Nuk ka elementë të pastër në natyrë. Në thelb, ato janë të gjitha përzierje. Ata, nga ana tjetër, mund të jenë heterogjenë ose homogjenë. Ato formohen nga substanca në gjendje grumbullimi, duke krijuar kështu një sistem të caktuar dispersioni në të cilin ka faza të ndryshme. Përveç kësaj, përzierjet zakonisht përmbajnë një medium dispersioni. Thelbi i tij qëndron në faktin se ai konsiderohet një element me vëllim të madh në të cilin shpërndahet një substancë. Në një sistem të shpërndarë, faza dhe mediumi janë të vendosura në atë mënyrë që të ketë grimca të ndërfaqes midis tyre. Prandaj, quhet heterogjen ose heterogjen. Duke pasur parasysh këtë, veprimi i sipërfaqes, dhe jo i grimcave në tërësi, ka një rëndësi të madhe.
Klasifikimi i sistemit disperse
Faza, siç e dini, përfaqësohet nga substanca që kanë një gjendje të ndryshme. Dhe këta elementë ndahen në disa lloje. Gjendja e grumbullimit të fazës së shpërndarë varet nga kombinimi imjedisi, që rezulton në 9 lloje sistemesh:
- Gaz. Lëngu, i ngurtë dhe elementi në fjalë. Përzierje homogjene, mjegull, pluhur, aerosole.
- Faza e shpërndarjes së lëngshme. Gaz, të ngurtë, ujë. Shkume, emulsione, solla.
- Fazë e ngurtë e shpërndarë. Lëngu, gazi dhe substanca e konsideruar në këtë rast. Dheu, mjete në mjekësi apo kozmetikë, gurë.
Si rregull, madhësia e një sistemi të shpërndarë përcaktohet nga madhësia e grimcave të fazës. Ekziston klasifikimi i mëposhtëm:
- të trashë (pezullimet);
- të hollë (tretësira koloidale dhe të vërteta).
Grimcat e sistemit dispersion
Kur shqyrtohen përzierjet e trashë, mund të vërehet se grimcat e këtyre përbërjeve në strukturë mund të shihen me sy të lirë, për faktin se madhësia e tyre është më shumë se 100 nm. Pezullimet, si rregull, i referohen një sistemi në të cilin faza e shpërndarë është e ndashme nga mediumi. Kjo për shkak se ato konsiderohen opake. Pezullimet ndahen në emulsione (lëngje të patretshme), aerosole (grimca të imta dhe të ngurta), suspensione (të ngurta në ujë).
Një substancë koloidale është çdo gjë që ka cilësinë e një elementi tjetër të shpërndarë në mënyrë të barabartë mbi të. Dmth është i pranishëm, ose më saktë, është pjesë e fazës së shpërndarë. Kjo është një gjendje kur një material shpërndahet plotësisht në një tjetër, ose më mirë në vëllimin e tij. Në shembullin e qumështit, yndyra e lëngshme shpërndahet në një tretësirë ujore. Në këtë rast, molekula më e vogël është brenda 1nanometër dhe 1 mikrometër, duke e bërë atë të padukshëm për një mikroskop optik kur përzierja bëhet homogjene.
Dmth, asnjë pjesë e tretësirës nuk ka një përqendrim më të madh ose më të vogël të fazës së shpërndarë se çdo tjetër. Mund të themi se ka natyrë koloidale. Më i madhi quhet faza e vazhdueshme ose mjedisi i dispersionit. Meqenëse madhësia dhe shpërndarja e tij nuk ndryshojnë, dhe elementi në fjalë shpërndahet mbi të. Llojet e koloideve përfshijnë aerosolet, emulsionet, shkumat, dispersionet dhe përzierjet e quajtura hidrosole. Çdo sistem i tillë ka dy faza: një fazë të shpërndarë dhe një të vazhdueshme.
Kolloide sipas historisë
Interesimi intensiv për substanca të tilla ishte i pranishëm në të gjitha shkencat në fillim të shekullit të 20-të. Ajnshtajni dhe shkencëtarë të tjerë studiuan me kujdes karakteristikat dhe aplikimet e tyre. Në atë kohë, kjo fushë e re e shkencës ishte fusha kryesore e kërkimit për teoricienët, studiuesit dhe prodhuesit. Pas kulmit të interesit deri në vitin 1950, kërkimet mbi koloidet ranë ndjeshëm. Është interesante të theksohet se që nga shfaqja e fundit e mikroskopëve të fuqisë më të lartë dhe "nanoteknologjive" (studimi i objekteve të një shkalle të caktuar të vogël), ka pasur një interes të rinovuar shkencor në studimin e materialeve të reja.
