Табигатта таза элементтер жок. Негизинен, алардын баары аралашмалар. Алар, өз кезегинде, гетерогендүү же бир тектүү болушу мүмкүн. Алар агрегация абалындагы заттардан түзүлөт, ошону менен ар кандай фазалары бар белгилүү бир дисперсиялык система түзүлөт. Мындан тышкары, аралашмалар, адатта, дисперсиялык чөйрөнү камтыйт. Анын маңызы, ал кандайдыр бир зат таралган чоң көлөмү бар элемент катары каралат. Дисперстик системада фаза жана чөйрө алардын ортосунда интерфейстин бөлүкчөлөрү тургандай жайгашат. Ошондуктан, ал гетерогендүү же гетерогендүү деп аталат. Ушуну эске алуу менен, бүтүндөй бөлүкчөлөрдүн эмес, беттин аракети чоң мааниге ээ.
Дисперстик системанын классификациясы
Фаза, сиз билгендей, башка абалдагы заттар менен көрсөтүлөт. Жана бул элементтер бир нече түргө бөлүнөт. Дисперстик фазанын агрегациясынын абалы айкалышынан көз карандычөйрө, натыйжада системанын 9 түрү пайда болот:
- Газ. Суюк, катуу жана сөз болуп жаткан элемент. Бир тектүү аралашма, туман, чаң, аэрозолдор.
- Суюк дисперстик фаза. Газ, катуу, суу. Көбүктөр, эмульсиялар, эритмелер.
- Катуу дисперстүү фаза. Бул учурда каралуучу суюктук, газ жана зат. Топурак, медицинадагы же косметикадагы каражаттар, таштар.
Эреже катары дисперстик системанын өлчөмү фазалык бөлүкчөлөрдүн өлчөмү менен аныкталат. Төмөнкү классификация бар:
- орой (суспензиялар);
- жука (коллоиддик жана чыныгы эритмелер).
Дисперсиялык системанын бөлүкчөлөрү
Оор аралашмаларды изилдегенде, бул кошулмалардын түзүлүштөгү бөлүкчөлөрү алардын өлчөмү 100 нмден ашык болгондуктан, жөн көз менен көрүүгө болоорун байкоого болот. Суспензиялар, эреже катары, дисперстик фазасы чөйрөдөн бөлүнүүчү системаны билдирет. Себеби алар тунук эмес деп эсептелет. Суспензиялар эмульсияларга (эрибеген суюктуктар), аэрозолдорго (майда бөлүкчөлөр жана катуу заттар), суспензияларга (сууда катуу) бөлүнөт.
Коллоиддик зат – бул анын үстүнө бир калыпта таралган башка элементке ээ болгон бардык нерсе. Башкача айтканда, ал бар, тагыраак айтканда, дисперстүү фазанын бир бөлүгү. Бул бир материал толугу менен башка, тагыраак айтканда, анын көлөмү боюнча бөлүштүрүлгөн абалы. Сүт мисалында суюк май суулуу эритмеде чачылган. Бул учурда, кичинекей молекула 1 ичинде болотнанометр жана 1 микрометр, аралашма бир тектүү болгондо оптикалык микроскопко көрүнбөйт.
Башкача айтканда, эритменин эч бир бөлүгү дисперстүү фазанын башка эч бир бөлүгүнө караганда көбүрөөк же азыраак концентрациясына ээ эмес. Коллоиддик табиятта деп айта алабыз. Чоңу үзгүлтүксүз фаза же дисперсиялык чөйрө деп аталат. Анын өлчөмү жана бөлүштүрүлүшү өзгөрбөйт, ал эми каралып жаткан элемент анын үстүнө бөлүштүрүлөт. Коллоиддердин түрлөрүнө аэрозолдор, эмульсиялар, көбүктөр, дисперсиялар жана гидрозолдор деп аталган аралашмалар кирет. Ар бир мындай системанын эки фазасы бар: дисперстүү жана үзгүлтүксүз фаза.
Тарых боюнча коллоиддер
Мындай заттарга болгон катуу кызыгуу 20-кылымдын башында бардык илимдерде болгон. Эйнштейн жана башка илимпоздор алардын өзгөчөлүктөрүн жана колдонулуштарын кылдат изилдешкен. Ошол учурда илимдин бул жаңы тармагы теоретиктердин, изилдөөчүлөрдүн жана өндүрүшчүлөрдүн негизги изилдөө чөйрөсү болгон. 1950-жылга чейин кызыгуу туу чокусуна жеткенден кийин, коллоиддер боюнча изилдөөлөр бир кыйла төмөндөгөн. Жогорку кубаттуулуктагы микроскоптор жана "нанотехнологиялар" (белгилүү бир кичинекей масштабдагы объектилерди изилдөө) жакында пайда болгондон бери жаңы материалдарды изилдөөгө кайрадан илимий кызыгуу пайда болгонун белгилей кетүү кызыктуу.
