Дисперсті жүйелер (11 сынып). Дисперсті жүйелердің жіктелуі Газды дисперстік жүйе

Дисперсиялық орта да, дисперстік фаза да әртүрлі агрегаттық күйдегі заттардан тұруы мүмкін. Дисперсиялық орта мен дисперстік фаза күйлерінің қосындысына байланысты мұндай жүйелердің сегіз түрін ажыратуға болады.

Агрегация күйі бойынша дисперсті жүйелердің жіктелуі

Дисперсиялық орта	Дисперсті фаза	Кейбір табиғи және тұрмыстық дисперстік жүйелердің мысалдары
	Сұйықтық	Тұман, мұнай тамшылары бар ілеспе газ, автомобиль қозғалтқыштарындағы карбюратор қоспасы (ауадағы бензин тамшылары)
Қатты	Ауадағы шаң, түтін, түтін, симумдар (шаңды және құмды дауылдар)
Сұйықтық		Газдалған сусындар, көпіршікті ванна
Сұйықтық	Ағзаның сұйық ортасы (қан плазмасы, лимфа, ас қорыту сөлдері), жасушалардың сұйық құрамы (цитоплазма, кариоплазма)
Қатты	Кисельдер, желелер, желімдер, суда ілінген өзен немесе теңіз тұнбалары, ерітінділер
Қатты		Ішінде ауа көпіршіктері бар қар қыртысы, топырақ, тоқыма маталар, кірпіш және керамика, пенопласт, газдалған шоколад, ұнтақтар
Сұйықтық	Ылғал топырақ, медициналық және косметикалық өнімдер (жақпа майлар, тушь, далап және т.б.)
Қатты	Тау жыныстары, түрлі-түсті стақандар, кейбір қорытпалар

Сондай-ақ, жіктеу белгісі ретінде дисперсті жүйенің бөлшектерінің өлшемі сияқты ұғымды ажыратуға болады:

• - Ірі дисперсті (> 10 мкм): түйіршіктелген қант, топырақ, тұман, жаңбыр тамшылары, жанартау күлі, магма және т.б.
• - орташа ұсақ (0,1-10 мкм): адам қанының эритроциттері, ішек таяқшалары және т.б.

дисперсті эмульсиялық суспензия гелі

• - жоғары дисперсті (1-100 нм): тұмау вирусы, түтін, табиғи сулардағы лайлану, әртүрлі заттардың жасанды алынған зольдері, табиғи полимерлердің судағы ерітінділері (альбумин, желатин және т.б.) т.б.
• - нано өлшемді (1-10 нм): гликоген молекуласы, көмірдің ұсақ кеуектері, молекулалардың қатысуымен алынған металл ерітінділері органикалық заттар, бөлшектердің өсуін шектеу, көміртекті нанотүтіктер, темірден, никельден жасалған магниттік наноөткізгіштер және т.б.

Ірі дисперсті жүйелер: эмульсиялар, суспензиялар, аэрозольдер

Дисперстік фазаны құрайтын зат бөлшектерінің өлшеміне қарай дисперсті жүйелер бөлшектердің өлшемдері 100 нм-ден асатын ірі және 1-ден 100 нм-ге дейінгі ұсақ дисперсті жүйелерге бөлінеді. Егер зат мөлшері 1 нм-ден аз молекулаларға немесе иондарға бөлшектенсе, біртекті жүйе – ерітінді түзіледі. Ерітінді біртекті, бөлшектер мен орта арасында интерфейс жоқ, сондықтан ол дисперстік жүйелерге жатпайды. Ірі дисперстік жүйелер үш топқа бөлінеді: эмульсиялар, суспензиялар және аэрозольдар.

Эмульсиялар – сұйық дисперстік ортасы және сұйық дисперсті фазасы бар дисперсті жүйелер.

Оларды да екі топқа бөлуге болады: 1) тікелей – полярлы ортадағы полярсыз сұйықтықтың тамшылары (судағы май); 2) кері (майдағы су). Эмульсиялар құрамының өзгеруі немесе сыртқы әсерлер тікелей эмульсияның кері эмульсияға айналуына және керісінше болуы мүмкін. Ең танымал табиғи эмульсиялардың мысалдары сүт (тікелей эмульсия) және май (кері эмульсия). Типтік биологиялық эмульсия лимфадағы май тамшылары болып табылады.

Атақтылардан практикалық іс-шараларадам эмульсияларын кесу сұйықтықтары, битумды материалдар, пестицидтер, дәрі-дәрмектер және косметика деп атауға болады, азық-түлік өнімдері. Мысалы, медициналық тәжірибеде май эмульсиялары ішілік инфузия арқылы аш немесе әлсіреген денені энергиямен қамтамасыз ету үшін кеңінен қолданылады. Мұндай эмульсияларды алу үшін зәйтүн, мақта және соя майлары қолданылады. Химиялық технологияда резеңке, полистирол, поливинилацетат және т.б. алудың негізгі әдісі ретінде эмульсиялық полимерлеу кеңінен қолданылады. Суспензиялар қатты дисперсті фазасы және сұйық дисперсиялық ортасы бар ірі жүйелер болып табылады.

Әдетте, суспензияның дисперстік фазасының бөлшектері соншалықты үлкен, олар ауырлық күшінің әсерінен шөгеді - шөгінді. Дисперсті фаза мен дисперсиялық ортаның тығыздығының шамалы айырмашылығына байланысты шөгу өте баяу жүретін жүйелерді де суспензиялар деп атайды. Іс жүзінде маңызды құрылыс суспензиялары әктеу («әк сүті»), эмаль бояулары және әртүрлі құрылыс суспензиялары, мысалы, «цемент ерітіндісі» деп аталады. Суспензияларға сонымен қатар дәрі-дәрмектер кіреді, мысалы, сұйық майлар - линименттер. Ерекше топ ірі дисперсті жүйелерден тұрады, оларда дисперстік фазаның концентрациясы оның суспензиялардағы төмен концентрациясымен салыстырғанда салыстырмалы түрде жоғары. Мұндай дисперсті жүйелер пасталар деп аталады. Мысалы, сізге жақсы таныс Күнделікті өмірстоматологиялық, косметикалық, гигиена және т.б.

Аэрозольдер - дисперсиялық орта ауа, ал дисперсті фаза сұйық тамшылар (бұлттар, кемпірқосақ, шаш спрейі немесе банкадан бөлінген дезодорант) немесе бөлшектер болуы мүмкін ірі жүйелер. қатты(шаңды бұлт, торнадо)

Коллоидтық жүйелер - оларда коллоидтық бөлшектердің өлшемдері 100 нм-ге дейін жетеді. Мұндай бөлшектер қағаз сүзгілерінің кеуектеріне оңай енеді, бірақ тесіктер арқылы өтпейді биологиялық мембраналарөсімдіктер мен жануарлар. Коллоидтық бөлшектердің (мицеллалар) электр заряды және сольват иондық қабықшалары болғандықтан, олар ілулі күйде қалады, олар ұзақ уақыт бойы тұнбаға түспеуі мүмкін. Коллоидтық жүйенің жарқын мысалы ретінде желатиннің, альбуминнің, араб шайырының ерітінділері және алтын мен күмістің коллоидты ерітінділері болып табылады.

Коллоидты жүйелер дөрекі жүйелер мен шынайы ерітінділер арасында аралық орынды алады. Олар табиғатта кең таралған. Топырақ, саз, табиғи сулар, көптеген пайдалы қазбалар, соның ішінде кейбір асыл тастар, барлығы коллоидты жүйелер.

Коллоидты ерітінділердің екі тобы бар: сұйық (коллоидты ерітінділер - ерітінділер) және гель тәрізді (желе - гельдер).

Жасушаның көптеген биологиялық сұйықтықтары (жоғарыда айтылған цитоплазма, ядролық шырын - кариоплазма, вакуольдердің мазмұны) және тұтастай тірі организм коллоидты ерітінділер (золдар). Тірі организмдерде болатын барлық өмірлік процестер заттың коллоидтық күйімен байланысты. Әрбір тірі жасушада биополимерлер бар ( нуклеин қышқылдары, белоктар, гликозаминогликандар, гликоген) дисперсті жүйелер түрінде болады.

