdie stowwe
Daar is elemente wat beide in die natuur en in kunsmatige oplossings waargeneem word wat kolloïdale eienskappe het. Mayonnaise, kosmetiese lotion en smeermiddels is byvoorbeeld soorte kunsmatige emulsies, en melk is 'n soortgelyke'n mengsel wat in die natuur voorkom. Kolloïdale skuim sluit in slagroom en skeerskuim, terwyl eetbare items botter, malvalekkers en jellie insluit. Benewens voedsel, bestaan hierdie stowwe in die vorm van sekere legerings, verf, ink, skoonmaakmiddels, insekdoders, aërosols, styrofoam en rubber. Selfs pragtige natuurlike voorwerpe soos wolke, pêrels en opale het kolloïdale eienskappe omdat hulle 'n ander stof het wat eweredig daardeur versprei word.
Verkryging van kolloïdale mengsels
Deur klein molekules tot 'n reeks van 1 tot 1 mikrometer te vermeerder, of deur groot deeltjies tot dieselfde grootte te verminder. Kolloïdale stowwe kan verkry word. Verdere produksie hang af van die tipe elemente wat in die verspreide en kontinue fases gebruik word. Kolloïede tree anders op as gewone vloeistowwe. En dit word waargeneem in vervoer en fisies-chemiese eienskappe. Byvoorbeeld, 'n membraan kan 'n ware oplossing met vaste molekules wat aan vloeibare molekules geheg is toelaat om daardeur te gaan. Terwyl 'n kolloïdale stof wat 'n vaste stof het wat deur 'n vloeistof versprei word, deur die membraan gerek sal word. Die pariteit van die verspreiding is uniform tot op die punt van mikroskopiese gelykheid in die gaping oor die hele tweede element.
Ware oplossings
Kolloïedverspreiding word voorgestel as 'n homogene mengsel. Die element bestaan uit twee sisteme: kontinue en verspreide fase. Dit dui daarop dat hierdie saak verband hou metware oplossings, want hulle is direk verwant aan die bogenoemde mengsel, bestaande uit verskeie stowwe. In 'n kolloïed het die tweede die struktuur van klein deeltjies of druppels, wat eweredig in die eerste versprei is. Van 1 nm tot 100 nm is die grootte wat die verspreide fase, of eerder die deeltjies, in ten minste een dimensie uitmaak. In hierdie reeks is die verspreide fase homogene mengsels met die aangeduide groottes, ons kan benaderde elemente noem wat by die beskrywing pas: kolloïdale aërosols, emulsies, skuim, hidrosole. Die deeltjies of druppels wat in die betrokke formulerings teenwoordig is, word wesenlik beïnvloed deur die chemiese samestelling van die oppervlak.
Kolloïde oplossings en stelsels
'n Mens moet die feit in ag neem dat die grootte van die verspreide fase 'n moeilik meetbare veranderlike in die stelsel is. Oplossings word soms gekenmerk deur hul eie eienskappe. Om dit makliker te maak om die aanwysers van die komposisies waar te neem, lyk kolloïede na hulle en lyk amper dieselfde. Byvoorbeeld, as dit 'n vloeistofverspreide, vaste vorm het. As gevolg hiervan sal deeltjies nie deur die membraan beweeg nie. Terwyl ander komponente soos opgeloste ione of molekules daardeur kan beweeg. As dit makliker is om te ontleed, blyk dit dat die opgeloste komponente deur die membraan gaan, en met die oorweegde fase kan kolloïdale deeltjies nie.
Die voorkoms en verdwyning van kleureienskappe
Weens die Tyndall-effek is sommige van hierdie stowwe deurskynend. In die struktuur van die element is dit die verstrooiing van lig. Ander stelsels en formulerings kom saamsommige skakering of selfs ondeursigtig wees, met 'n sekere kleur, selfs al is sommige nie helder nie. Baie bekende stowwe, insluitend botter, melk, room, aërosols (mis, rookmis, rook), asf alt, verf, verf, gom en seeskuim, is kolloïede. Hierdie studieveld is in 1861 deur die Skotse wetenskaplike Thomas Graham bekendgestel. In sommige gevalle kan 'n kolloïed as 'n homogene (nie heterogene) mengsel beskou word. Dit is omdat die onderskeid tussen "opgeloste" en "korrelvormige" materie soms 'n kwessie van benadering kan wees.
