Dağınık sistemler (11. sınıf). Dağınık sistemlerin sınıflandırılması Gazla dağılan sistem

Hem dispersiyon ortamı hem de dispersiyon fazı, farklı toplanma durumlarındaki maddelerden oluşabilir. Dispersiyon ortamının ve dağılmış fazın durumlarının kombinasyonuna bağlı olarak, bu tür sistemlerin sekiz türü ayırt edilebilir

Dağınık sistemlerin toplanma durumuna göre sınıflandırılması

Dağıtıcı ortam	Dağınık faz	Bazı doğal ve ev tipi dispersiyon sistemlerine örnekler
	Sıvı	Sis, yağ damlacıklarıyla ilgili gaz, araba motorlarındaki karbüratör karışımı (havadaki benzin damlacıkları)
Sağlam	Havadaki toz, duman, sis, simoomlar (toz ve kum fırtınaları)
Sıvı		Gazlı içecekler, köpük banyosu
Sıvı	Vücudun sıvı ortamı (kan plazması, lenf, sindirim suları), hücrelerin sıvı içeriği (sitoplazma, karyoplazma)
Sağlam	Kisseller, jöleler, yapıştırıcılar, suda asılı kalan nehir veya deniz çamuru, harçlar
Sağlam		İçinde hava kabarcıkları bulunan kar kabuğu, toprak, tekstil kumaşları, tuğla ve seramikler, köpük kauçuk, gazlı çikolata, tozlar
Sıvı	Nemli toprak, tıbbi ve kozmetik ürünler (merhem, rimel, ruj vb.)
Sağlam	Kayalar, renkli camlar, bazı alaşımlar

Ayrıca, bir sınıflandırma özelliği olarak, böyle bir kavramı dağınık bir sistemin parçacıklarının boyutu olarak ayırt edebiliriz:

- İri dağılmış (> 10 mikron): toz şeker, toprak, sis, yağmur damlaları, volkanik kül, magma vb.
- Orta-ince (0,1-10 mikron): insan kanı eritrositleri, E. coli vb.

dağılmış emülsiyon süspansiyon jeli

- Yüksek oranda dağılmış (1-100 nm): grip virüsü, duman, doğal sulardaki bulanıklık, çeşitli maddelerin yapay olarak elde edilen solleri, doğal polimerlerin sulu çözeltileri (albümin, jelatin vb.), vb.
- Nano boyutlu (1-10 nm): glikojen molekülü, kömürün ince gözenekleri, moleküllerin varlığında elde edilen metal solleri organik madde, parçacıkların, karbon nanotüplerin, demirden, nikelden vb. yapılmış manyetik nanotellerin büyümesini sınırlandırır.

İri dağılmış sistemler: emülsiyonlar, süspansiyonlar, aerosoller

Dağınık fazı oluşturan maddenin parçacıklarının boyutuna bağlı olarak, dağılmış sistemler, parçacık boyutları 100 nm'den büyük olan kaba ve 1 ila 100 nm arası parçacık boyutlarına sahip ince dağılmış sistemlere ayrılır. Maddenin boyutu 1 nm'den küçük moleküllere veya iyonlara parçalanması durumunda homojen bir sistem oluşur - bir çözüm. Çözelti homojendir, parçacıklar ile ortam arasında arayüz yoktur ve bu nedenle dağınık sistemlere ait değildir. Kabaca dağılmış sistemler üç gruba ayrılır: emülsiyonlar, süspansiyonlar ve aerosoller.

Emülsiyonlar, bir sıvı dağılım ortamına ve bir sıvı dağılmış faza sahip dağılmış sistemlerdir.

Ayrıca iki gruba ayrılabilirler: 1) doğrudan - kutupsal bir ortamda kutupsal olmayan bir sıvının damlaları (sudaki yağ); 2) ters (yağda su). Emülsiyonların bileşimindeki değişiklikler veya dış etkiler, doğrudan emülsiyonun ters emülsiyona dönüşmesine veya bunun tersinin gerçekleşmesine yol açabilir. En iyi bilinen doğal emülsiyonların örnekleri süt (direkt emülsiyon) ve yağdır (ters emülsiyon). Tipik bir biyolojik emülsiyon, lenfteki yağ damlacıklarıdır.

Ünlülerden pratik aktiviteler insan emülsiyonları kesme sıvıları, bitümlü malzemeler, pestisitler, ilaçlar ve kozmetikler olarak adlandırılabilir. Gıda Ürünleri. Örneğin, tıbbi uygulamada, yağ emülsiyonları, açlıktan ölmek üzere olan veya zayıflamış bir vücuda intravenöz infüzyon yoluyla enerji sağlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür emülsiyonların elde edilmesi için zeytin, pamuk tohumu ve soya fasulyesi yağları kullanılır. Kimyasal teknolojide emülsiyon polimerizasyonu, kauçuk, polistiren, polivinil asetat vb. üretiminde ana yöntem olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Süspansiyonlar, katı dağılmış faza ve sıvı dağılım ortamına sahip kaba sistemlerdir.

Tipik olarak, bir süspansiyonun dağılmış fazının parçacıkları o kadar büyüktür ki yerçekiminin - tortunun etkisi altında çökerler. Dağınık faz ile dağılım ortamı arasındaki küçük yoğunluk farkından dolayı sedimantasyonun çok yavaş gerçekleştiği sistemlere de süspansiyon adı verilir. Pratik olarak önemli inşaat süspansiyonları badana (“kireç sütü”), emaye boyalar ve çeşitli inşaat süspansiyonlarıdır, örneğin “çimento harcı” olarak adlandırılanlar. Süspansiyonlar ayrıca sıvı merhemler - merhemler gibi ilaçları da içerir. Özel bir grup, dağınık fazın konsantrasyonunun, süspansiyonlardaki düşük konsantrasyonuna kıyasla nispeten yüksek olduğu, kabaca dağılmış sistemlerden oluşur. Bu tür dağınık sistemlere macun adı verilir. Örneğin, sizin tarafınızdan iyi bilinen Gündelik Yaşam Diş, kozmetik, hijyen vb.