Бул заттар жөнүндө көбүрөөк
Жаратылышта да, жасалма эритмелерде да байкалган коллоиддик касиетке ээ элементтер бар. Мисалы, майонез, косметикалык лосьон жана майлоочу майлар жасалма эмульсиялардын бир түрү, ал эми сүт окшош.жаратылышта кездешүүчү аралашма. Коллоиддик көбүккө камкаймак жана кыргыч көбүк кирет, ал эми жегенге жарамдуу заттарга сары май, зефир жана желе кирет. Тамак-аштан тышкары, бул заттар кээ бир эритмелер, боёктор, сыялар, жуугучтар, инсектициддер, аэрозолдор, пенопласт жана резина түрүндө болот. Булут, бермет жана опал сыяктуу кооз жаратылыш объектилери да коллоиддик касиетке ээ, анткени аларда тегиз таралган башка зат бар.
Коллоиддик аралашмаларды алуу
Кичинекей молекулаларды 1-1 микрометрге чейин көбөйтүү же чоң бөлүкчөлөрдү бирдей өлчөмдө азайтуу менен. Коллоиддик заттарды алууга болот. Андан ары өндүрүш дисперстүү жана үзгүлтүксүз фазаларда колдонулган элементтердин түрүнө жараша болот. Коллоиддер кадимки суюктуктарга караганда башкача жүрүшөт. Ал эми бул транспорттук жана физикалык-химиялык касиеттерде байкалат. Мисалы, мембрана ал аркылуу суюк молекулаларга туташтырылган катуу молекулалар менен чыныгы эритмени өткөрүшү мүмкүн. Ал эми суюктук аркылуу таралган катуу заты бар коллоиддик зат мембрана менен созулат. Бөлүштүрүү паритети бүтүндөй экинчи элементтеги боштуктагы микроскопиялык теңдик чекитине чейин бирдей.
Чыныгы чечимдер
Коллоиддик дисперсия бир тектүү аралашма катары берилген. Элемент эки системадан турат: үзгүлтүксүз жана дисперстүү фаза. Бул иштин тиешеси бар экенин көрсөтүп туратчыныгы эритмелер, анткени алар бир нече заттардан турган жогорудагы аралашмага түздөн-түз байланыштуу. Коллоидде экинчиси майда бөлүкчөлөрдүн же тамчылардын түзүлүшүнө ээ, алар биринчисинде бирдей бөлүштүрүлөт. 1 нмден 100 нмге чейинки дисперстик фазаны, тагыраак айтканда, бөлүкчөлөрдү, жок эле дегенде, бир өлчөмдө түзгөн чоңдук. Бул диапазондо дисперстүү фаза көрсөтүлгөн өлчөмдөрү бар бир тектүү аралашмалар болуп саналат, сыпаттамага туура келген болжолдуу элементтерди атай алабыз: коллоиддик аэрозолдор, эмульсиялар, көбүктөр, гидрозолдор. Беттин химиялык курамына каралып жаткан формулаларда болгон бөлүкчөлөр же тамчылар олуттуу таасир этет.
Коллоиддик эритмелер жана системалар
Дисперстик фазанын өлчөмү системада өлчөө кыйын өзгөрмө экенин эске алуу керек. Эритмелер кээде өзүнүн касиеттери менен мүнөздөлөт. Композициялардын көрсөткүчтөрүн кабыл алууну жеңилдетүү үчүн коллоиддер аларга окшош жана дээрлик бирдей көрүнөт. Мисалы, эгерде ал суюктук-дисперстүү, катуу формага ээ болсо. Натыйжада бөлүкчөлөр мембранадан өтпөйт. Эриген иондор же молекулалар сыяктуу башка компоненттер ал аркылуу өтө алышат. Эгерде анализдөө оңой болсо, анда эриген компоненттер мембрана аркылуу өтөт, ал эми каралып жаткан фазада коллоиддик бөлүкчөлөр өтө албайт.
Түс өзгөчөлүктөрүнүн пайда болушу жана жок болушу
Тиндал эффектинен улам бул заттардын айрымдары тунук. Элементтин түзүлүшүндө бул жарыктын чачырашы. Башка системалар жана формулалар менен келеткээ бир көлөкө же тунук эмес, белгилүү бир түс менен, кээ бирлери ачык болбосо да. Көптөгөн тааныш заттар, анын ичинде май, сүт, каймак, аэрозолдор (туман, түтүн, түтүн), асфальт, боёк, боёк, клей, деңиз көбүгү коллоиддер. Бул изилдөө тармагы 1861-жылы шотландиялык окумуштуу Томас Грэм тарабынан киргизилген. Кээ бир учурларда коллоидди бир тектүү (гетероген эмес) аралашма катары кароого болот. Себеби, "эриген" жана "бүртүкчөлүү" заттардын ортосундагы айырма кээде мамиле маселеси болушу мүмкүн.
