Walang mga elemento sa kalikasan na dalisay. Talaga, lahat sila ay pinaghalong. Ang mga ito, sa turn, ay maaaring maging heterogenous o homogenous. Ang mga ito ay nabuo mula sa mga sangkap sa estado ng pagsasama-sama, kaya lumilikha ng isang tiyak na sistema ng pagpapakalat kung saan mayroong iba't ibang mga yugto. Bilang karagdagan, ang mga mixture ay karaniwang naglalaman ng isang dispersion medium. Ang kakanyahan nito ay nakasalalay sa katotohanan na ito ay itinuturing na isang elemento na may malaking dami kung saan ang ilang sangkap ay ipinamamahagi. Sa isang dispersed system, ang phase at ang medium ay matatagpuan sa paraang may mga particle ng interface sa pagitan nila. Samakatuwid, ito ay tinatawag na heterogenous o heterogenous. Dahil dito, ang pagkilos ng ibabaw, at hindi ng mga particle sa kabuuan, ay napakahalaga.
I-disperse system classification
Ang
Phase, tulad ng alam mo, ay kinakatawan ng mga substance na may ibang estado. At ang mga elementong ito ay nahahati sa ilang uri. Ang estado ng pagsasama-sama ng dispersed phase ay nakasalalay sa kumbinasyon ngkapaligiran, na nagreresulta sa 9 na uri ng mga system:
- Gas. Liquid, solid at ang elementong pinag-uusapan. Homogeneous mixture, ambon, alikabok, aerosol.
- Liquid dispersed phase. Gas, solid, tubig. Mga foam, emulsion, sols.
- Solid dispersed phase. Ang likido, gas at ang sangkap na isinasaalang-alang sa kasong ito. Lupa, ibig sabihin sa gamot o kosmetiko, bato.
Bilang isang panuntunan, ang laki ng isang dispersed system ay tinutukoy ng laki ng mga phase particle. Mayroong sumusunod na klasipikasyon:
- coarse (suspension);
- manipis (mga colloidal at totoong solusyon).
Mga particle ng dispersion system
Kapag sinusuri ang mga magaspang na pinaghalong, mapapansin na ang mga particle ng mga compound na ito sa istraktura ay makikita sa mata, dahil sa katotohanan na ang kanilang sukat ay higit sa 100 nm. Ang mga pagsususpinde, bilang panuntunan, ay tumutukoy sa isang sistema kung saan ang dispersed phase ay maaaring ihiwalay sa medium. Ito ay dahil ang mga ito ay itinuturing na malabo. Ang mga suspensyon ay nahahati sa mga emulsion (mga hindi matutunaw na likido), aerosol (mga pinong particle at solid), mga suspensyon (solid sa tubig).
Ang colloidal substance ay anumang bagay na may kalidad ng pagkakaroon ng isa pang elemento na pantay na nakakalat sa ibabaw nito. Iyon ay, ito ay naroroon, o sa halip, ito ay bahagi ng dispersed phase. Ito ay isang estado kapag ang isang materyal ay ganap na ipinamahagi sa isa pa, o sa halip sa dami nito. Sa halimbawa ng gatas, ang likidong taba ay nakakalat sa isang may tubig na solusyon. Sa kasong ito, ang mas maliit na molekula ay nasa loob ng 1nanometer at 1 micrometer, ginagawa itong invisible sa isang optical microscope kapag naging homogenous ang mixture.
Ibig sabihin, walang bahagi ng solusyon ang may mas malaki o mas maliit na konsentrasyon ng dispersed phase kaysa sa iba pa. Masasabi nating ito ay colloidal sa kalikasan. Ang mas malaki ay tinatawag na tuloy-tuloy na yugto o dispersion medium. Dahil ang laki at pamamahagi nito ay hindi nagbabago, at ang elementong pinag-uusapan ay ipinamamahagi sa ibabaw nito. Kasama sa mga uri ng colloid ang mga aerosol, emulsion, foam, dispersion, at mga mixture na tinatawag na hydrosols. Ang bawat naturang sistema ay may dalawang yugto: isang dispersed at tuloy-tuloy na yugto.
Colloids ayon sa kasaysayan
Masidhing interes sa mga naturang substance ay naroroon sa lahat ng agham sa simula ng ika-20 siglo. Maingat na pinag-aralan ni Einstein at ng iba pang mga siyentipiko ang kanilang mga katangian at aplikasyon. Noong panahong iyon, ang bagong larangang ito ng agham ay ang nangungunang lugar ng pananaliksik para sa mga teorista, mananaliksik at mga tagagawa. Matapos ang rurok ng interes hanggang 1950, ang pananaliksik sa mga colloid ay bumaba nang malaki. Kagiliw-giliw na tandaan na mula noong kamakailang paglitaw ng mas matataas na kapangyarihan na mga mikroskopyo at "nanotechnologies" (ang pag-aaral ng mga bagay sa isang tiyak na maliit na sukat), nagkaroon ng panibagong interes sa siyensya sa pag-aaral ng mga bagong materyales.