Aerosoller, dağılım ortamının hava olduğu ve dağılan fazın sıvı damlacıklar (bulutlar, gökkuşağı, saç spreyi veya bir kutudan salınan deodorant) veya parçacıklar olabildiği kaba sistemlerdir. sağlam(toz bulutu, kasırga)

Kolloidal sistemler - içlerinde kolloidal parçacıkların boyutları 100 nm'ye kadar ulaşır. Bu tür parçacıklar kağıt filtrelerin gözeneklerine kolayca nüfuz eder, ancak gözeneklerden geçmezler. biyolojik membranlar bitkiler ve hayvanlar. Kolloidal parçacıklar (miseller) elektrik yüküne sahip oldukları ve iyonik kabukları çözdükleri için askıda kaldıkları için uzun süre çökelmeyebilirler. Kolloidal sistemin çarpıcı bir örneği jelatin, albümin, arap zamkı çözeltileri ve altın ve gümüşün kolloidal çözeltileridir.

Kolloidal sistemler kaba sistemler ile gerçek çözümler arasında bir ara pozisyonda bulunur. Doğada yaygın olarak bulunurlar. Toprak, kil, doğal sular, bazı değerli taşlar da dahil olmak üzere birçok mineral koloidal sistemlerdir.

İki grup kolloidal çözelti vardır: sıvı (kolloidal çözeltiler - sollar) ve jel benzeri (jöle - jeller).

Hücrenin çoğu biyolojik sıvısı (daha önce bahsedilen sitoplazma, nükleer meyve suyu - karyoplazma, vakuollerin içeriği) ve bir bütün olarak canlı organizma kolloidal çözeltilerdir (soller). Canlı organizmalarda meydana gelen tüm hayati süreçler, maddenin kolloidal durumuyla ilişkilidir. Her canlı hücrede biyopolimerler vardır ( nükleik asitler, proteinler, glikozaminoglikanlar, glikojen) dağınık sistemler halindedir.

Jeller, dağılmış fazın parçacıklarının uzaysal bir yapı oluşturduğu koloidal sistemlerdir.

Jeller şunlar olabilir: yiyecek - marmelat, marshmallow, jöleli et, jöle; biyolojik - kıkırdak, tendonlar, saç, kas ve sinir dokusu, denizanası gövdeleri; kozmetikler - duş jelleri, kremler; tıbbi - ilaçlar, merhemler; mineral - inciler, opal, akik, kalsedon.

Büyük önem Biyoloji ve tıp için kolloidal sistemlere sahiptir. Her canlı organizmada katı, sıvı ve gaz halindeki maddeler ile karmaşık bir ilişki içinde olan çevre. Kimyasal açıdan bakıldığında vücut bir bütün olarak birçok kolloidal sistemin karmaşık bir koleksiyonudur.

Biyolojik sıvılar (kan, plazma, lenf, beyin omurilik sıvısı vb.) kolloidal sistemlerdir. organik bileşikler proteinler, kolesterol, glikojen ve diğerleri gibi kolloidal durumdadır. Doğa neden onu bu kadar tercih ediyor? Bu özellik öncelikle kolloidal durumdaki bir maddenin fazlar arasında geniş bir arayüze sahip olmasından kaynaklanmaktadır ve bu da daha iyi metabolik reaksiyonlara katkıda bulunmaktadır.

Doğal ve yapay dispers sistemlere örnekler. Doğal karışımlar olarak mineraller ve kayalar

Bizi çevreleyen tüm doğa - hayvan ve bitki organizmaları, hidrosfer ve atmosfer, yerkabuğu ve alt toprak, çok çeşitli ve farklı türdeki kaba ve koloidal sistemlerin karmaşık bir koleksiyonudur. Gezegenimizin bulutları, bizi çevreleyen tüm doğayla aynı canlı varlıklardır. Bilgi kanalları oldukları için Dünya için büyük önem taşıyorlar. Sonuçta bulutlar suyun kılcal maddesinden oluşur ve bildiğiniz gibi su çok iyi bir bilgi depolama aracıdır. Doğadaki su döngüsü, gezegenin durumu ve insanların ruh hali hakkındaki bilgilerin atmosferde birikmesine ve bulutlarla birlikte Dünya'nın tüm alanı boyunca hareket etmesine yol açar. Doğanın muhteşem bir yaratımı - insanlara neşe, estetik zevk ve sadece bazen gökyüzüne bakma arzusu veren bulutlar.

Sis ayrıca, su buharının küçük yoğunlaşma ürünleri oluştuğunda (? 10°'nin üzerindeki bir hava sıcaklığında - küçük su damlacıkları,? 10..?'da) havadaki su birikimi olan doğal bir dağılım sisteminin bir örneği olabilir. 15° - sıcaklığın altındaki sıcaklıkta su damlacıkları ve buz kristalleri karışımı 15° - buz kristalleri parlıyor Güneş ışınları veya ayın ve fenerlerin ışığında). Sis sırasında bağıl hava nemi genellikle %100'e yakındır (en azından %85-90'ı aşar). Ancak şiddetli donlarda (?30° ve altı) nüfuslu alanlar, Açık tren istasyonları ve havaalanlarında, yakıtın yanması sırasında (motorlarda, sobalarda vb.) oluşan ve egzoz boruları yoluyla atmosfere salınan su buharının yoğunlaşması nedeniyle herhangi bir bağıl hava neminde (% 50'den az bile olsa) sisler gözlemlenebilir. ve bacalar.