Гельдер - дисперсті фазаның бөлшектері кеңістіктік құрылымды құрайтын коллоидты жүйелер.

Гельдер болуы мүмкін: тағам - мармелад, зефир, желе еті, желе; биологиялық – шеміршек, сіңір, шаш, бұлшықет және жүйке ұлпалары, медузаның денелері; косметика - душқа арналған гельдер, кремдер; медициналық - дәрі-дәрмек, майлар; минералды - інжу, опал, карнелиан, халцедон.

Үлкен мәнбиология және медицина үшін коллоидтық жүйелер бар. Кез келген тірі организмде қатты, сұйық және газ тәрізді заттар, олармен күрделі байланыста болады қоршаған орта. Химиялық тұрғыдан алғанда организм тұтастай алғанда көптеген коллоидтық жүйелердің күрделі жиынтығы болып табылады.

Биологиялық сұйықтықтар (қан, плазма, лимфа, цереброспинальды сұйықтық және т.б.) коллоидты жүйелер болып табылады, оларда осындай органикалық қосылыстар, ақуыздар, холестерин, гликоген және басқалары сияқты коллоидты күйде болады. Неліктен табиғат оған мұндай артықшылық береді? Бұл ерекшелік, ең алдымен, коллоидтық күйдегі заттың фазалар арасында үлкен интерфейске ие болуымен байланысты, бұл метаболикалық реакциялардың жақсы өтуіне ықпал етеді.

Табиғи және жасанды дисперстік жүйелердің мысалдары. Табиғи қоспалар ретінде минералдар мен тау жыныстары

Бізді қоршап тұрған барлық табиғат – жануарлар мен өсімдік организмдері, гидросфера және атмосфера, Жер қыртысыал жер қойнауы көптеген алуан түрлі және әртүрлі ірі және коллоидты жүйелердің күрделі жиынтығы болып табылады. Біздің планетамыздың бұлттары бізді қоршап тұрған барлық табиғат сияқты бірдей тірі заттар. Ақпараттық арналар болғандықтан, олардың Жер үшін маңызы зор. Өйткені, бұлттар судың капиллярлық затынан тұрады, ал су, өздеріңіз білетіндей, ақпаратты сақтау үшін өте жақсы құрылғы. Табиғаттағы су айналымы планетаның жай-күйі мен адамдардың көңіл-күйі туралы ақпараттың атмосферада жиналуына және бұлттармен бірге Жердің бүкіл кеңістігінде қозғалуына әкеледі. Табиғаттың таңғажайып туындысы – адамдарға қуаныш, эстетикалық ләззат және жай ғана кейде аспанға қарауға құштарлық сыйлайтын бұлттар.

Тұман табиғи дисперсті жүйенің мысалы бола алады, ауада судың жиналуы, су буының ұсақ конденсация өнімдері пайда болған кезде (ауа температурасынан жоғары? 10° - судың ұсақ тамшылары, ? 10..? 15° - су тамшылары мен мұз кристалдарының қоспасы, төмен температурада? 15° - жарқыраған мұз кристалдары күн сәулелерінемесе ай мен шамдардың жарығында). Тұман кезінде ауаның салыстырмалы ылғалдылығы әдетте 100%-ға жақын болады (кем дегенде 85-90%-дан асады). Алайда қатты аязда (? 30° және одан төмен) в елді мекендер, қосулы темір жол станцияларыжәне аэродромдарда тұман ауаның кез келген салыстырмалы ылғалдылығында (тіпті 50%-дан төмен) байқалуы мүмкін – отынның жануы кезінде (қозғалтқыштарда, пештерде және т.б.) пайда болатын және сору құбырлары арқылы атмосфераға шығарылатын су буының конденсациясына байланысты. және мұржалар.

Тұмандардың үздіксіз ұзақтығы әдетте бірнеше сағаттан (кейде жарты сағаттан бір сағатқа дейін) бірнеше күнге дейін, әсіресе суық мезгілде.

Тұман кедергі жасайды қалыпты жұмыскөліктің барлық түрлері (әсіресе авиация), сондықтан тұман болжамының экономикалық маңызы зор.

Күрделі дисперстік жүйенің мысалы ретінде сүтті келтіруге болады, оның негізгі құрамдастары (суды есептемегенде) май, казеин және сүт қанты. Май эмульсия түрінде болады және сүт тұрғанда бірте-бірте жоғары көтеріледі (қаймақ). Казеин коллоидты ерітінді түрінде болады және өздігінен бөлінбейді, бірақ сүтті қышқылдандырғанда, мысалы, сірке суымен оңай тұнбаға түседі (сүзбе түрінде). Табиғи жағдайда сүт қышқыл болған кезде казеин бөлінеді. Ақырында, сүт қанты молекулалық ерітінді түрінде болады және су буланған кезде ғана бөлінеді.

Көптеген газдар, сұйықтар және қатты заттар суда ериді. Қант пен ас тұзы суда оңай ериді; көмірқышқыл газы, аммиак және басқа да көптеген заттар сумен соқтығысқан кезде ерітіндіге түсіп, бұрынғы агрегаттық күйін жоғалтады. Еріген затты ерітіндіден белгілі бір жолмен бөліп алуға болады. Ас тұзының ерітіндісін буландырса, тұз қатты кристалдар түрінде қалады.

Заттарды суда (немесе басқа еріткіште) еріткен кезде біркелкі (біртекті) жүйе түзіледі. Сонымен, ерітінді деп екі немесе одан да көп құрамдас бөліктерден тұратын біртекті жүйені айтады. Ерітінділер сұйық, қатты және газ тәрізді болуы мүмкін. Сұйық ерітінділерге, мысалы, қанттың немесе ас тұзының судағы ерітіндісі, судағы спирт және т.б. Бір металдың басқа металдардағы қатты ерітінділеріне қорытпалар жатады: жез - мыс пен мырыш қорытпасы, қола - мыс пен қалайының қорытпасы және т.б. Газ тәрізді зат - ауа немесе газдардың кез келген қоспасы.

Сіз заттар сумен араласқанда біртекті жүйелер түзетінін білесіз ( тән қасиетерітінділер) және гетерогенді қоспалар. Неліктен кейбір заттар сумен біртекті, ал басқалары гетерогенді жүйе құрайтыны туралы ойландыңыз ба? Бұл сұраққа жауап беру үшін заттардың суда еріген кезде не болатынын білу керек.

Еріген кезде заттар ұсақталады, сондықтан шынайы ерітінділер, сондай-ақ суспензиялар мен эмульсиялар дисперсті жүйелерге жатады (дисперстік ұнтақтауды білдіреді). Көптеген дисперстік жүйелер бар. Олар бір-бірінен қандай бөлшектерге (қатты, сұйық, газ тәрізді) және ортада (сұйық, газ тәріздес) таралуына байланысты ерекшеленеді. Мысалы, дисперстік жүйелердің бірі – түтін газдар қоспасынан және қатты заттың өте ұсақталған бөлшектерінен тұрады. Тұман – дисперсті жүйе, мұнда орта ауа болуы мүмкін, ал дисперсті бөлшектер сұйықтың ұсақ тамшылары болуы мүмкін. Көбіктер – дисперсті жүйелер, онда орта сұйық, дисперсті зат газ. Мұндай жүйе әртүрлі агрегаттық күйдегі әртүрлі заттардың қоспалары арқылы түзілуі мүмкін.

Дисперсті жүйелердің мысалдары: а - түтін, б - тұман, в - көбік

Өте ұсақ бөлшектер түріндегі бір зат екінші затта таралатын жүйе дисперстік жүйе деп аталады.