Higit pa tungkol sa mga sangkap na ito
May mga elementong naobserbahan kapwa sa kalikasan at sa mga artipisyal na solusyon na may mga katangiang koloidal. Halimbawa, ang mayonesa, cosmetic lotion, at lubricant ay mga uri ng artipisyal na emulsion, at ang gatas ay katuladisang halo na matatagpuan sa kalikasan. Kasama sa mga colloidal foams ang whipped cream at shaving foam, habang ang mga nakakain na item ay kinabibilangan ng butter, marshmallow, at jelly. Bilang karagdagan sa pagkain, ang mga sangkap na ito ay umiiral sa anyo ng ilang mga haluang metal, pintura, tinta, detergent, insecticides, aerosol, styrofoam, at goma. Maging ang magagandang likas na bagay tulad ng mga ulap, perlas at opal ay may mga katangiang koloidal dahil mayroon silang isa pang sangkap na pantay na ipinamahagi sa pamamagitan ng mga ito.
Pagkuha ng mga colloidal mixture
Sa pamamagitan ng pagtaas ng maliliit na molekula sa hanay na 1 hanggang 1 micrometer, o sa pamamagitan ng pagbabawas ng malalaking particle sa parehong laki. Maaaring makuha ang mga colloidal substance. Ang karagdagang produksyon ay depende sa uri ng mga elemento na ginagamit sa dispersed at tuloy-tuloy na mga yugto. Iba ang pag-uugali ng mga colloid kaysa sa mga regular na likido. At ito ay sinusunod sa mga katangian ng transportasyon at physico-kemikal. Halimbawa, maaaring pahintulutan ng isang lamad ang isang tunay na solusyon na may mga solidong molekula na nakakabit sa mga likidong molekula na dumaan dito. Samantalang ang isang koloidal na substansiya na may solidong nakakalat sa pamamagitan ng isang likido ay iuunat ng lamad. Ang pagkakapantay-pantay ng pamamahagi ay pare-pareho hanggang sa punto ng microscopic equality sa gap sa buong pangalawang elemento.
Mga totoong solusyon
Ang
Colloid dispersion ay kinakatawan bilang homogenous mixture. Ang elemento ay binubuo ng dalawang sistema: tuloy-tuloy at dispersed phase. Ito ay nagpapahiwatig na ang kasong ito ay may kaugnayan satunay na solusyon, dahil direktang nauugnay ang mga ito sa pinaghalong nasa itaas, na binubuo ng ilang mga sangkap. Sa isang colloid, ang pangalawa ay may istraktura ng maliliit na particle o patak, na pantay na ipinamamahagi sa una. Mula 1 nm hanggang 100 nm ay ang sukat na bumubuo sa dispersed phase, o sa halip ang mga particle, sa kahit isang dimensyon. Sa hanay na ito, ang dispersed phase ay homogenous mixtures na may ipinahiwatig na laki, maaari naming pangalanan ang tinatayang mga elemento na akma sa paglalarawan: colloidal aerosols, emulsions, foams, hydrosols. Malaki ang epekto ng kemikal na komposisyon ng ibabaw ay ang mga particle o droplet na nasa mga formulation na pinag-uusapan.
Colloid solutions and systems
Dapat isaalang-alang ng isa ang katotohanan na ang laki ng dispersed phase ay isang mahirap sukatin na variable sa system. Ang mga solusyon ay minsan nailalarawan sa pamamagitan ng kanilang sariling mga katangian. Upang gawing mas madaling makita ang mga tagapagpahiwatig ng mga komposisyon, ang mga colloid ay kahawig ng mga ito at halos pareho ang hitsura. Halimbawa, kung mayroon itong nakakalat na likido, solidong anyo. Bilang resulta, ang mga particle ay hindi dadaan sa lamad. Habang ang ibang mga sangkap tulad ng mga dissolved ions o molecule ay nagagawang dumaan dito. Kung ito ay mas simple upang pag-aralan, lumalabas na ang mga natunaw na sangkap ay dumaan sa lamad, at sa isinasaalang-alang na yugto, ang mga colloidal particle ay hindi maaaring.
Ang hitsura at pagkawala ng mga katangian ng kulay
Dahil sa Tyndall effect, translucent ang ilan sa mga substance na ito. Sa istruktura ng elemento, ito ay ang pagkalat ng liwanag. Kasama ang iba pang mga sistema at formulationilang lilim o maging opaque, na may isang tiyak na kulay, kahit na ang ilan ay hindi maliwanag. Maraming pamilyar na sangkap, kabilang ang mantikilya, gatas, cream, aerosol (fog, smog, usok), asp alto, pintura, pintura, pandikit, at sea foam, ay mga colloid. Ang larangan ng pag-aaral na ito ay ipinakilala noong 1861 ng Scottish scientist na si Thomas Graham. Sa ilang mga kaso, ang isang colloid ay maaaring ituring bilang isang homogenous (hindi heterogenous) na halo. Ito ay dahil ang pagkakaiba sa pagitan ng "natunaw" at "butil-butil" na bagay ay maaaring minsan ay isang bagay ng diskarte.