Sislerin sürekli süresi, özellikle soğuk mevsimde genellikle birkaç saatten (bazen yarım saatten bir saate kadar) birkaç güne kadar değişir.

Sisler engel oluyor normal operasyon her türlü ulaşım (özellikle havacılık), dolayısıyla sis tahmini büyük ekonomik öneme sahiptir.

Karmaşık bir dispers sistemin bir örneği, ana bileşenleri (su hariç) yağ, kazein ve süt şekeri olan süttür. Yağ emülsiyon halindedir ve süt durduğunda yavaş yavaş yukarıya doğru (krema) yükselir. Kazein kolloidal bir çözelti formunda bulunur ve kendiliğinden salınmaz, ancak süt örneğin sirke ile asitleştirildiğinde kolaylıkla çökelebilir (süzme peynir şeklinde). Doğal koşullar altında süt ekşidiğinde kazein açığa çıkar. Son olarak süt şekeri moleküler bir çözelti halindedir ve yalnızca su buharlaştığında açığa çıkar.

Birçok gaz, sıvı ve katı madde suda çözünür. Şeker ve sofra tuzu suda kolaylıkla çözünür; karbondioksit, amonyak ve diğer birçok madde suyla çarpıştığında çözeltiye geçerek önceki topaklanma durumlarını kaybeder. Bir çözünen, bir çözeltiden belirli bir şekilde izole edilebilir. Bir sofra tuzu çözeltisini buharlaştırırsanız, tuz katı kristaller halinde kalır.

Maddeler suda (veya başka bir çözücüde) çözündüğünde tekdüze (homojen) bir sistem oluşur. Bu nedenle çözüm, iki veya daha fazla bileşenden oluşan homojen bir sistemdir. Çözeltiler sıvı, katı ve gaz halinde olabilir. Sıvı çözeltiler örneğin su içinde şeker veya sofra tuzu çözeltisi, su içinde alkol ve benzerlerini içerir. Bir metalin diğerindeki katı çözeltileri alaşımları içerir: pirinç, bir bakır ve çinko alaşımıdır, bronz, bir bakır ve kalay alaşımıdır ve benzerleri. Gaz halindeki bir madde hava veya herhangi bir gaz karışımıdır.

Biliyorsunuz maddeler su ile karıştığında homojen sistemler oluştururlar ( karakteristik özellikçözeltiler) ve heterojen karışımlar. Neden suyla bazı maddelerin homojen bir sistem oluşturduğunu, bazılarının ise heterojen bir sistem oluşturduğunu hiç düşündünüz mü? Bu soruyu cevaplamak için maddelerin suda çözünmesi sırasında neler olduğunu bulmanız gerekir.

Çözündüğünde maddeler ezilir, bu nedenle süspansiyonlar ve emülsiyonların yanı sıra gerçek çözeltiler de dağılmış sistemlere aittir (dağılım, öğütme anlamına gelir). Birçok dispers sistem vardır. Hangi parçacıkların (katı, sıvı, gaz) ve ortamda (sıvı, gaz) dağıldıklarına bağlı olarak birbirlerinden farklılık gösterirler. Örneğin, dağılmış sistemlerden biri olan duman, gazların ve çok ezilmiş katı madde parçacıklarının bir karışımından oluşur. Sis, ortamın hava olabileceği ve dağılmış parçacıkların küçük sıvı damlaları olabileceği dağınık bir sistemdir. Köpükler, ortamın sıvı, dağılan maddenin ise gaz olduğu dağılmış sistemlerdir. Böyle bir sistem, farklı toplanma durumlarındaki çeşitli maddelerin karışımları ile oluşturulabilir.

Dağınık sistemlere örnekler: a - duman, b - sis, c - köpük

Çok küçük parçacıklar halindeki bir maddenin başka bir madde içinde dağıldığı sisteme dağınık sistem denir.

Doğada en yaygın dağılmış sistemler, dağılmış ortamın sıvı, dağılmış fazın ise katı olduğu sistemlerdir. Katının parçacık boyutuna bağlı olarak, dağınık sistemler kaba (1 mikrondan büyük parçacık boyutlarına sahip süspansiyonlar ve heterojen karışımlar) ve ince (kolloidal) sistemlere ayrılır. Bir sistemde dağılan maddenin parçacıkları molekül ya da iyon boyutundaysa homojen bir sistem, yani çözüm ortaya çıkar.

Dağınık sistemler Gaz, sıvı ve katı vardır. Dağınık maddenin ve ortamın toplam durumları ve parçacık boyutları, dağılmış sistemlerin özelliklerini belirler. Parçacıklar moleküllerden önemli ölçüde daha büyük boyutlarda dağılmışsa, dağılmış sistem bir dereceye kadar kararsızdır. Heterojen hale gelir: Dağıtılan madde, özgül ağırlığına bağlı olarak yüzeye yükselir veya çöker. Parçacıkların çökelme süreci, sistem ne kadar hızlı dağılırsa o kadar kaba bir şekilde dağılır.

Büyük parçacıklar (100 mikrondan fazla) içeren dağılmış sistemlere süspansiyonlar (bulanık karışımlar) adı verilir.

