Tabiatda sof elementlar yo'q. Asosan, ularning barchasi aralashmalardir. Ular, o'z navbatida, heterojen yoki bir hil bo'lishi mumkin. Ular yig'ilish holatidagi moddalardan hosil bo'ladi, shuning uchun turli xil fazalar mavjud bo'lgan ma'lum bir dispersiya tizimini yaratadi. Bundan tashqari, aralashmalar odatda dispersiya muhitini o'z ichiga oladi. Uning mohiyati shundaki, u ba'zi moddalar tarqalgan katta hajmli element hisoblanadi. Dispers sistemada faza va muhit shunday joylashganki, ular orasida interfeys zarralari mavjud. Shuning uchun u geterogen yoki geterogen deyiladi. Shuni inobatga olgan holda, butun zarrachalarning emas, balki sirtning harakati katta ahamiyatga ega.
Dispers tizim tasnifi
Faza, siz bilganingizdek, boshqa holatga ega bo'lgan moddalar bilan ifodalanadi. Va bu elementlar bir necha turga bo'linadi. Dispers fazaning yig'ilish holati kombinatsiyasiga bog'liqmuhit, natijada 9 turdagi tizimlar paydo bo'ladi:
- Gaz. Suyuq, qattiq va ko'rib chiqilayotgan element. Bir hil aralashma, tuman, chang, aerozollar.
- Suyuq dispers faza. Gaz, qattiq, suv. Ko'piklar, emulsiyalar, eritmalar.
- Qattiq dispers faza. Bu holda ko'rib chiqiladigan suyuqlik, gaz va modda. Tuproq, tibbiyot yoki kosmetika vositalari, toshlar.
Qoida tariqasida dispers sistemaning o’lchami faza zarrachalarining o’lchami bilan belgilanadi. Quyidagi tasnif mavjud:
- qo'pol (suspenziyalar);
- yupqa (kolloid va haqiqiy eritmalar).
Dispersiya tizimining zarralari
Qoʻpol aralashmalarni tekshirganda, strukturadagi bu birikmalarning zarrachalarini oddiy koʻz bilan koʻrish mumkinligini kuzatish mumkin, chunki ularning oʻlchamlari 100 nm dan ortiq. Suspenziyalar, qoida tariqasida, dispers fazani muhitdan ajratish mumkin bo'lgan tizimga ishora qiladi. Buning sababi, ular shaffof emas deb hisoblanadi. Suspenziyalar emulsiyalarga (erimaydigan suyuqliklar), aerozollarga (nozik zarralar va qattiq moddalar), suspenziyalarga (suvda qattiq) bo'linadi.
Kolloid modda - bu uning ustida bir tekis tarqalgan boshqa elementga ega bo'lgan har qanday narsa. Ya'ni, u mavjud, to'g'rirog'i, u dispers fazaning bir qismidir. Bu bitta material boshqasida, aniqrog'i uning hajmida to'liq taqsimlangan holat. Sut misolida suyuq yog 'suvli eritmada tarqaladi. Bunday holda, kichikroq molekula 1 ichida bo'ladinanometr va 1 mikrometr bo'lib, aralashma bir hil holga kelganda uni optik mikroskopga ko'rinmas qiladi.
Ya'ni, eritmaning hech bir qismida dispers fazaning konsentratsiyasi boshqasidan ko'ra ko'proq yoki kamroq emas. Aytishimiz mumkinki, u kolloid tabiatga ega. Kattasi uzluksiz faza yoki dispersiya muhiti deb ataladi. Chunki uning hajmi va tarqalishi o'zgarmaydi va ko'rib chiqilayotgan element uning ustiga taqsimlanadi. Kolloidlarning turlariga aerozollar, emulsiyalar, ko'piklar, dispersiyalar va gidrozollar deb ataladigan aralashmalar kiradi. Har bir bunday tizim ikki fazaga ega: dispers va uzluksiz faza.
Tarix boʻyicha kolloidlar
Bunday moddalarga kuchli qiziqish 20-asr boshlarida barcha fanlarda mavjud edi. Eynshteyn va boshqa olimlar ularning xususiyatlarini va qo'llanilishini diqqat bilan o'rganib chiqdilar. O'sha paytda bu yangi fan sohasi nazariyotchilar, tadqiqotchilar va ishlab chiqaruvchilar uchun etakchi tadqiqot yo'nalishi edi. 1950 yilgacha qiziqish cho'qqisiga chiqqandan so'ng, kolloidlar bo'yicha tadqiqotlar sezilarli darajada kamaydi. Shunisi qiziqki, yaqinda yuqori quvvatli mikroskoplar va "nanotexnologiyalar" (ma'lum bir kichik miqyosdagi ob'ektlarni o'rganish) paydo bo'lgandan so'ng, yangi materiallarni o'rganishga yana ilmiy qiziqish uyg'ondi.