Mga uri ng hydrocolloid ng substance
Ang component na ito ay tinukoy bilang isang colloidal system kung saan ang mga particle ay nakakalat sa tubig. Ang mga elemento ng hydrocolloid, depende sa dami ng likido, ay maaaring tumagal sa iba't ibang estado, halimbawa, isang gel o isang sol. Ang mga ito ay hindi maibabalik (single-component) o mababalik. Halimbawa, agar, ang pangalawang uri ng hydrocolloid. Maaaring umiral sa mga estado ng gel at sol, at kahalili sa pagitan ng mga estado na may idinagdag o inalis na init.
Maraming hydrocolloids ang hinango mula sa natural na pinagkukunan. Halimbawa, ang carrageenan ay nakuha mula sa algae, ang gelatin ay mula sa bovine fat, at ang pectin ay mula sa citrus peel at apple pomace. Ang mga hydrocolloid ay ginagamit sa pagkain pangunahin upang makaapekto sa texture o lagkit (sarsa). Ginagamit din para sa pangangalaga sa balat o bilang isang healing agent pagkatapos ng pinsala.
Mga mahahalagang katangian ng mga colloidal system
Mula sa impormasyong ito makikita na ang mga colloidal system ay isang subsection ng dispersed sphere. Sila naman ay maaaring maging mga solusyon (sols)o mga gel (halaya). Ang una ay sa karamihan ng mga kaso ay nilikha batay sa buhay na kimika. Ang huli ay nabuo sa ilalim ng mga sediment na nangyayari sa panahon ng coagulation ng mga sols. Ang mga solusyon ay maaaring may tubig na may mga organikong sangkap, na may mahina o malakas na electrolytes. Ang mga laki ng particle ng dispersed phase ng colloids ay mula 100 hanggang 1 nm. Hindi sila makikita ng hubad na mata. Bilang resulta ng pag-aayos, mahirap paghiwalayin ang phase at medium.
Pag-uuri ayon sa mga uri ng mga particle ng dispersed phase
Multimolecular colloids. Kapag, sa paglusaw, ang mga atomo o mas maliliit na molekula ng mga sangkap (na may diameter na mas mababa sa 1 nm) ay nagsasama-sama upang bumuo ng mga particle na magkapareho ang laki. Sa mga sols na ito, ang dispersed phase ay isang istraktura na binubuo ng mga pinagsama-samang atoms o molecule na may molekular na sukat na mas mababa sa 1 nm. Halimbawa, ginto at asupre. Sa mga colloid na ito, ang mga particle ay pinagsasama-sama ng mga puwersa ng van der Waals. Karaniwang mayroon silang lyophilic na karakter. Nangangahulugan ito ng makabuluhang pakikipag-ugnayan ng butil.
Mga colloid na may mataas na molecular weight. Ang mga ito ay mga sangkap na may malalaking molekula (tinatawag na macromolecules), na, kapag natunaw, ay bumubuo ng isang tiyak na diameter. Ang mga naturang sangkap ay tinatawag na macromolecular colloids. Ang mga dispersed phase forming elements na ito ay karaniwang mga polimer na may napakataas na molekular na timbang. Ang mga natural na macromolecule ay starch, cellulose, protina, enzymes, gelatin, atbp. Kasama sa mga artipisyal ang mga sintetikong polimer gaya ng nylon, polyethylene, plastic, polystyrene, atbp.e. Karaniwang lyophobic ang mga ito, na nangangahulugang sa kasong ito ay mahina ang interaksyon ng mga particle.
Mga nauugnay na colloid. Ito ay mga sangkap na, kapag natunaw sa isang daluyan, kumikilos tulad ng mga normal na electrolyte sa mababang konsentrasyon. Ngunit ang mga ito ay mga koloidal na particle na may mas malaking bahagi ng enzymatic ng mga sangkap dahil sa pagbuo ng mga pinagsama-samang elemento. Ang pinagsama-samang mga particle na nabuo sa gayon ay tinatawag na micelles. Ang kanilang mga molekula ay naglalaman ng parehong lyophilic at lyophobic na grupo.
Micelles. Ang mga ito ay clustered o pinagsama-samang mga particle na nabuo sa pamamagitan ng pagsasama ng isang colloid sa solusyon. Ang mga karaniwang halimbawa ay mga sabon at detergent. Ang pagbuo ay nangyayari sa itaas ng isang tiyak na temperatura ng Kraft, at sa itaas ng isang partikular na kritikal na konsentrasyon ng micellization. Nagagawa nilang bumuo ng mga ion. Ang mga micelles ay maaaring maglaman ng hanggang 100 molecule o higit pa, halimbawa ang sodium stearate ay isang tipikal na halimbawa. Kapag natunaw ito sa tubig, naglalabas ito ng mga ion.