Örneğin bir yağmur fırtınasından sonra nehirdeki su, bozulan silt parçacıkları yoluyla girdaplanır. Katı parçacıkların çökelmesi sonucunda su kademeli olarak arıtılır.

Asılı parçacıkların çoğu mikroskop altında gözlemlenebilir. Dağılmış maddenin agrega durumuna bağlı olarak bu tür sistemler süspansiyonlara ve emülsiyonlara ayrılır. Katıların dağıldığı sıvıları temsil eden dağılmış sistemlere süspansiyon denir (örneğin su ve kil karışımı). Başka bir sıvının damlacıkları bir sıvı içinde dağılmışsa bu tür sistemlere emülsiyon denir. Örneğin gazyağı, benzin, yağın suyla çalkalanmasıyla emülsiyonlar oluşturulur.

Süspansiyon ve emülsiyon

a) süt (emülsiyon); b) su ve kahve içeceği karışımı (süspansiyon)

Süt gibi karmaşık dispers sistemler de vardır. Suda çözünebilen süt şekeri ve içerisinde dağılmış halde çözünebilen kazein ve yağ içerir. Zamanla yağ, krema halinde yüzeye çıkar ve süt ekşidiğinde kazein, peynir olarak açığa çıkar.

Boyutları 1 ila 100 mikron arasında değişen parçacıklar içeren dağılmış sistemler. kolloidal çözeltiler veya sollar (tutkal benzeri) olarak adlandırılır. Kolloidal çözeltilerin parçacıkları yalnızca ultramikroskoplar kullanılarak görülebilir.

koloidal çözelti

Tutkal - koloidal çözelti

Kolloidal parçacıkların boyutunun arttırılması işlemine pıhtılaşma veya pıhtılaşma denir. Kolloidal çözeltilerde pıhtılaşma çok yavaş gerçekleşir. Parçacıkların boyutu nispeten büyükse hızla çökelmeye başlarlar, bu nedenle süspansiyon veya emülsiyon halindeki ilaçların alınmadan önce çalkalanması önerilir.

Dağıtılmış bir madde, ayrı moleküller veya iyonlar biçiminde dağılmış bir sistemde bulunuyorsa, o zaman böyle bir sistem çok kararlıdır, oldukça uzun bir süre devam eder ve gerçek (moleküler veya iyonik) çözüm olarak adlandırılır.

Moleküler çözeltilerdeki parçacık boyutu 1 μm'yi geçmez, bu nedenle gerçek çözümlere homojen sistemler denir çünkü heterojenlikleri bir ultramikroskopla bile tespit edilemez.

Birçok gaz, sıvı ve katı madde suda çözünür. Şeker ve sofra tuzu suda kolaylıkla çözünür; karbondioksit, amonyak ve daha birçok madde su ile karşılaştığında çözeltiye geçerek önceki topaklaşma durumunu kaybeder. Bir çözünen, bir çözeltiden belirli bir şekilde izole edilebilir. Bir sofra tuzu çözeltisini buharlaştırırsanız, tuz katı kristaller halinde kalır.

Maddeler suda (veya başka bir çözücüde) çözündüğünde tekdüze (homojen) bir sistem oluşur. Bu nedenle çözüm, iki veya daha fazla bileşenden oluşan homojen bir sistemdir. Çözeltiler sıvı, katı ve gaz halinde olabilir. Nadir çözümler arasında örneğin su içinde şeker veya sofra tuzu çözeltisi, su içinde alkol ve benzerleri yer alır. Bir metalin diğerindeki katı çözeltileri alaşımları içerir: pirinç, bir bakır ve çinko alaşımıdır, bronz, bir bakır ve kalay alaşımıdır ve benzerleri. Gaz halindeki bir madde hava veya herhangi bir gaz karışımıdır.

Farklı çözümler arasında belirtilen ayrım koşulludur, aralarında keskin sınırlar yoktur.

Süspansiyonların ve sollerin heterojenliği, parçacıkları sıvı içinde bulunan katı bir maddenin içinde çözünmemesiyle açıklanır.

Çözücüye bağlı olarak çözeltiler sulu veya susuz olabilir (örneğin, iyotun alkol çözeltisi).

Kolloidal parçacıkların yapışmasına ve çözeltide çökelmesine pıhtılaşma denir.

Çözünebilir maddenin toplam durumuna göre çözeltiler şu şekilde ayrılır: katı (örneğin alaşımlar), sıvı (örneğin çay), gazlı (örneğin gaz karışımı, hava).

Hangi sistemlere dağınık denir?

Emülsiyon nedir? Örnek vermek.

Süspansiyon nedir? Örnek vermek.

Kolloidal ve gerçek çözümlere örnekler verin.

Öz kontrol görevleri

Ağırlığı 20 g olan sodyum hidroksit içeren bir çözeltiyi nötralize etmek için gereken sülfürik asitin kütlesini ve miktarını hesaplayın.

9,8 g ağırlığındaki sülfürik asidin potasyum hidroksiti nötralize edilirse oluşan tuz maddesi miktarı nedir?

Dağınık sistemler. Tanım. Sınıflandırma.

Çözümler

Önceki paragrafta bahsettiğimiz çözümler. Bu kavramı burada kısaca hatırlayalım.

Çözümler iki veya daha fazla bileşenden oluşan homojen (homojen) sistemler olarak adlandırılır.

Homojen sistem- Bu homojen sistem, kimyasal bileşim Ve fiziki ozellikleri tüm parçaların aynı olduğu veya atlamalar olmadan sürekli değiştiği (sistemin parçaları arasında arayüz yoktur).