Më shumë rreth këtyre substancave
Ka elementë që vërehen si në natyrë ashtu edhe në tretësirat artificiale që kanë veti koloidale. Për shembull, majoneza, locionet kozmetike dhe lubrifikantët janë lloje të emulsioneve artificiale dhe qumështi është i ngjashëm.një përzierje që gjendet në natyrë. Shkumet koloidale përfshijnë krem pana dhe shkumë rroje, ndërsa artikujt e ngrënshëm përfshijnë gjalpë, marshmallow dhe pelte. Përveç ushqimit, këto substanca ekzistojnë në formën e lidhjeve të caktuara, bojërave, bojërave, detergjenteve, insekticideve, aerosoleve, stiroporit dhe gomës. Edhe objektet e bukura natyrore si retë, perlat dhe opalet kanë veti koloidale sepse ato kanë një substancë tjetër të shpërndarë në mënyrë të barabartë nëpër to.
Përftimi i përzierjeve koloidale
Duke rritur molekulat e vogla në intervalin 1 deri në 1 mikrometër, ose duke reduktuar grimcat e mëdha në të njëjtën madhësi. Mund të përftohen substanca koloidale. Prodhimi i mëtejshëm varet nga lloji i elementeve të përdorura në fazat e shpërndara dhe të vazhdueshme. Koloidet sillen ndryshe nga lëngjet e zakonshme. Dhe kjo vërehet në transportin dhe vetitë fiziko-kimike. Për shembull, një membranë mund të lejojë që një zgjidhje e vërtetë me molekula të ngurta të lidhura me molekulat e lëngshme të kalojë përmes saj. Ndërsa një substancë koloidale e cila ka një të ngurtë të shpërndarë nëpër një lëng do të shtrihet nga membrana. Barazia e shpërndarjes është uniforme deri në pikën e barazisë mikroskopike në hendekun mbi të gjithë elementin e dytë.
Zgjidhje të vërteta
Dispersioni koloid përfaqësohet si një përzierje homogjene. Elementi përbëhet nga dy sisteme: faza e vazhdueshme dhe e shpërndarë. Kjo tregon se ky rast ka të bëjë metretësirat e vërteta, sepse ato lidhen drejtpërdrejt me përzierjen e mësipërme, të përbërë nga disa substanca. Në një koloid, i dyti ka strukturën e grimcave ose pikave të vogla, të cilat shpërndahen në mënyrë të barabartë në të parën. Nga 1 nm në 100 nm është madhësia që përbën fazën e shpërndarë, ose më mirë grimcat, të paktën në një dimension. Në këtë diapazon, faza e shpërndarë është përzierje homogjene me madhësitë e treguara, mund të emërtojmë elementë të përafërt që i përshtaten përshkrimit: aerosole koloidale, emulsione, shkume, hidrosole. Në mënyrë thelbësore ndikohen nga përbërja kimike e sipërfaqes grimcat ose pikat e pranishme në formulimet në fjalë.
Zgjidhjet dhe sistemet koloid
Duhet të merret parasysh fakti se madhësia e fazës së shpërndarë është një variabël e vështirë për t'u matur në sistem. Zgjidhjet ndonjëherë karakterizohen nga vetitë e tyre. Për ta bërë më të lehtë perceptimin e treguesve të kompozimeve, koloidet u ngjajnë atyre dhe duken pothuajse të njëjta. Për shembull, nëse ka një formë të ngurtë të shpërndarë në lëng. Si rezultat, grimcat nuk do të kalojnë nëpër membranë. Ndërsa përbërës të tjerë si jonet ose molekulat e tretura janë në gjendje të kalojnë nëpër të. Nëse është më e thjeshtë për t'u analizuar, rezulton se përbërësit e tretur kalojnë nëpër membranë dhe me fazën e konsideruar, grimcat koloidale nuk munden.
Shfaqja dhe zhdukja e karakteristikave të ngjyrave
Për shkak të efektit Tyndall, disa nga këto substanca janë të tejdukshme. Në strukturën e elementit, është shpërndarja e dritës. Sisteme dhe formulime të tjera vijnë mendonjë nuancë apo edhe të jetë opake, me një ngjyrë të caktuar, edhe nëse disa nuk janë të shndritshme. Shumë substanca të njohura, duke përfshirë gjalpin, qumështin, kremin, aerosolet (mjegull, smog, tym), asf altin, bojërat, bojërat, ngjitësin dhe shkumën e detit, janë koloidë. Kjo fushë studimi u prezantua në vitin 1861 nga shkencëtari skocez Thomas Graham. Në disa raste, një koloid mund të konsiderohet si një përzierje homogjene (jo heterogjene). Kjo është për shkak se dallimi midis materies "të tretur" dhe "granulare" ndonjëherë mund të jetë një çështje qasjeje.