Табиғатта ең көп таралған дисперсті жүйелер дисперсті ортасы сұйық, ал дисперсті фазасы қатты дене болатын жүйелер. Қатты заттардың бөлшектерінің мөлшеріне байланысты дисперсті жүйелер дөрекі (бөлшектерінің өлшемдері 1 мкм-ден асатын суспензиялар мен гетерогенді қоспалар) және ұсақ (коллоидтық) жүйелерге бөлінеді. Егер жүйеде таралған зат бөлшектерінің мөлшері молекулалар немесе иондар сияқты болса, онда біртекті жүйе — ерітінді пайда болады.

Дисперстік жүйелерГаз тәрізді, сұйық және қатты болады. Бөлінген заттардың және қоршаған ортаның агрегаттық күйлері, сондай-ақ бөлшектердің өлшемдері дисперсті жүйелердің қасиеттерін анықтайды. Бөлшектер молекулаларға қарағанда едәуір үлкен мөлшерде таралса, дисперсті жүйе белгілі бір дәрежеде тұрақсыз болады. Ол гетерогенді болады: бөлінген зат өзінің меншікті салмағына байланысты жер бетіне көтеріледі немесе тұнбаға түседі. Бөлшектерді тұндыру процесі неғұрлым жылдам жүреді, жүйе соғұрлым ірі дисперсті болады.

Құрамында ірі бөлшектері (100 микроннан астам) бар дисперсті жүйелер суспензиялар (лайланған қоспалар) деп аталады.

Жаңбырдан кейін, мысалы, өзендегі су бұзылған лай бөлшектері арқылы ағып кетеді. Су қатты бөлшектердің шөгуі нәтижесінде біртіндеп тазартылады.

Көптеген суспензия бөлшектерін микроскоппен байқауға болады. Дисперсті заттың агрегаттық күйіне байланысты мұндай жүйелер суспензия және эмульсия болып бөлінеді. Қатты заттар таралатын сұйықтықтарды білдіретін дисперсті жүйелер суспензиялар деп аталады (мысалы, су мен саз қоспасы). Егер бір сұйықтықта басқа сұйықтықтың тамшылары таралса, онда мұндай жүйелер эмульсиялар деп аталады. Мысалы, эмульсиялар керосин, бензин, майды сумен шайқау арқылы түзіледі.

суспензия және эмульсия

а) сүт (эмульсия); б) су мен кофе қоспасы (суспензия)

Сондай-ақ сүт сияқты күрделі дисперстік жүйелер бар. Оның құрамында суда еритін сүт қанты және еритін казеин және онда дисперсті май бар. Уақыт өте келе май кілегей түрінде бетіне көтеріледі, ал сүт қышқыл болған кезде казеин ірімшік түрінде бөлінеді.

Өлшемдері 1-ден 100 микронға дейінгі бөлшектерден тұратын дисперсті жүйелер. коллоидты ерітінділер немесе ерітінділер (желім тәрізді) деп аталады.Колоидты ерітінділердің бөлшектерін тек ультрамикроскоптардың көмегімен көруге болады.

коллоидты ерітінді

Желім – коллоидты ерітінді

Коллоидты бөлшектердің мөлшерін ұлғайту процесі коагуляция немесе коагуляция деп аталады. Коллоидты ерітінділерде коагуляция өте баяу жүреді. Бөлшектердің мөлшері салыстырмалы түрде үлкен болса, олар тез тұндыра бастайды, сондықтан суспензия немесе эмульсия болып табылатын дәрілерді қабылдау алдында шайқау ұсынылады.

Егер бөлінген зат дисперсті жүйеде жеке молекулалар немесе иондар түрінде болса, онда мұндай жүйе өте тұрақты, ол жеткілікті ұзақ уақыт сақталады және шынайы (молекулалық немесе иондық) ерітінді деп аталады.

Молекулалық ерітінділердегі бөлшектердің мөлшері 1 мкм-ден аспайды, сондықтан шынайы ерітінділер біртекті жүйелер деп аталады, өйткені олардың гетерогенділігін ультрамикроскоппен де анықтау мүмкін емес.

Көптеген газдар, сұйықтар және қатты заттар суда ериді. Қант пен ас тұзы суда оңай ериді; көмірқышқыл газы, аммиак және басқа да көптеген заттар сумен бетпе-бет келгенде ерітіндіге түсіп, бұрынғы агрегаттық күйін жоғалтады. Еріген затты ерітіндіден белгілі бір жолмен бөліп алуға болады. Ас тұзының ерітіндісін буландырса, тұз қатты кристалдар түрінде қалады.

Заттарды суда (немесе басқа еріткіште) еріткен кезде біркелкі (біртекті) жүйе түзіледі. Сонымен, ерітінді деп екі немесе одан да көп құрамдас бөліктерден тұратын біртекті жүйені айтады. Ерітінділер сұйық, қатты және газ тәрізді болуы мүмкін. Сирек ерітінділерге, мысалы, қанттың немесе ас тұзының судағы ерітіндісі, судағы спирт және т.б. Бір металдың басқа металдардағы қатты ерітінділеріне қорытпалар жатады: жез - мыс пен мырыш қорытпасы, қола - мыс пен қалайының қорытпасы және т.б. Газ тәрізді зат - ауа немесе газдардың кез келген қоспасы.

Әртүрлі шешімдер арасындағы көрсетілген бөлу шартты болып табылады, олардың арасында өткір шекаралар жоқ.

Суспензиялар мен зольдердің гетерогенділігі бөлшектері сұйықта болатын қатты заттың онда ерімейтіндігімен түсіндіріледі.

Еріткішке байланысты ерітінділер сулы немесе сусыз болуы мүмкін (мысалы, йодтың спирттік ерітіндісі).

Коллоидты бөлшектердің адгезиясы және олардың ерітіндіде шөгуі коагуляция деп аталады.

Еріткіш заттардың агрегаттық күйі бойынша ерітінділер: қатты (мысалы, қорытпалар), сұйық (мысалы, шай), газ тәрізді (мысалы, газдар қоспасы, ауа) болып бөлінеді.

Қандай жүйелер дисперсті деп аталады?

Эмульсия дегеніміз не? Мысал келтіріңіз.

Суспензия дегеніміз не? Мысал келтіріңіз.

Коллоидты және шынайы ерітінділерге мысалдар келтіріңіз.

Өзін-өзі бақылау тапсырмалары

Құрамында салмағы 20 г натрий гидроксиді бар ерітіндіні бейтараптандыруға қажетті күкірт қышқылының массасы мен мөлшерін есептеңдер.

Массасы 9,8 г күкірт қышқылының калий гидроксидін бейтараптандырғанда түзілетін тұз затының мөлшері?

Дисперстік жүйелер. Анықтама. Классификация.

Шешімдер

Алдыңғы абзацта біз айтқан болатынбыз шешімдер. Осы жерде осы ұғымды қысқаша еске түсірейік.

Шешімдерекі немесе одан да көп құрамдас бөліктерден тұратын біртекті (гомогенді) жүйелер деп аталады.

Біртекті жүйе- Бұл біртекті жүйе, Химиялық құрамыЖәне физикалық қасиеттеріонда барлық бөліктер бірдей немесе үздіксіз, секірусіз өзгереді (жүйе бөліктері арасында интерфейстер жоқ).

Шешімнің бұл анықтамасы мүлдем дұрыс емес. Ол көбірек сілтеме жасайды шынайы шешімдер.

Сонымен қатар, бар коллоидты ерітінділер, олар біртекті емес, бірақ гетерогенді, яғни. интерфейс арқылы бөлінген әртүрлі фазалардан тұрады.

Анықтамаларда көбірек түсінікті болу үшін басқа термин қолданылады - дисперсті жүйелер.

Дисперсті жүйелерді қарастырмас бұрын, олардың зерттелу тарихы мен мұндай терминнің пайда болуы туралы аздап айтып өтейік. коллоидты ерітінділер.