Çözümün bu tanımı tamamen doğru değil. Daha ziyade şuna atıfta bulunur: doğru çözümler.

Aynı zamanda, kolloidal çözümler bunlar homojen değil ama heterojen yani bir arayüzle ayrılmış farklı fazlardan oluşur.

Tanımlarda daha fazla netlik sağlamak için başka bir terim kullanılır: dağınık sistemler.

Dağınık sistemleri ele almadan önce, bunların çalışmalarının tarihçesinden ve böyle bir terimin ortaya çıkışından biraz bahsedelim. kolloidal çözümler.

Arka plan

1845 yılında kimyager Francesco Selmi, çeşitli çözeltilerin özelliklerini incelerken biyolojik sıvıların (serum ve kan plazması, lenf ve diğerleri) özellikleri açısından sıradan gerçek çözeltilerden keskin bir şekilde farklı olduğunu fark etti ve bu nedenle bu tür sıvılara sahte çözeltiler adı verildi. .

Kolloidler ve kristaloidler

İngiliz bilim adamı Thomas Graham tarafından 1861'den bu yana yürütülen bu yöndeki araştırmalar, bitki ve hayvan zarlarından hızla yayılan ve geçen bazı maddelerin kolayca kristalleştiğini, diğerlerinin ise difüzyon yeteneğinin düşük olduğunu, zarlardan geçmediğini ve kristalleşmez, ancak amorf çökeltiler oluşturur.

Graham ilkini seçti kristaloidler, ve ikinci - kolloidler(Yunanca kolla - tutkal ve eidos - tür kelimesinden) veya tutkal benzeri maddeler.

Özellikle albümin, jelatin, arap zamkı, demir ve alüminyum hidroksitler ve diğer bazı maddeler gibi amorf çökeltiler oluşturabilen maddelerin, sofra tuzu, magnezyum gibi kristalli maddelerin difüzyon hızına kıyasla suda daha yavaş yayıldığı bulunmuştur. sülfat, şeker kamışı vb.

Aşağıdaki tablo bazı kristalloidler ve kolloidler için 18°C'de difüzyon katsayılarını D göstermektedir.

Tablo, molekül ağırlığı ile difüzyon katsayısı arasında ters bir ilişki olduğunu göstermektedir.

Ek olarak, kristalloidlerin yalnızca hızlı bir şekilde yayılma değil, aynı zamanda diyalize girmek yani Daha büyük moleküler boyutlara sahip olan ve bu nedenle yavaş yayılan ve membranlara nüfuz etmeyen kolloidlerin aksine, membranlardan geçerler.

Boğa mesanesinin duvarları, selofan, demir-siyanür bakır filmleri vb. Membran olarak kullanılır.

Graham, gözlemlerine dayanarak tüm maddelerin bölünebileceğini tespit etti. kristalloidler ve kolloidler.

Ruslar aynı fikirde değil

Kiev Üniversitesi'ndeki bir profesör, kimyasalların bu kadar katı bir şekilde ayrılmasına itiraz etti I.G. Borşçev(1869). Borshchev'in görüşü daha sonra başka bir Rus bilim adamının araştırması ile doğrulandı. Weimarn Aynı maddenin koşullara bağlı olarak kolloid veya kristaloid özelliklerini gösterebileceğini kanıtlayan kişi.

Örneğin sudaki sabun çözeltisi şu özelliklere sahiptir: kolloid ve alkolde çözünmüş sabun özellikler sergiler doğru çözümler.

Aynı şekilde, suda çözünmüş sofra tuzu gibi kristal tuzlar da verir. doğru çözüm ve benzende – koloidal çözelti ve benzeri.

Kolloid özelliklerine sahip olan hemoglobin veya yumurta albümini kristal halinde elde edilebilir.

DI. MendeleevÇevrenin koşullarına ve doğasına bağlı olarak herhangi bir maddenin özellikler sergileyebileceğine inanılıyordu kolloid. Şu anda herhangi bir madde koloidal halde elde edilebilmektedir.

Bu nedenle maddeleri kristaloidler ve kolloidler olmak üzere iki ayrı sınıfa ayırmanın bir anlamı yoktur, ancak maddenin koloidal ve kristaloid hallerinden bahsedebiliriz.

Bir maddenin koloidal durumu, belirli bir dereceye kadar parçalanması veya dağılması ve bir çözücü içinde süspansiyon halinde kolloidal parçacıkların varlığı anlamına gelir.

Heterojen, yüksek oranda dağılmış ve yüksek moleküler sistemlerin fizikokimyasal özelliklerini inceleyen bilime denir. kolloid kimyası.

Dağınık sistemler

Ezilmiş (dağılmış) durumdaki bir madde, başka bir maddenin kütlesi içinde eşit olarak dağılmışsa, böyle bir sisteme dağılmış sistem denir.

Bu tür sistemlerde parçalanmış maddeye genellikle denir. dağınık faz ve dağıtıldığı ortam dağılım ortamı.

Yani, örneğin, suda çalkalanmış kili temsil eden bir sistem, asılı küçük kil parçacıklarından (dağılmış faz) ve sudan (dağılım ortamı) oluşur.

Dağınık, dağılmış(parçalanmış) sistemler heterojen.

Nispeten büyük, sürekli fazlara sahip heterojen olanların aksine dağınık sistemlere denir. mikroheterojen ve koloidal dağılmış sistemlere denir ultramikroheterojen.

Dispers sistemlerin sınıflandırılması

Dağınık sistemlerin sınıflandırılması çoğunlukla aşağıdakilere dayalı olarak yapılır: dağılım derecesi veya toplama durumu Dağınık faz ve dağılım ortamı.