Ushbu moddalar haqida batafsil
Tabiatda ham, sun'iy eritmalarda ham kolloid xususiyatga ega bo'lgan elementlar mavjud. Masalan, mayonez, kosmetik loson va moylash materiallari sun'iy emulsiya turlariga kiradi va sut shunga o'xshashdir.tabiatda uchraydigan aralashma. Kolloid ko'piklarga ko'pirtirilgan qaymoq va soqol ko'piklari kiradi, qutulish mumkin bo'lgan narsalarga sariyog ', zefir va jele kiradi. Oziq-ovqatdan tashqari, bu moddalar ma'lum qotishmalar, bo'yoqlar, siyohlar, yuvish vositalari, insektitsidlar, aerozollar, strafor va kauchuk shaklida mavjud. Bulutlar, marvaridlar va opallar kabi go'zal tabiiy ob'ektlar ham kolloid xususiyatga ega, chunki ular orqali bir tekis taqsimlangan boshqa modda bor.
Kolloid aralashmalarni olish
Kichik molekulalarni 1 dan 1 mikrometrgacha oshirish yoki katta zarrachalarni bir xil oʻlchamga kamaytirish orqali. Kolloid moddalarni olish mumkin. Keyinchalik ishlab chiqarish dispers va uzluksiz fazalarda ishlatiladigan elementlarning turiga bog'liq. Kolloidlar odatdagi suyuqliklardan farq qiladi. Va bu transport va fizik-kimyoviy xususiyatlarda kuzatiladi. Misol uchun, membrana suyuq molekulalarga biriktirilgan qattiq molekulalar bilan haqiqiy eritmani o'tishiga imkon berishi mumkin. Suyuqlik orqali tarqalgan qattiq moddaga ega bo'lgan kolloid modda esa membrana tomonidan cho'ziladi. Tarqatish pariteti butun ikkinchi element bo'yicha bo'shliqda mikroskopik tenglik nuqtasiga qadar bir xil bo'ladi.
Haqiqiy yechimlar
Kolloid dispersiya bir hil aralashma sifatida ifodalanadi. Element ikkita tizimdan iborat: uzluksiz va dispers faza. Bu holat ushbu ish bilan bog'liqligini ko'rsatadihaqiqiy eritmalar, chunki ular bir nechta moddalardan tashkil topgan yuqoridagi aralashma bilan bevosita bog'liq. Kolloidda ikkinchisi mayda zarrachalar yoki tomchilar tuzilishiga ega bo'lib, ular birinchisida teng taqsimlanadi. 1 nm dan 100 nm gacha - kamida bitta o'lchamdagi dispers fazani, aniqrog'i zarralarni tashkil etuvchi o'lcham. Ushbu diapazonda dispers faza ko'rsatilgan o'lchamlarga ega bir hil aralashmalar bo'lib, tavsifga mos keladigan taxminiy elementlarni nomlashimiz mumkin: kolloid aerozollar, emulsiyalar, ko'piklar, gidrozollar. Ko'rib chiqilayotgan formulalarda mavjud bo'lgan zarralar yoki tomchilar sirtning kimyoviy tarkibiga sezilarli darajada ta'sir qiladi.
Kolloid eritmalar va tizimlar
Buni hisobga olish kerakki, dispers fazaning o'lchami tizimda o'lchash qiyin bo'lgan o'zgaruvchidir. Eritmalar ba'zan o'z xususiyatlari bilan tavsiflanadi. Kompozitsiyalarning ko'rsatkichlarini idrok etishni osonlashtirish uchun kolloidlar ularga o'xshaydi va deyarli bir xil ko'rinadi. Misol uchun, agar u suyuqlik bilan tarqalgan, qattiq shaklga ega bo'lsa. Natijada, zarralar membranadan o'tmaydi. Eritilgan ionlar yoki molekulalar kabi boshqa komponentlar u orqali o'tishi mumkin. Agar tahlil qilish osonroq bo'lsa, erigan komponentlar membranadan o'tadi va ko'rib chiqilgan faza bilan kolloid zarralar o'tolmaydi.
Rang xususiyatlarining paydo boʻlishi va yoʻqolishi
Tindall effekti tufayli bu moddalarning ba'zilari shaffofdir. Elementning tuzilishida bu yorug'likning tarqalishi. Boshqa tizimlar va formulalar bilan birga keladiba'zi soyalar yoki hatto shaffof bo'lmagan, ma'lum bir rang bilan, hatto ba'zilari yorqin bo'lmasa ham. Ko'pgina tanish moddalar, jumladan, sariyog ', sut, qaymoq, aerozollar (tuman, tutun, tutun), asf alt, bo'yoqlar, bo'yoqlar, elim va dengiz ko'piklari kolloidlardir. Ushbu tadqiqot sohasi 1861 yilda shotland olimi Tomas Grem tomonidan kiritilgan. Ayrim hollarda kolloidni bir jinsli (geterojen emas) aralashma deb hisoblash mumkin. Buning sababi shundaki, "erigan" va "donali" moddalar o'rtasidagi farq ba'zan yondashuv masalasi bo'lishi mumkin.