Hidrokolloïede tipes stowwe
Hierdie komponent word gedefinieer as 'n kolloïdale stelsel waarin deeltjies in water versprei word. Hidrokolloïede elemente, afhangende van die hoeveelheid vloeistof, kan verskillende toestande aanneem, byvoorbeeld 'n gel of 'n sol. Hulle is onomkeerbaar (enkelkomponent) of omkeerbaar. Byvoorbeeld, agar, die tweede tipe hidrokolloïed. Kan in gel- en soltoestande voorkom, en wissel tussen toestande met hitte bygevoeg of verwyder.
Baie hidrokolloïede is afkomstig van natuurlike bronne. Karrageen word byvoorbeeld uit alge onttrek, gelatien is van beesvet, en pektien is van sitrusskil en appelafval. Hidrokolloïede word hoofsaaklik in voedsel gebruik om tekstuur of viskositeit (sous) te beïnvloed. Word ook gebruik vir velsorg of as 'n genesingsmiddel na besering.
Noodsaaklike kenmerke van kolloïdale stelsels
Uit hierdie inligting kan gesien word dat kolloïdale stelsels 'n onderafdeling van die verspreide sfeer is. Hulle kan op hul beurt oplossings (sols) weesof gels (jellie). Eersgenoemde word in die meeste gevalle op grond van lewende chemie geskep. Laasgenoemde word gevorm onder die sedimente wat tydens die stolling van die sols voorkom. Oplossings kan waterig wees met organiese stowwe, met swak of sterk elektroliete. Die deeltjiegroottes van die gedispergeerde fase van kolloïede is van 100 tot 1 nm. Hulle kan nie met die blote oog gesien word nie. As gevolg van afsakking is die fase en medium moeilik om te skei.
Klassifikasie volgens tipes deeltjies van die verspreide fase
Multimolekulêre kolloïede. Wanneer, in ontbinding, atome of kleiner molekules van stowwe (met 'n deursnee van minder as 1 nm) saam kombineer om deeltjies van soortgelyke groottes te vorm. In hierdie sols is die gedispergeerde fase 'n struktuur wat bestaan uit aggregate van atome of molekules met 'n molekulêre grootte van minder as 1 nm. Byvoorbeeld, goud en swael. In hierdie kolloïede word deeltjies deur van der Waals-kragte bymekaar gehou. Hulle het gewoonlik 'n lyofiele karakter. Dit beteken beduidende deeltjieinteraksie.
Hoë molekulêre gewig kolloïede. Dit is stowwe wat groot molekules het (sogenaamde makromolekules), wat, wanneer dit opgelos word, 'n sekere deursnee vorm. Sulke stowwe word makromolekulêre kolloïede genoem. Hierdie gedispergeerde fasevormende elemente is tipies polimere met baie hoë molekulêre gewigte. Natuurlike makromolekules is stysel, sellulose, proteïene, ensieme, gelatien, ens. Kunsmatiges sluit sintetiese polimere soos nylon, poliëtileen, plastiek, polistireen, ens.e. Hulle is gewoonlik lyofobies, wat in hierdie geval die swak interaksie van die deeltjies beteken.
Geassosieerde kolloïede. Dit is stowwe wat, wanneer dit in 'n medium opgelos word, optree soos normale elektroliete by lae konsentrasie. Maar dit is kolloïdale deeltjies met 'n groter ensiematiese komponent van die komponente as gevolg van die vorming van saamgevoegde elemente. Die aggregaatdeeltjies wat so gevorm word, word miselle genoem. Hulle molekules bevat beide lyofiele en lyofobiese groepe.
Micelles. Hulle is saamgevoegde of saamgevoegde deeltjies wat gevorm word deur die assosiasie van 'n kolloïed in oplossing. Algemene voorbeelde is seep en skoonmaakmiddels. Die vorming vind plaas bo 'n sekere Kraft temperatuur, en bo 'n sekere kritieke misellisasie konsentrasie. Hulle is in staat om ione te vorm. Miselle kan tot 100 molekules of meer bevat, byvoorbeeld natriumstearaat is 'n tipiese voorbeeld. Wanneer dit in water oplos, stel dit ione vry.