Dağılım derecesine göre sınıflandırma

Tüm dağınık sistemler Dağınık faz parçacıklarının boyutuna bağlı olarak aşağıdaki gruplara ayrılabilirler:

Referans olması açısından SI sistemindeki boyut birimleri şunlardır:
1 m (metre) = 102 cm (santimetre) = 103 mm (milimetre) = 106 mikron (mikrometre) = 109 nm (nanometre).

Bazen başka birimler kullanılır - mk (mikron) veya mmk (milimikron) ve:
1 nm = 10-9 m = 10-7 cm = 1 mmk;
1 µm = 10 -6 m = 10 -4 cm = 1 µm.

Kaba dağınık sistemler.

Bu sistemler, dağınık bir faz olarak çapı 2,5 cm olan en büyük parçacıkları içerir. 0,1 mikron ve üzeri. Bu sistemler şunları içerir: süspansiyonlar Ve emülsiyonlar.

Süspansiyonlar katı bir maddenin, örneğin su içinde nişasta, kil vb. süspansiyonu gibi sıvı bir dispersiyon ortamında bulunduğu sistemlerdir.

Emülsiyonlar Birbiriyle karışmayan iki sıvının, bir sıvının damlacıklarının başka bir sıvının hacmi içinde asılı kaldığı dispersiyon sistemlerine denir. Örneğin, sudaki yağ, benzen, toluen veya sütteki yağ damlacıkları (çapı 0,1 ila 22 mikron) vb.

Kolloidal sistemler.

Dağınık fazın parçacık boyutuna sahiptirler 0,1 µm'den 1 µm'ye(veya 10 -5 ila 10 -7 cm arası). Bu tür parçacıklar filtre kağıdının gözeneklerinden geçebilir ancak hayvan ve bitki zarlarının gözeneklerine nüfuz edemez.

Kolloidal parçacıklar Sahip oldukları takdirde elektrik şarjı ve solvasyon iyonu kabukları askıda kalır ve koşullar değişmeden çok uzun bir süre çökelmeyebilir.

Kolloidal sistemlerin örnekleri arasında albümin, jelatin, arap zamkı çözeltileri, altın, gümüş, arsenik sülfit vb. kolloidal çözeltiler bulunur.

Moleküler dağılmış sistemler.

Bu tür sistemler 1 mm'yi geçmeyen parçacık boyutlarına sahiptir. Moleküler dağılmış sistemler, elektrolit olmayanların gerçek çözeltilerini içerir.

İyon dağılımlı sistemler.

Bunlar, boyutları çok küçük olan ve çok daha ötesine geçen karşılık gelen iyonlara parçalanan tuzlar, bazlar vb. Gibi çeşitli elektrolitlerin çözeltileridir.
10 -8 cm.

Gerçek çözümlerin dağınık sistemler olarak temsiline ilişkin açıklama.

Burada verilen sınıflandırmadan, herhangi bir çözümün (hem gerçek hem de koloidal) dağılmış bir ortam olarak temsil edilebileceği açıktır. Gerçek ve kolloidal çözeltiler, dağılmış fazların parçacık boyutlarında farklılık gösterecektir. Ancak yukarıda gerçek çözümlerin homojenliği hakkında yazdık ve dağılım sistemleri heterojendir. Bu çelişki nasıl çözülür?

Eğer hakkında konuşursak yapı doğru çözümler varsa homojenlikleri göreceli olacaktır. Yapısal birimler gerçek çözümler (moleküller veya iyonlar), koloidal çözeltilerin parçacıklarından çok daha küçüktür. Dolayısıyla kolloidal çözeltiler ve süspansiyonlarla karşılaştırıldığında gerçek çözeltilerin homojen olduğunu söyleyebiliriz.

hakkında konuşursak özellikler gerçek çözümler, o zaman tam olarak dağınık sistemler olarak adlandırılamazlar, çünkü dağınık sistemlerin zorunlu varlığı, dağılmış maddenin ve dağılım ortamının karşılıklı çözünmezliğidir.

Koloidal çözeltilerde ve kaba süspansiyonlarda, dağılmış faz ve dağılım ortamı pratikte karışmaz ve birbirleriyle kimyasal olarak reaksiyona girmez. Gerçek çözümler hakkında bu kesinlikle söylenemez. İçlerinde çözündüğünde maddeler karışır ve hatta birbirleriyle etkileşime girer. Bu nedenle kolloidal çözeltilerin özellikleri gerçek çözeltilerden keskin biçimde farklılık gösterir.

Bazı moleküllerin, parçacıkların, hücrelerin boyutları.

Parçacık boyutları en büyüğünden en küçüğüne ve geriye doğru değiştikçe, dağınık sistemlerin özellikleri de buna bağlı olarak değişecektir. burada koloidal sistemler olduğu gibi işgal etmek ara konum kaba süspansiyonlar ve moleküler dispers sistemler arasında.

Dağınık fazın ve dağılım ortamının toplanma durumuna göre sınıflandırma.

Köpük gazın bir sıvı içinde dağılmasıdır ve köpüklerde sıvı, tek tek gaz kabarcıklarını ayıran ince filmlere dönüşür.

Emülsiyonlar bir sıvının, onu çözmeyen başka bir sıvı (örneğin, yağ içindeki su) tarafından ezildiği dağınık sistemlerdir.

Süspansiyonlar sıvılarda katı parçacıkların düşük dağılımlı sistemleri olarak adlandırılır.