Фон

Сонау 1845 жылы химик Франческо Сельми әртүрлі ерітінділердің қасиеттерін зерттей отырып, биологиялық сұйықтықтардың – сарысу мен қан плазмасының, лимфаның және т.б. өзінің қасиеттері бойынша кәдімгі шынайы ерітінділерден күрт ерекшеленетінін байқады, сондықтан мұндай сұйықтықтарды псевдоерітінділер деп атайды. .

Коллоидтар және кристаллоидтар

Ағылшын ғалымы Томас Грэм 1861 жылдан бастап жүргізген бұл бағыттағы әрі қарайғы зерттеулер өсімдіктер мен жануарлардың мембраналарынан тез таралатын және өтетін кейбір заттардың оңай кристалданатынын, ал басқаларының диффузияға қабілеті төмен, мембраналардан өтпейді және әсер ететінін көрсетті. кристалданбайды, бірақ аморфты тұнбалар түзеді.

Біріншісін Грэм атады кристаллоидтар, ал екіншісі – коллоидтар(грек сөзінен kolla – желім және eidos – мейірімді) немесе желім тәрізді заттар.

Атап айтқанда, альбумин, желатин, араб шайыры, темір және алюминий гидроксидтері және кейбір басқа заттар сияқты аморфты шөгінділерді түзуге қабілетті заттардың ас тұзы, магний сияқты кристалды заттардың диффузия жылдамдығымен салыстырғанда суда баяу диффузияланатыны анықталды. сульфат, қамыс қант және т.б.

Төмендегі кестеде 18°С температурада кейбір кристаллоидтар мен коллоидтар үшін диффузия коэффициенттері D көрсетілген.

Кестеден молекулалық салмақ пен диффузия коэффициенті арасында кері байланыс бар екені көрсетілген.

Сонымен қатар, кристаллоидтардың тез диффузияға ғана емес, сонымен қатар қабілеттері де анықталды диализ, яғни. коллоидтарға қарағанда, мембраналар арқылы өтеді, олардың молекулалық өлшемдері үлкен, сондықтан баяу диффузияланады және мембранадан өтпейді.

Қабық ретінде бұқаның қуық қабырғалары, целлофан, темір-цианидті мыстан жасалған пленкалар және т.б.

Грэм өзінің бақылауларына сүйене отырып, барлық заттарды бөлуге болатынын анықтады кристаллоидтар мен коллоидтар.

Орыстар келіспейді

Киев университетінің профессоры химиялық заттардың мұндай қатаң бөлінуіне қарсылық білдірді И.Г. Борщев(1869). Борщевтің бұл пікірін кейінірек тағы бір ресейлік ғалымның зерттеулері растады Веймарн, сол заттың жағдайларға байланысты коллоидтар немесе кристаллоидтар қасиеттерін көрсете алатынын дәлелдеді.

Мысалы, сабынның судағы ерітіндісінің қасиеттері бар коллоидты, ал спиртте ерітілген сабын қасиеттерді көрсетеді шынайы шешімдер.

Дәл осылай суда еріген кристалдық тұздар, мысалы, ас тұзы береді шынайы шешім, ал бензолда – коллоидты ерітіндіжәне т.б.

Коллоидтық қасиетке ие гемоглобин немесе жұмыртқа альбуминін кристалдық күйде алуға болады.

Д.И. Менделеевқоршаған ортаның жағдайлары мен табиғатына байланысты кез келген зат қасиеттер көрсете алады деп есептеді коллоидты. Қазіргі кезде кез келген затты коллоидты күйде алуға болады.

Сонымен, заттарды екі бөлек класқа – кристаллоидтар және коллоидтар деп бөлуге негіз жоқ, бірақ заттың коллоидтық және кристаллоидтық күйлері туралы айтуға болады.

Заттың коллоидтық күйі деп оның белгілі бір дәрежеде бөлшектенуін немесе дисперсиясын және еріткіште суспензияда коллоидты бөлшектердің болуын айтады.

Гетерогенді жоғары дисперсті және жоғары молекулалық жүйелердің физика-химиялық қасиеттерін зерттейтін ғылым деп аталады. коллоидтық химия.

Дисперстік жүйелер

Ұсақталған (дисперсті) күйдегі бір зат екінші заттың массасында біркелкі таралса, мұндай жүйе дисперсті деп аталады.

Мұндай жүйелерде әдетте фрагменттелген зат деп аталады дисперсті фаза, және ол таралатын орта болып табылады дисперсиялық орта.

Мәселен, мысалы, судағы араластырылған сазды бейнелейтін жүйе саздың суспензияланған ұсақ бөлшектерінен - ​​дисперстік фазадан және су - дисперстік ортадан тұрады.

Таратылған(фрагментті) жүйелер болып табылады гетерогенді.

Салыстырмалы түрде үлкен, үздіксіз фазалары бар гетерогенді жүйелерден айырмашылығы дисперсті жүйелер деп аталады. микрогетерогенді, ал коллоидты дисперсті жүйелер деп аталады ультрамикрогетерогенді.

Дисперсті жүйелердің классификациясы

Дисперсті жүйелердің жіктелуі көбінесе негізінде жасалады дисперсия дәрежесінемесе біріктіру жағдайыдисперстік фаза және дисперстік орта.

Дисперсиялық дәрежесі бойынша жіктелуі

Барлық дисперсті жүйелерДисперсті фазалық бөлшектердің өлшеміне қарай оларды келесі топтарға бөлуге болады:

Анықтама үшін SI жүйесіндегі өлшем бірліктері:
1 м (метр) = 102 см (сантиметр) = 103 мм (миллиметр) = 106 микрон (микрометр) = 109 нм (нанометр).

Кейде басқа бірліктер пайдаланылады - mk (микрон) немесе mmk (миллимикрон) және:
1 нм = 10 -9 м = 10 -7 см = 1 ммк;
1 мкм = 10 -6 м = 10 -4 см = 1 мкм.

Дөрекі дисперсті жүйелер.

Бұл жүйелер дисперсті фаза ретінде диаметрі ең үлкен бөлшектерді қамтиды 0,1 микрон және одан жоғары. Бұл жүйелерге жатады суспензияларЖәне эмульсиялар.

Суспензияларқатты зат сұйық дисперсиялық ортада болатын жүйелер, мысалы, судағы крахмал, саз және т.б. суспензия.

Эмульсияларбір сұйықтықтың тамшылары екінші сұйықтықтың көлемінде суспензияланатын екі араласпайтын сұйықтықтардың дисперсиялық жүйелері деп аталады. Мысалы, май, бензол, судағы толуол немесе сүттегі май тамшылары (диаметрі 0,1-22 мкм) және т.б.

Коллоидтық жүйелер.

Олар дисперсті фазаның бөлшектерінің өлшеміне ие 0,1 мкм-ден 1 мкм-ге дейін(немесе 10 -5-тен 10 -7 см-ге дейін). Мұндай бөлшектер сүзгі қағазының саңылауларынан өте алады, бірақ жануарлар мен өсімдіктердің қабықшаларының тесіктерінен өте алмайды.

Коллоидтық бөлшектерегер оларда болса электр зарядыал сольвационды-иондық қабықшалар суспензия күйінде қалады және өзгермейтін жағдайларсыз өте ұзақ уақыт бойы тұнбаға түспеуі мүмкін.

Коллоидты жүйелерге мысал ретінде альбумин, желатин, араб шайыры, алтын, күміс, мышьяк сульфидінің коллоидты ерітінділері және т.б.

Молекулалық дисперсті жүйелер.

Мұндай жүйелерде бөлшектердің өлшемдері 1 мм-ден аспайды. Молекулалық дисперсті жүйелерге бейэлектролиттердің шынайы ерітінділері жатады.

Ионды дисперсті жүйелер.

Бұл әртүрлі электролиттердің ерітінділері, мысалы, тұздар, негіздер және т.б., олар сәйкес иондарға ыдырайтын, олардың өлшемдері өте кішкентай және одан әлдеқайда асып түседі.
10 -8 см.

Нағыз шешімдерді дисперстік жүйелер ретінде көрсетуді түсіндіру.