Заттардын гидроколлоиддик түрлөрү
Бул компонент бөлүкчөлөр сууда таралган коллоиддик система катары аныкталган. Гидроколлоиддик элементтер суюктуктун көлөмүнө жараша ар кандай абалга ээ болот, мисалы, гель же золь. Алар кайтарылгыс (бир компоненттүү) же кайтуу. Мисалы, агар, гидроколлоиддердин экинчи түрү. Гель жана золь абалында болушу мүмкүн жана жылуулук кошулган же өчүрүлгөн абалдардын ортосунда алмашылышы мүмкүн.
Көптөгөн гидроколлоиддер табигый булактардан алынат. Мисалы, карагенан балырлардан, желатин - уйдун майынан, пектин - цитрустун кабыгынан жана алма помасынан алынат. Гидроколлоиддер тамак-ашта негизинен текстурага же илешкектүүлүккө (соус) таасир этиш үчүн колдонулат. Ошондой эле териге кам көрүү үчүн же жаракат алгандан кийин айыктыруучу агент катары колдонулат.
Коллоиддик системалардын негизги мүнөздөмөлөрү
Бул маалыматтан коллоиддик системалар дисперстик сферанын бир бөлүгү экенин көрүүгө болот. Алар, өз кезегинде, чечимдер болушу мүмкүн (sols)же гельдер (желе). Биринчиси көпчүлүк учурда жандуу химиянын негизинде түзүлөт. Акыркылар сольдордун коагуляциясы учурунда пайда болгон чөкмөлөрдүн астында пайда болот. Эритмелер органикалык заттар менен, алсыз же күчтүү электролиттер менен суулуу болушу мүмкүн. Коллоиддердин дисперстик фазасынын бөлүкчөлөрүнүн өлчөмдөрү 100дөн 1 нмге чейин. Аларды жөн көз менен көрүү мүмкүн эмес. Тууралоонун натыйжасында фаза менен чөйрөнү ажыратуу кыйын.
Дисперстик фазанын бөлүкчөлөрүнүн түрлөрү боюнча классификация
Көп молекулалуу коллоиддер. Эрүү учурунда атомдор же майдараак заттардын молекулалары (диаметри 1 нмден кем эмес) биригип, окшош өлчөмдөгү бөлүкчөлөрдү түзүшөт. Бул зольдерде дисперстүү фаза молекулалык өлчөмү 1 нмден аз болгон атомдордун же молекулалардын агрегаттарынан турган структура болуп саналат. Мисалы, алтын жана күкүрт. Бул коллоиддерде бөлүкчөлөр ван-дер-Ваальс күчтөрү менен бирге кармалат. Алар көбүнчө лиофилдик мүнөзгө ээ. Бул бөлүкчөлөрдүн өз ара аракеттенүүсүн билдирет.
Жогорку молекулалуу коллоиддер. Булар эригенде белгилүү бир диаметрди түзгөн чоң молекулалары бар заттар (макромолекулалар деп аталат). Мындай заттар макромолекулярдык коллоиддер деп аталат. Бул дисперстүү фаза түзүүчү элементтер, адатта, абдан жогорку молекулалык салмакка ээ полимерлер болуп саналат. Табигый макромолекулаларга крахмал, целлюлоза, белоктор, ферменттер, желатин жана башкалар кирет. Жасалмаларга нейлон, полиэтилен, пластик, полистирол ж.д) Алар көбүнчө лиофобдук болуп саналат, бул учурда бөлүкчөлөрдүн начар өз ара аракеттенүүсүн билдирет.
Байланышкан коллоиддер. Булар чөйрөдө эригенде, аз концентрацияда кадимки электролиттердей болгон заттар. Бирок алар агрегацияланган элементтердин пайда болушуна байланыштуу компоненттеринин чоңураак ферменттик компоненти бар коллоиддик бөлүкчөлөр. Ошентип пайда болгон агрегаттык бөлүкчөлөр мицеллалар деп аталат. Алардын молекулалары лиофилдик жана лиофобдук топторду камтыйт.
Мицеллалар. Алар эритмедеги коллоиддин ассоциациясынан пайда болгон кластердик же агрегацияланган бөлүкчөлөр. Жалпы мисалдар самын жана жуучу каражаттар болуп саналат. Түзүү белгилүү бир Крафт температурасынан жогору жана белгилүү бир критикалык мицелизация концентрациясынан жогору болот. Алар иондорду түзүүгө жөндөмдүү. Мицеллалар 100гө чейин же андан көп молекуланы камтышы мүмкүн, мисалы, натрий стеараты типтүү мисал. Ал сууда эригенде иондорду бөлүп чыгарат.