Üç tür toplayıcı durumun kombinasyonları, dokuz tür dağınık sistemi ayırt etmeyi mümkün kılar:

Dağınık faz	Dağıtıcı ortam	Başlık ve örnek
Gazlı	Gazlı	Dispers sistem oluşmaz
Gazlı		Gaz emülsiyonları ve köpükler
Gazlı		Gözenekli gövdeler: köpük pomza
	Gazlı	Aerosoller: sisler, bulutlar
		Emülsiyonlar: yağ, krema, süt, margarin, tereyağı
		Kılcal sistemler: Gözenekli cisimlerde, toprakta, toprakta sıvı
	Gazlı	Aerosoller (tozlar, dumanlar), tozlar
		Süspansiyonlar: kağıt hamuru, çamur, süspansiyon, macun
		Katı sistemler: alaşımlar, beton

Sollar kolloidal çözeltilerin diğer adıdır.

Kolloidal çözeltiler de denir sollar(Latince solutus'tan - çözünmüş).

Gaz halindeki bir dağılım ortamına sahip dağılmış sistemlere denir aerosoller. Sisler, sıvı dağılmış faza sahip aerosollerdir ve toz ve duman, katı dağılmış faza sahip aerosollerdir. Duman tozdan daha yüksek oranda dağılan bir sistemdir.

Sıvı dispersiyon ortamına sahip dispersiyonlu sistemlere denir lisoller(Yunanca “lios”tan - sıvı).

Çözücüye (dağılım ortamı) bağlı olarak, ör. su, benzen alkol veya eter vb., hidrosoller, alkosoller, benzoller, eterosoller vb. vardır.

Yapışkan olarak dağılmış sistemler. Jeller.

Dağınık sistemler olabilir serbestçe dağılmış Ve yapışkan bir şekilde dağılmış dağılmış fazın parçacıkları arasındaki etkileşimin yokluğuna veya varlığına bağlı olarak.

İLE serbestçe dağılmış sistemler aerosolleri, lisolleri, seyreltilmiş süspansiyonları ve emülsiyonları içerir. Akışkandırlar. Bu sistemlerde, dağılmış fazdaki parçacıkların teması yoktur, rastgele termal harekete katılırlar ve yerçekiminin etkisi altında serbestçe hareket ederler.

Yukarıdaki resimler gösteriyor serbest dağılmış sistemler:
Fotoğraflarda a B C tarif edilmiş parçacık-dağılmış sistemler:
a, b- monodispers sistemler,
V- çoklu dağılım sistemi,
Resimde G tarif edilmiş fiber dağılımlı sistem
Resimde D tarif edilmiş film dağılımlı sistem

- sağlam. Dağınık fazın parçacıkları temas ettiğinde ortaya çıkarlar ve bir çerçeve veya ağ şeklinde bir yapının oluşmasına yol açarlar.

Bu yapı, dağınık sistemin akışkanlığını sınırlar ve ona şeklini koruma yeteneği verir. Bu tür yapılandırılmış koloidal sistemlere denir jeller.

Solun stabilitesinin azalması sonucu oluşan sol'un jele geçişine denir. jelleşme(veya jelatinizasyon).

Fotoğraflarda a B C tarif edilmiş yapışkan dağılmış sistemler:
A- jel,
B- yoğun yapıya sahip pıhtı,
V- gevşek "kavisli" yapıya sahip pıhtı
Fotoğraflarda g, d tarif edilmiş kılcal dağılmış sistemler

Tozlar (macunlar), köpükler– birbirine bağlı olarak dağılmış sistemlerin örnekleri.

Toprak Toprak minerallerinin ve humus (organik) maddelerin dağılmış parçacıklarının teması ve sıkışması sonucu oluşan, aynı zamanda tutarlı bir şekilde dağılmış bir sistemdir.

Sürekli bir madde kütlesi gözenekler ve kılcal damarlar tarafından nüfuz ederek kılcal dağılmış sistemler oluşturabilir. Bunlar arasında örneğin şunlar yer alır: ahşap, deri, kağıt, karton, kumaş.

Liyofilik ve liyofobiklik

Kolloidal çözeltilerin genel bir özelliği, dağılmış fazlarının dağılım ortamı ile etkileşime girme özelliğidir. Bu bağlamda iki tür sol ayırt edilir:

1. Liyofobik(Yunanca'dan fobi – nefret) Ve

2.Liyofilik(Yunanca'dan philia – aşk).

sen liyofobik Sollerde parçacıkların çözücüye ilgisi yoktur, onunla zayıf etkileşime girerler ve kendi etraflarında çözücü moleküllerinden oluşan ince bir kabuk oluştururlar.

Özellikle dispersiyon ortamı su ise bu tür sistemlere denir. hidrofobikörneğin demir, altın, arsenik sülfür, gümüş klorür vb. metallerin solleri.

İÇİNDE liyofilik sistemlerde dağılmış madde ile çözücü arasında bir afinite vardır. Bu durumda dağılmış fazın parçacıkları daha hacimli bir çözücü molekül kabuğu kazanır.

Sulu bir dispersiyon ortamı durumunda bu tür sistemlere denir. hidrofilik protein, nişasta, agar-agar, arap zamkı vb. çözeltileri gibi.

Kolloidlerin pıhtılaşması. Stabilizatörler.

Arayüzdeki madde.

Tüm sıvılar ve katılar, örneğin buhar, başka bir sıvı veya katı gibi farklı bileşim ve yapıdaki fazlarla temas ettikleri bir dış yüzeyle sınırlıdır.

Bu maddedeki maddenin özellikleri arayüzey yüzeyi Birkaç çapta atom veya molekül kalınlığına sahip olan fazın hacmi içindeki özelliklerden farklıdır.