Мұнда келтірілген классификациядан кез келген ерітіндіні (шынайы да, коллоидты да) дисперсті орта ретінде көрсетуге болатыны анық. Нағыз және коллоидты ерітінділер дисперсті фазалардың бөлшектерінің өлшемдері бойынша ерекшеленеді. Бірақ жоғарыда біз шынайы ерітінділердің біртектілігі туралы жаздық, ал дисперсиялық жүйелер гетерогенді. Бұл қайшылықты қалай шешуге болады?

туралы айтсақ құрылымшынайы шешімдер болса, онда олардың біртектілігі салыстырмалы болады. Құрылымдық бірліктершынайы ерітінділер (молекулалар немесе иондар) коллоидты ерітінділердің бөлшектерінен әлдеқайда аз. Сондықтан коллоидты ерітінділермен және суспензиялармен салыстырғанда шынайы ерітінділер біртекті деп айта аламыз.

туралы айтатын болсақ қасиеттерішынайы ерітінділер болса, онда оларды толығымен дисперстік жүйелер деп атауға болмайды, өйткені дисперсті жүйелердің міндетті түрде болуы дисперсті зат пен дисперстік ортаның өзара ерімейтіндігі болып табылады.

Коллоидты ерітінділер мен ірі суспензияларда дисперстік фаза мен дисперстік орта іс жүзінде араласпайды және бір-бірімен химиялық әрекеттеспейді. Бұл шынайы шешімдер туралы мүлдем айту мүмкін емес. Оларда еріген кезде заттар араласады, тіпті бір-бірімен әрекеттеседі. Осы себепті коллоидты ерітінділер қасиеттері бойынша шынайы ерітінділерден күрт ерекшеленеді.

Кейбір молекулалардың, бөлшектердің, жасушалардың өлшемдері.

Бөлшектердің өлшемдері ең үлкеннен кішіге және кері қарай өзгерген сайын дисперсті жүйелердің қасиеттері де сәйкесінше өзгереді. Бола тұра коллоидтық жүйелербұрынғыдай басып алу аралық позицияірі суспензиялар мен молекулалық дисперстік жүйелер арасында.

Дисперсті фаза мен дисперстік ортаның агрегация күйіне қарай жіктелуі.

Көбікгаздың сұйықтықтағы дисперсиясы болып табылады, ал көбіктерде сұйықтық жеке газ көпіршіктерін бөлетін жұқа қабықшаларға айналады.

Эмульсияларбір сұйықтық оны ерімейтін басқа сұйықтықпен (мысалы, майдағы су) ұсақталатын дисперсті жүйелер болып табылады.

Суспензияларсұйықтардағы қатты бөлшектердің төмен дисперсті жүйелері деп аталады.

Агрегативті күйлердің үш түрінің комбинациясы дисперсті жүйелердің тоғыз түрін ажыратуға мүмкіндік береді:

Дисперсті фаза	Дисперсиялық орта	Тақырып және мысал
Газ тәрізді	Газ тәрізді	Дисперсті жүйе түзілмейді
Газ тәрізді		Газ эмульсиялары мен көбіктер
Газ тәрізді		Кеуекті денелер: көбік пемза
	Газ тәрізді	Аэрозольдар: тұман, бұлт
		Эмульсиялар: май, кілегей, сүт, маргарин, май
		Капиллярлық жүйелер: Кеуекті денелердегі сұйықтық, топырақ, топырақ
	Газ тәрізді	Аэрозольдер (шаңдар, түтіндер), ұнтақтар
		Суспензиялар: целлюлоза, шлам, суспензия, паста
		Қатты жүйелер: қорытпалар, бетон

Sols - коллоидты ерітінділердің басқа атауы.

Коллоидты ерітінділер деп те аталады солс(латын тілінен solutus – еріген).

Газды дисперсиялық ортасы бар дисперсті жүйелер деп аталады аэрозольдер. Тұман – сұйық дисперсті фазасы бар аэрозольдер, ал шаң мен түтін – қатты дисперсті фазасы бар аэрозольдер. Түтін шаңға қарағанда жоғары дисперсті жүйе.

Сұйық дисперсиялық ортасы бар дисперсті жүйелер деп аталады лизолдар(грек тілінен «lios» - сұйық).

Еріткішке (дисперсиялық ортаға) байланысты, яғни. су, бензол спирті немесе эфир және т.б., гидрозолдар, алкозолдар, бензолдар, эфирозольдер және т.б.

Біріктірілген дисперсті жүйелер. Гельдер.

Дисперстік жүйелербола алады еркін тараладыЖәне біртұтас таратыладыдисперсті фазаның бөлшектері арасындағы әрекеттесудің жоқтығына немесе болуына байланысты.

TO еркін дисперсті жүйелераэрозольдерді, лизолдарды, сұйылтылған суспензияларды және эмульсияларды қамтиды. Олар сұйық. Бұл жүйелерде дисперсті фаза бөлшектерінің контактілері жоқ, кездейсоқ жылулық қозғалысқа қатысады және ауырлық күшінің әсерінен еркін қозғалады.

Жоғарыдағы суреттер көрсетілген еркін дисперсті жүйелер:
Суреттерде а В Сбейнеленген корпускулярлы-дисперсті жүйелер:
а, б- монодисперсті жүйелер;
В- полидисперсті жүйе;
Сурет бойынша Гбейнеленген талшықты дисперсті жүйе
Сурет бойынша гбейнеленген пленка-дисперсті жүйе

- қатты. Олар дисперсті фазаның бөлшектері жанасқанда пайда болып, қаңқа немесе желі түріндегі құрылымның пайда болуына әкеледі.

Бұл құрылым дисперсті жүйенің өтімділігін шектейді және оның пішінін сақтау мүмкіндігін береді. Мұндай құрылымды коллоидтық жүйелер деп аталады гельдер.

Золь тұрақтылығының төмендеуі нәтижесінде пайда болатын зольдің гельге ауысуы деп аталады. гельдену(немесе желатинизация).

Суреттерде а В Сбейнеленген когезиялық дисперсті жүйелер:
А- гель,
б- тығыз құрылымы бар коагулум,
В- борпылдақ «доғалы» құрылымы бар коагулум
Суреттерде g, dбейнеленген капиллярлы-дисперсті жүйелер

Ұнтақтар (пасталар), көбіктер– когезивті дисперсті жүйелердің мысалдары.

Топырақ, топырақтың минералды және гумусты (органикалық) заттардың дисперсті бөлшектерінің жанасуы және нығыздалуы нәтижесінде түзілетін де когерентті дисперсті жүйе болып табылады.

Заттың үздіксіз массасы саңылаулар мен капиллярлар арқылы өтіп, капиллярлы-дисперсті жүйелерді құра алады. Оларға, мысалы, ағаш, тері, қағаз, картон, маталар.

Лиофильділік және лиофобтық

Коллоидты ерітінділердің жалпы сипаттамасы олардың дисперстік фазасының дисперстік ортамен әрекеттесу қасиеті болып табылады. Осыған байланысты золдың екі түрі бөлінеді:

1. Лиофобты(грек тілінен фобия – жек көрушілік) Және

2.Лиофильді(грек тілінен Филия – махаббат).

У лиофобтыЗольдерде бөлшектердің еріткішке жақындығы жоқ, онымен әлсіз әрекеттеседі және айналасында еріткіш молекулаларының жұқа қабығын түзеді.

Атап айтқанда, егер дисперсиялық орта су болса, онда мұндай жүйелер деп аталады гидрофобты, мысалы, металдардың зольдері темір, алтын, мышьяк сульфиді, күміс хлориді және т.б.

IN лиофильдіжүйелерде дисперсті зат пен еріткіш арасында ұқсастық бар. Дисперстік фазаның бөлшектері бұл жағдайда еріткіш молекулаларының неғұрлым көлемді қабығына ие болады.

Сулы дисперсиялық орта жағдайында мұндай жүйелер деп аталады гидрофильді, мысалы, протеиннің, крахмалдың, агар-агардың, араб гумының ерітінділері және т.б.