Gidrokolloid turdagi moddalar
Bu komponent zarrachalar suvda tarqalgan kolloid tizim sifatida ta'riflanadi. Gidrokolloid elementlar suyuqlik miqdoriga qarab turli xil holatlarga ega bo'lishi mumkin, masalan, jel yoki eritma. Ular qaytarilmas (bir komponentli) yoki qaytarilmas. Masalan, agar gidrokolloidning ikkinchi turi. Jel va solin holatlarida mavjud boʻlishi mumkin va issiqlik qoʻshilgan yoki olib tashlangan holatlar oʻrtasida almashinishi mumkin.
Ko'pgina gidrokolloidlar tabiiy manbalardan olinadi. Masalan, karagenan suv o'tlaridan, jelatin qoramol yog'idan, pektin esa sitrus qobig'i va olma pomasidan olinadi. Gidrokolloidlar oziq-ovqatda asosan tekstura yoki yopishqoqlikka (sousga) ta'sir qilish uchun ishlatiladi. Shuningdek, terini parvarish qilish yoki jarohatlardan keyin davolovchi vosita sifatida ishlatiladi.
Kolloid tizimlarning asosiy xususiyatlari
Ushbu ma'lumotlardan kolloid tizimlar dispers sferaning kichik bo'limi ekanligini ko'rish mumkin. Ular, o'z navbatida, echimlar (sols) bo'lishi mumkin.yoki jellar (jele). Birinchisi ko'p hollarda tirik kimyo asosida yaratilgan. Ikkinchisi zollarning koagulyatsiyasi paytida yuzaga keladigan cho'kindilar ostida hosil bo'ladi. Eritmalar organik moddalar bilan, kuchsiz yoki kuchli elektrolitlar bilan suvli bo'lishi mumkin. Kolloidlarning dispers fazasining zarracha o'lchamlari 100 dan 1 nm gacha. Ularni oddiy ko'z bilan ko'rish mumkin emas. Cho'kish natijasida faza va vositani ajratish qiyin.
Dispers faza zarrachalarining turlari boʻyicha tasnifi
Ko'p molekulyar kolloidlar. Eritmada atomlar yoki kichikroq moddalar molekulalari (diametri 1 nm dan kam) bir-biriga o'xshash o'lchamdagi zarrachalarni hosil qilish uchun birlashganda. Ushbu zollarda dispers faza molekulyar o'lchamlari 1 nm dan kam bo'lgan atomlar yoki molekulalarning agregatlaridan tashkil topgan strukturadir. Masalan, oltin va oltingugurt. Bu kolloidlarda zarralar van-der-Vaals kuchlari bilan birga tutiladi. Ular odatda liyofil xususiyatga ega. Bu zarrachalarning oʻzaro taʼsirini bildiradi.
Yuqori molekulyar og'irlikdagi kolloidlar. Bular katta molekulalarga ega bo'lgan moddalardir (makromolekulalar deb ataladi), ular eritilganda ma'lum bir diametrni hosil qiladi. Bunday moddalar makromolekulyar kolloidlar deyiladi. Ushbu dispers faza hosil qiluvchi elementlar odatda juda yuqori molekulyar og'irliklarga ega bo'lgan polimerlardir. Tabiiy makromolekulalar - kraxmal, tsellyuloza, oqsillar, fermentlar, jelatin va boshqalar. Sun'iy bo'lganlarga neylon, polietilen, plastmassa, polistirol va boshqalar kabi sintetik polimerlar kiradi.e. Ular odatda liofobik bo'lib, bu holda zarrachalarning zaif o'zaro ta'sirini bildiradi.
Asosiy kolloidlar. Bular muhitda eritilganda past konsentratsiyada oddiy elektrolitlar kabi harakat qiladigan moddalardir. Ammo ular yig'ilgan elementlarning shakllanishi tufayli tarkibiy qismlarning kattaroq fermentativ komponentiga ega bo'lgan kolloid zarralardir. Shu tarzda hosil bo'lgan agregat zarralar mitsellalar deb ataladi. Ularning molekulalarida ham liyofil, ham liofob guruhlar mavjud.
Mishellar. Ular kolloidning eritmadagi assotsiatsiyasidan hosil bo'lgan to'plangan yoki yig'ilgan zarralardir. Umumiy misollar sovun va yuvish vositalaridir. Shakllanish ma'lum bir Kraft haroratidan yuqori va ma'lum bir kritik miselizatsiya kontsentratsiyasidan yuqori bo'ladi. Ular ion hosil qilish qobiliyatiga ega. Misellar 100 tagacha yoki undan ko'p molekulalarni o'z ichiga olishi mumkin, masalan, natriy stearati odatiy misoldir. Suvda eriganida ionlarni chiqaradi.