Llojet hidrokoloidale të substancave
Ky komponent përkufizohet si një sistem koloidal në të cilin grimcat shpërndahen në ujë. Elementet hidrokoloid, në varësi të sasisë së lëngut, mund të marrin gjendje të ndryshme, për shembull, një xhel ose një sol. Ato janë të pakthyeshme (njëpërbërëse) ose të kthyeshme. Për shembull, agar, lloji i dytë i hidrokoloidit. Mund të ekzistojë në gjendje xhel dhe sol dhe të alternojë gjendjet me nxehtësi të shtuar ose hequr.
Shumë hidrokoloidë rrjedhin nga burime natyrore. Për shembull, karragjenani nxirret nga algat, xhelatina është nga yndyra e gjedhit dhe pektina nga lëvozhga e agrumeve dhe pulpa e mollës. Hidrokoloidet përdoren në ushqim kryesisht për të ndikuar në strukturën ose viskozitetin (salcë). Përdoret gjithashtu për kujdesin e lëkurës ose si agjent shërues pas lëndimit.
Karakteristikat thelbësore të sistemeve koloidale
Nga ky informacion mund të shihet se sistemet koloidale janë një nënseksion i sferës së shpërndarë. Ato, nga ana tjetër, mund të jenë zgjidhje (sols)ose xhel (pelte). Të parët në shumicën e rasteve krijohen në bazë të kimisë së gjallë. Këto të fundit formohen nën sedimentet që ndodhin gjatë koagulimit të soleve. Tretësirat mund të jenë ujore me substanca organike, me elektrolite të dobët ose të fortë. Madhësitë e grimcave të fazës së shpërndarë të koloideve janë nga 100 në 1 nm. Ato nuk mund të shihen me sy të lirë. Si rezultat i vendosjes, faza dhe mediumi janë të vështira për t'u ndarë.
Klasifikimi sipas llojeve të grimcave të fazës së shpërndarë
Kolloide shumëmolekulare. Kur, në tretje, atomet ose molekula më të vogla të substancave (me një diametër më të vogël se 1 nm) bashkohen së bashku për të formuar grimca me madhësi të ngjashme. Në këto sola, faza e shpërndarë është një strukturë që përbëhet nga agregate atomesh ose molekulash me një madhësi molekulare më të vogël se 1 nm. Për shembull, ari dhe squfuri. Në këto koloidë, grimcat mbahen së bashku nga forcat van der Waals. Zakonisht kanë karakter liofilik. Kjo do të thotë ndërveprim domethënës i grimcave.
Kolloide me peshë të lartë molekulare. Këto janë substanca që kanë molekula të mëdha (të ashtuquajturat makromolekula), të cilat, kur treten, formojnë një diametër të caktuar. Substancat e tilla quhen koloidet makromolekulare. Këta elementë formues të fazës së shpërndarë janë zakonisht polimere që kanë pesha molekulare shumë të larta. Makromolekulat natyrore janë niseshteja, celuloza, proteinat, enzimat, xhelatina etj. Në ato artificiale bëjnë pjesë polimeret sintetike si najloni, polietileni, plastika, polistireni etj.e. Zakonisht janë liofobikë, që do të thotë në këtë rast ndërveprim të dobët të grimcave.
Kolloide të lidhura. Këto janë substanca që, kur treten në një mjedis, sillen si elektrolite normale në përqendrim të ulët. Por ato janë grimca koloidale me një përbërës më të madh enzimatik të përbërësve për shkak të formimit të elementeve të grumbulluara. Grimcat agregate të formuara në këtë mënyrë quhen micele. Molekulat e tyre përmbajnë grupe liofilike dhe liofobike.
Micelles. Ato janë grimca të grumbulluara ose të grumbulluara të formuara nga bashkimi i një koloidi në tretësirë. Shembuj të zakonshëm janë sapunët dhe detergjentët. Formimi ndodh mbi një temperaturë të caktuar Kraft dhe mbi një përqendrim të caktuar kritik të micelizimit. Ata janë në gjendje të formojnë jone. Micelat mund të përmbajnë deri në 100 molekula ose më shumë, për shembull stearati i natriumit është një shembull tipik. Kur tretet në ujë, lëshon jone.