Коллоидтардың коагуляциясы. Тұрақтандырғыштар.

Интерфейстегі зат.

Барлық сұйықтар мен қатты заттар басқа құрам мен құрылымның фазаларымен, мысалы, бумен, басқа сұйықтықпен немесе қатты затпен жанасатын сыртқы бетімен шектеледі.

Бұл заттың қасиеттері аралық бет, атомдардың немесе молекулалардың бірнеше диаметрі қалыңдығымен, фаза көлемінің ішіндегі қасиеттерінен ерекшеленеді.

Қатты, сұйық немесе газ тәрізді күйдегі таза зат көлемінің ішінде кез келген молекула ұқсас молекулалармен қоршалған.

Шекаралық қабатта молекулалар басқа молекулалар санымен әрекеттеседі (зат көлемінің ішіндегі әрекеттесумен салыстырғанда басқаша).

Бұл, мысалы, сұйықтықтың шекарасында немесе қаттыолардың буымен. Немесе шекаралық қабатта заттың молекулалары басқаның молекулаларымен әрекеттеседі химиялық табиғаты, мысалы, екі өзара нашар еритін сұйықтықтардың шекарасында.

Нәтижесінде фазалардың негізгі бөлігінің ішіндегі және фаза шекарасындағы өзара әрекеттесу сипатында айырмашылықтар пайда болады. күш өрістеріосы теңсіздікпен байланысты. (Бұл туралы толығырақ сұйықтықтың беттік керілу бөлімінде.)

Фазалардың әрқайсысында әрекет ететін молекулааралық күштердің қарқындылығының айырмашылығы неғұрлым көп болса, соғұрлым фазааралық беттің потенциалдық энергиясы соғұрлым көп болады, оны қысқаша деп атайды. беттік энергия.

Беттік керілу
Беттік энергияны бағалау үшін меншікті бос бет энергиясы сияқты шама пайдаланылады. Бұл жаңа фазалық интерфейстің бірлік ауданын құруға жұмсалған жұмысқа тең (тұрақты температураны ескере отырып).
Екі конденсацияланған фазаның шекарасы болған жағдайда бұл шама деп аталады шекаралық кернеу.
Сұйықтың буларымен шекарасы туралы айтқанда, бұл шама деп аталады беттік керілу.

Коллоидтардың коагуляциясы

Барлық өздігінен жүретін процестер жүйенің энергиясының төмендеуі (изобарлық потенциал) бағытында жүреді.

Сол сияқты, бос беттік энергияның төмендеуі бағытында фазалық интерфейсте процестер өздігінен жүреді.

Фазааралық бет неғұрлым кіші болса, соғұрлым бос энергия аз болады.

Ал фазалық интерфейс өз кезегінде еріген заттың дисперсия дәрежесіне байланысты. дисперсия неғұрлым жоғары болса ( кішірек бөлшектердисперсті фаза), фазалар арасындағы интерфейс үлкенірек.

Осылайша, дисперсті жүйелерде әрқашан жалпы фазааралық беттің төмендеуіне әкелетін күштер болады, яғни. бөлшектердің ұлғаюына. Сондықтан тұмандағы, жаңбыр бұлтындағы және эмульсиядағы ұсақ тамшылардың бірігуі – жоғары дисперсті бөлшектердің ірі түзілімдерге бірігуі орын алады.

Мұның бәрі дисперсті жүйелердің бұзылуына әкеледі: тұман және жаңбыр бұлттары жаңбыр, эмульсиялар бөлінеді, коллоидты ерітінділер коагуляцияланады, т.б. дисперсті фазаның тұнбасына (коагуляцияға) және дисперсиялық ортаға бөлінеді немесе дисперсті фазаның ұзартылған бөлшектері жағдайында гельге айналады.

Фрагменттелген жүйелердің өзіне тән дисперсия дәрежесін сақтау қабілеті деп аталады агрегаттық тұрақтылық.

Дисперсті жүйелерге арналған тұрақтандырғыштар

Бұрын айтылғандай, дисперсті жүйелер негізінен термодинамикалық тұрақсыз. Дисперсия неғұрлым жоғары болса, соғұрлым бос беттік энергия соғұрлым көп болса, дисперсияны өздігінен азайту үрдісі соғұрлым жоғары болады.

Сондықтан тұрақты алу үшін, яғни. ұзаққа созылатын суспензиялар, эмульсиялар, коллоидтық ерітінділер үшін қажетті дисперсияға қол жеткізу ғана емес, сонымен қатар оны тұрақтандыру үшін жағдай жасау қажет.

Осыған байланысты тұрақты дисперстік жүйелер кем дегенде үш компоненттен тұрады: дисперстік фаза, дисперстік орта және үшінші компонент - дисперстік жүйе тұрақтандырғышы.

Тұрақтандырғыш табиғатта иондық немесе молекулалық, көбінесе жоғары молекулалы болуы мүмкін.

Лиофобты коллоидтардың зольдерінің иондық тұрақтануы дисперсті фаза мен дисперстік орта арасында иондық шекаралық қабаттарды құра отырып, электролиттердің төмен концентрациясының болуымен байланысты.

Дисперсті жүйелерді тұрақтандыру үшін қосылатын жоғары молекулалы қосылыстар (белоктар, полипептидтер, поливинил спирті және т.б.) қорғаныс коллоидтары деп аталады.

Фазалық интерфейсте адсорбцияланған олар беткі қабатта торлы және гель тәрізді құрылымдар түзіп, дисперсті фаза бөлшектерінің бірігуін болдырмайтын құрылымдық-механикалық тосқауыл жасайды.

Құрылымдық-механикалық тұрақтандыру суспензияларды, пасталарды, көбіктерді және концентрлі эмульсияларды тұрақтандыру үшін өте маңызды.

Дисперстік орта Дисперстік фаза Кейбір табиғи және тұрмыстық дисперстік жүйелердің мысалдары Газ Сұйықтық Тұман, мұнай тамшылары бар ілеспе газ, автомобиль қозғалтқыштарындағы карбюратор қоспасы (ауадағы бензин тамшылары), аэрозольдар Қатты заттар Ауадағы шаң, түтін, түтін, тұман (шаң) және құмды дауылдар) , қатты аэрозольдер

Дисперстік орта Дисперстік фаза Кейбір табиғи және тұрмыстық дисперстік жүйелердің мысалдары Сұйық газ Көпіршікті сусындар, көбіктер Сұйық эмульсиялар. Ағзаның сұйық орталары (қан плазмасы, лимфа, асқорыту сөлдері), жасушалардың сұйық құрамы (цитоплазма, кариоплазма) Қатты заттар Создар, гельдер, пасталар (желе, желе, желімдер). Суда ілінген өзен және теңіз тұнбалары; минометтер

Дисперстік орта Дисперстік фаза Кейбір табиғи және тұрмыстық дисперстік жүйелердің мысалдары Қатты зат Газ Ауа көпіршіктері бар қар қыртысы, топырақ, тоқыма маталар, кірпіш және керамика, пенопласт, газдалған шоколад, ұнтақтар Сұйық ылғалды топырақ, медициналық және косметикалық өнімдер (жақпа, тушь, ерін далабы және т.б.) Қатты зат Тау жыныстары, түрлі-түсті стақандар, кейбір қорытпалар

Дисперстік жүйелер бөлінеді: Бөлшектерінің өлшемдері 100 нм-ден асатын ірі дисперсті (суспензиялар); Бөлшек өлшемдері 100-ден 1 нм-ге дейінгі ұсақ дисперсті (коллоидты ерітінділер немесе коллоидты жүйелер). Егер зат мөлшері 1 нм-ден аз молекулаларға немесе иондарға бөлшектенсе, біртекті жүйе – ерітінді түзіледі.

Сольс Бұл тірі жасушаның сұйықтықтарының көпшілігі (цитоплазма, ядро ​​шырыны - кариоплазма, органеллалар мен вакуольдердің құрамы) және тұтастай тірі организм (қан, лимфа, ұлпа сұйықтығы, ас қорыту шырындары, гуморальды сұйықтықтар және т.б.). Мұндай жүйелер желімдерді, крахмалды, ақуыздарды және кейбір полимерлерді құрайды.

Коагуляция – коллоидты бөлшектердің бір-біріне жабысып, тұнбаға түсу құбылысы – коллоидты ерітіндіге электролит қосқанда осы бөлшектердің зарядтары бейтараптанғанда байқалады. Бұл жағдайда ерітінді суспензияға немесе гельге айналады. Кейбір органикалық коллоидтар қыздырғанда (желім, жұмыртқаның ақтығы) немесе ерітіндінің қышқылдық-негіздік ортасы өзгергенде коагуляцияланады.

Гельдер немесе желе - зольдердің коагуляциясы кезінде түзілетін желатинді шөгінділер. Оларға жатады көп саныполимерлі гельдер, кондитерлік өнімдер, косметикалық және медициналық гельдер бізге жақсы белгілі (желатин, желе, желе, мармелад, құс сүті) және әрине табиғи гельдердің шексіз алуан түрі: минералдар (опал), медузаның денелері, шеміршек, сіңірлер, шаш, бұлшықет және жүйке тіндері және т.б. Жердегі тіршіліктің даму тарихын бір мезгілде материяның коллоидтық күйінің тарихы деп санауға болады. Уақыт өте келе гельдердің құрылымы бұзылып, олардан су босатылады. Бұл құбылыс синерезис деп аталады.

.

§ 14. ДИСПЕРСТЫҚ ЖҮЙЕЛЕР

Таза заттар табиғатта өте кең таралғансирек. Әртүрлі агрегаттардағы әртүрлі заттардың қоспаларыкүйлер гетерогенді және гомо құра аладыгендік жүйелер – дисперсті жүйелер және ерітінділер.

Таратылған гетерогенді деп аталады жүйелер , онда бір зат өте ұсақ бөлшектер түрінде боладыстис басқасының көлеміне біркелкі бөлінеді.

Бұл зат (немесе бірнеше заттар).дисперсті жүйеде аз мөлшерде боладысапасы мен көлемі бойынша бөлінуі деп аталадытаратужаңа кезең . Көбірек мөлшерде ұсынукөлемінде дисперсті таралатын затбұл кезең деп аталады дисперсиялық орта . Арасындадисперстік орта және дисперстік фазалық бөлшектеринтерфейсі бар, сондықтан дисперсті жүйелер деп аталады гетерогенді, яғни. гетерогенді.
Дисперсиялық орта да, дисперстік фаза да әртүрлі агрегаттық күйдегі заттардан тұруы мүмкін. Дисперсиялық орта мен дисперстік фаза күйлерінің қосындысына байланысты мұндай жүйелердің сегіз түрін ажыратуға болады (2-кесте).
кесте 2

Дисперсті жүйелердің классификациясы
физикалық күйі бойынша

Дисперсиялық- жақсы орта	Тарту күрделі кезең	Кейбір мысалдар табиғи және тұрмыстық дисперсті жүйелер
Газ	Сұйықтық	Тұман, ілеспе газ май тамшыларымен, карбюратор қоспасы автомобиль қозғалтқыштарында билей (бен- тамшылары ауадағы цин)
	Қатты зат	Ауадағы шаң түтін, түтін, түтін (шаңды және құмды дауылдар)
Сұйықтық	Газ	Газдалған сусындар, көпіршікті ванна
	Сұйықтық	Органикалық сұйық орта низм (қан плазмасы, лимфа, ас қорыту дене шырындары), сұйықтық жасуша мазмұны (цитоплазма, карио- плазма)
	Қатты зат	Желе, желе, желімдер, суда ілінді өзен немесе теңіз лай, құрылыс туындылар
Қатты зат	Газ	Пу- бар қар қыртысы ішіндегі ауа көпіршіктері микроб, топырақ, тоқыма маталар, кірпіш және керамика, пенопласт, кеуекті шоколад, ұнтақтар
	Сұйықтық	Ылғал топырақ, мыс Цин және косметика жергілікті емдеу құралдары (майлар, тушь, ерін далабы және т.б.)
	Қатты зат	Тастар, түсі - жаңа көзілдірік, кейбіреулері қорытпалар

Дисперстік фазаны құрайтын зат бөлшектерінің өлшеміне қарай дисперсті жүйелер бөлшектердің өлшемдері 100 нм-ден асатын ірі және 1-ден 100 нм-ге дейінгі ұсақ дисперсті жүйелерге бөлінеді. Егер зат мөлшері 1 нм-ден аз молекулаларға немесе иондарға бөлшектенсе, біртекті жүйе – ерітінді түзіледі. Ерітінді біртекті, бөлшектер мен орта арасында интерфейс жоқ, сондықтан ол дисперстік жүйелерге жатпайды.

Дисперсті жүйелермен және шешімдермен танысу олардың күнделікті өмірде және табиғатта қаншалықты маңызды екенін көрсетеді. Өзіңіз бағалаңыз: Ніл балшықсыз ұлы өркениет орын алмас еді Ежелгі Египет(Cурет 15); сусыз, ауасыз, тастарсыз, пайдалы қазбаларсыз тірі планета – біздің ортақ үйіміз – Жер мүлдем болмас еді; жасушаларсыз тірі ағзалар болмас еді.

Күріш. 15. Ніл тасқыны және өркениет тарихы
Фазалық бөлшектердің мөлшеріне байланысты дисперстік жүйелер мен ерітінділердің жіктелуі 1-сызбада келтірілген.
Схема 1
Дисперсті жүйелер мен ерітінділердің классификациясы

Дөрекі дисперсті жүйелер. Ірі дисперстік жүйелер үш топқа бөлінеді: эмульсиялар, суспензиялар және аэрозольдар.

Эмульсиялар– бұл сұйық дисперстік ортасы және сұйық дисперсті фазасы бар дисперсті жүйелер.

Оларды да екі топқа бөлуге болады:
1) тікелей – полярлы ортадағы полярсыз сұйықтықтың тамшылары (судағы май);
2) кері (майдағы су).
Эмульсиялар құрамының өзгеруі немесе сыртқы әсерлер тікелей эмульсияның кері эмульсияға айналуына және керісінше болуы мүмкін. Ең танымал табиғи эмульсиялардың мысалдары сүт (тікелей эмульсия) және май (кері эмульсия). Типтік биологиялық эмульсия лимфадағы май тамшылары болып табылады.
ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ТӘЖІРИБЕ Толық сүтті табаққа құйыңыз. Бетіне тамақ бояуының бірнеше түрлі-түсті тамшысын салыңыз. Мақта тампонын жуғыш затқа малып, оны пластинаның ортасына тигізіңіз. Сүт қозғала бастайды және түстер араласа бастайды. Неліктен?
Адам тәжірибесінде белгілі эмульсиялардың арасында кескіш сұйықтықтар, битумды материалдар, пестицидтер, дәрі-дәрмектер мен косметика, тамақ өнімдері бар. Мысалы, медициналық тәжірибеде май эмульсиялары ішілік инфузия арқылы аш немесе әлсіреген денені энергиямен қамтамасыз ету үшін кеңінен қолданылады. Мұндай эмульсияларды алу үшін зәйтүн, мақта және соя майлары қолданылады.
Химиялық технологияда эмульсиялық полимерлеу каучук, полистирол, поливинилацетат және т.б. алудың негізгі әдісі ретінде кеңінен қолданылады.
Суспензиялар– бұл қатты дисперсті фазасы және сұйық дисперсиялық ортасы бар ірі жүйелер.
Әдетте, суспензияның дисперстік фазасының бөлшектері соншалықты үлкен, олар ауырлық күшінің әсерінен шөгеді - шөгінді. Дисперсті фаза мен дисперсиялық ортаның тығыздығының шамалы айырмашылығына байланысты шөгу өте баяу жүретін жүйелерді де суспензиялар деп атайды. Іс жүзінде маңызды құрылыс суспензиялары
Саңылаулар әктеу («әк сүті»), эмаль бояулары, әртүрлі құрылыс суспензиялары, мысалы, «цемент ерітіндісі» деп аталады. Суспензияларға сонымен қатар дәрі-дәрмектер кіреді, мысалы, сұйық майлар - линименттер.
Ерекше топ ірі дисперсті жүйелерден тұрады, оларда дисперстік фазаның концентрациясы оның суспензиялардағы төмен концентрациясымен салыстырғанда салыстырмалы түрде жоғары. Мұндай дисперсті жүйелер пасталар деп аталады. Мысалы, сізге күнделікті өмірден жақсы таныс тіс, косметика, гигиена т.б.
Аэрозольдер– бұл дисперсиялық орта ауа болып табылатын ірі дисперсті жүйелер, ал дисперсті фаза сұйық тамшылар (бұлттар, кемпірқосақ, шаш спрейі немесе банкадан бөлінген дезодорант) немесе қатты заттың бөлшектері (шаң бұлты, торнадо) болуы мүмкін (Cурет 2). 16).

Күріш. 16. Қатты денелері бар ірі жүйелердің мысалдары

Дисперстік фаза: а – суспензия – ерітінді;
б – аэрозоль – шаңды дауыл
Коллоидтық жүйелер. Коллоидты жүйелер дөрекі жүйелер мен шынайы ерітінділер арасында аралық орынды алады. Олар табиғатта кең таралған. Топырақ, саз, табиғи сулар, көптеген пайдалы қазбалар, соның ішінде кейбір асыл тастар, барлығы коллоидты жүйелер.
Коллоидтық жүйелердің биология мен медицина үшін маңызы зор. Кез келген тірі ағзаның құрамына қоршаған ортамен күрделі байланыста болатын қатты, сұйық және газ тәрізді заттар жатады. Химиялық тұрғыдан алғанда организм тұтастай алғанда көптеген коллоидтық жүйелердің күрделі жиынтығы болып табылады.
Биологиялық сұйықтықтар (қан, плазма, лимфа, цереброспинальды сұйықтық және т.б.) белоктар, холестерин, гликоген және басқалары сияқты органикалық қосылыстар коллоидты күйде болатын коллоидты жүйелер. Неліктен табиғат оған мұндай артықшылық береді? Бұл ерекшелік, ең алдымен, коллоидтық күйдегі заттың фазалар арасында үлкен интерфейске ие болуымен байланысты, бұл метаболикалық реакциялардың жақсы өтуіне ықпал етеді.
ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ТӘЖІРИБЕ: Пластикалық стақанға бір ас қасық крахмал құйыңыз. Біртіндеп жылы суды қосып, қоспаны қасықпен мұқият сүртіңіз. Суды шамадан тыс толтыруға болмайды, қоспасы қалың болуы керек. Алынған коллоидты ерітіндінің бір ас қасық алақанына құйып, оны екінші қолдың саусағымен ұстаңыз. Қоспа қатаяды. Саусақты алып тастасаңыз, қоспасы қайтадан сұйық болады.
Қысымдағы коллоидтар өз күйін өзгерте алады. Дайындалған коллоидқа саусақпен қысым жасау нәтижесінде крахмал бөлшектері бір-бірімен қосылып, қоспа қатты болады. Қысым босатылған кезде қоспа бастапқы сұйық күйіне оралады.

Коллоидтық жүйелер болып бөлінеді солс (коллоидты шешімдер) және гельдер (желе).
Жасушаның көптеген биологиялық сұйықтықтары (жоғарыда айтылған цитоплазма, ядролық шырын - кариоплазма, вакуольдердің мазмұны) және тұтастай тірі организм коллоидты ерітінділер (золдар).
Сольдер коагуляция құбылысымен сипатталады, яғни. коллоидты бөлшектердің адгезиясы және олардың тұнбаға түсуі. Бұл жағдайда коллоидты ерітінді суспензияға немесе гельге айналады. Кейбір органикалық коллоидтар қызған кезде (жұмыртқа ағы, желімдер) немесе қышқыл-негіз ортасы өзгергенде (ас қорыту шырындары) коагуляцияланады.
Гельдердисперсті фаза бөлшектері кеңістіктік құрылымды құрайтын коллоидтық жүйелер.
Гельдер - күнделікті өмірде кездесетін дисперсті жүйелер (2-сызба).
Схема 2
Гельдердің классификациясы

Уақыт өте келе гельдердің құрылымы бұзылып, олардан сұйықтық бөлінеді. Синерез пайда болады - сұйықтықтың бөлінуімен бірге гель көлемінің өздігінен төмендеуі. Syneresis тағамдық, медициналық және косметикалық гельдердің сақтау мерзімін анықтайды. Ірімшік пен сүзбе жасағанда биологиялық синерездің маңызы өте зор. Жылы қанды жануарларда қанның ұюы деп аталатын процесс жүреді: белгілі бір факторлардың әсерінен қанның еритін фибриноген белогы фибринге айналады, оның ұюы синерез процесі кезінде жараны қалыңдатады және бітеп тастайды. Егер қанның ұюы қиын болса, онда адам гемофилиямен ауыруы мүмкін. Сіздің биология курсыңыздан белгілі болғандай, әйелдер гемофилия генінің тасымалдаушысы, ал ерлер оны алады. Белгілі тарихи әулеттік мысал: 300 жылдан астам билік құрған орыс Романовтар әулеті осы дерттен зардап шекті.
Авторы сыртқы түрішынайы және коллоидты ерітінділерді бір-бірінен ажырату қиын. Ол үшін олар Тиндаль эффектісін қолданады – коллоидты ерітінді арқылы жарық шоғы өткенде «жарық жолының» конусының пайда болуы (17-сурет). Зольдің дисперстік фазасының бөлшектері өз бетімен жарықты шағылыстырады, ал шынайы ерітіндінің бөлшектері бұлай емес. Ұқсас әсерді байқауға болады, бірақ тек сұйық коллоид емес, аэрозоль үшін, кинотеатрда кинокамераның жарық шоғы аудиторияның шаңды ауасынан өткенде.

Күріш. 17. Тиндалл эффектісі көзбен ажыратуға мүмкіндік береді
шынайы ерітінді (оң шыныда) коллоидты
(сол жақтағы шыныда)

? 1. Дисперсті жүйелер дегеніміз не? Дисперсиялық орта? Дисперсті фаза?
2. Дисперсті жүйелер орта мен фазаның агрегаттық күйіне қарай қалай жіктеледі? Мысалдар келтіріңіз.
3. Неліктен ауа, табиғи газ және шынайы ерітінділер дисперсті жүйелерге жатпайды?
4. Дөрекі жүйелер қалай бөлінеді? Әр топтың өкілдерін атап, маңызын көрсетіңіз.
5. Ұсақ дисперсті жүйелер қалай бөлінеді? Әр топтың өкілдерін атап, маңызын көрсетіңіз.
6. Гельдерді қандай топшаларға бөлуге болады? Косметикалық, медициналық және тағамдық гельдердің жарамдылық мерзімі қалай анықталады?
7. Коагуляция дегеніміз не? Оған не себеп болуы мүмкін?
8. Синерез дегеніміз не? Оған не себеп болуы мүмкін?
9. Неліктен табиғат эволюцияның тасымалдаушысы ретінде коллоидтық жүйелерді таңдады?
10. Интернет ресурстарын пайдалана отырып, «Адам өміріндегі коллоидтық жүйелердің эстетикалық, биологиялық және мәдени рөлі» тақырыбына хабарлама дайындаңыз.
11. М.Цветаеваның шағын өлеңінде қандай дисперстік жүйелер талқыланады?
Інжу тастаңыз - көз жасы қалады,
Алтынды алып тастаңыз - жапырақтар қалады
Күзгі үйеңкі, күлгінді алып таста -
Қан қалады.