Katı, sıvı veya gaz halindeki saf bir maddenin hacmi içinde, herhangi bir molekül benzer moleküllerle çevrilidir.

Sınır tabakasında moleküller başka sayıda molekülle etkileşim halindedir (maddenin hacmi içindeki etkileşimle karşılaştırıldığında farklı).

Bu, örneğin bir sıvının sınırında meydana gelir veya sağlam onların buharıyla. Ya bir maddenin sınır tabakasındaki moleküller diğerinin molekülleri ile etkileşime girer. kimyasal doğaörneğin karşılıklı olarak az çözünen iki sıvının sınırında.

Sonuç olarak, fazların büyük kısmı içindeki ve faz sınırındaki etkileşimin doğasında farklılıklar ortaya çıkar. Kuvvet alanları bu eşitsizlikle ilişkilidir. (Bu konuda daha fazla bilgi için Sıvının yüzey gerilimi bölümünde bilgi verilmektedir.)

Her bir faza etki eden moleküller arası kuvvetlerin yoğunluğundaki fark ne kadar büyük olursa, fazlar arası yüzeyin potansiyel enerjisi de o kadar büyük olur. yüzey enerjisi.

Yüzey gerilimi
Yüzey enerjisini tahmin etmek için spesifik serbest yüzey enerjisi gibi bir miktar kullanılır. Yeni bir faz arayüzünün birim alanının oluşumu için harcanan çalışmaya eşittir (sabit bir sıcaklık varsayılarak).
İki yoğunlaşmış faz arasında bir sınır olması durumunda bu miktara denir. sınır gerilimi.
Bir sıvının buharlarıyla sınırından bahsederken bu miktara denir. yüzey gerilimi.

Kolloidlerin pıhtılaşması

Tüm kendiliğinden süreçler sistemin enerjisinin (izobarik potansiyel) azalması yönünde gerçekleşir.

Benzer şekilde, faz arayüzünde serbest yüzey enerjisinin azalması yönünde kendiliğinden işlemler meydana gelir.

Fazlar arası yüzey ne kadar küçük olursa, serbest enerji de o kadar küçük olur.

Ve faz arayüzü de çözünmüş maddenin dağılım derecesi ile ilgilidir. Dağılım ne kadar yüksek olursa ( daha küçük parçacıklar dağınık faz), fazlar arasındaki arayüz ne kadar büyük olursa.

Böylece, dağınık sistemlerde her zaman toplam fazlar arası yüzeyde bir azalmaya yol açan kuvvetler vardır yani parçacık genişlemesine. Bu nedenle, sislerde, yağmur bulutlarında ve emülsiyonlarda küçük damlacıkların birleşmesi meydana gelir; yüksek oranda dağılmış parçacıkların daha büyük oluşumlar halinde toplanması.

Bütün bunlar dağınık sistemlerin tahrip olmasına yol açar: sisler ve yağmur bulutları yağmur, emülsiyonlar ayrılır, kolloidal çözeltiler pıhtılaşır, yani. dağılmış fazın bir çökeltisine (pıhtılaşma) ve bir dağılım ortamına ayrılır veya dağılmış fazın uzun parçacıkları durumunda bir jele dönüşür.

Parçalanmış sistemlerin kendi doğal dağılım derecelerini koruma yeteneğine denir. toplu kararlılık.

Dağınık sistemler için stabilizatörler

Daha önce de belirtildiği gibi, Dağınık sistemler temelde termodinamik olarak kararsızdır. Dispersiyon ne kadar yüksek olursa, serbest yüzey enerjisi de o kadar büyük olur ve dispersiyonu kendiliğinden azaltma eğilimi de o kadar büyük olur.

Bu nedenle kararlılık elde etmek, yani. uzun ömürlü süspansiyonlar, emülsiyonlar, koloidal çözeltiler, yalnızca istenen dispersiyonu elde etmek için değil, aynı zamanda stabilizasyonu için koşullar yaratmak da gereklidir.

Buna göre, stabil dispers sistemler en az üç bileşenden oluşur: bir dispersiyon fazı, bir dispersiyon ortamı ve bir üçüncü bileşen. dağıtma sistemi stabilizatörü.

Stabilizatör, doğası gereği iyonik veya moleküler, çoğunlukla yüksek moleküler olabilir.

Liyofobik kolloidlerin sollerinin iyonik stabilizasyonu, düşük konsantrasyonlarda elektrolitlerin varlığıyla ilişkilidir ve dağılmış faz ile dağılım ortamı arasında iyonik sınır katmanları oluşturur.

Dağınık sistemleri stabilize etmek için eklenen yüksek moleküler bileşiklere (proteinler, polipeptitler, polivinil alkol ve diğerleri) koruyucu kolloidler adı verilir.

Faz arayüzünde adsorbe edilerek yüzey katmanında ağ ve jel benzeri yapılar oluşturarak dağılmış fazın parçacıklarının entegrasyonunu önleyen yapısal-mekanik bir bariyer oluştururlar.

Süspansiyonların, macunların, köpüklerin ve konsantre emülsiyonların stabilizasyonu için yapısal-mekanik stabilizasyon çok önemlidir.

Dağılım ortamı Dağınık faz Bazı doğal ve ev tipi dağılma sistemleri örnekleri Gaz Sıvı Sis, yağ damlacıkları ile ilişkili gaz, araba motorlarındaki karbüratör karışımı (havadaki benzin damlacıkları), aerosoller Katı madde Havadaki toz, duman, sis, duman (toz) ve kum fırtınaları), katı aerosoller

Dispersiyon ortamı Dağınık faz Bazı doğal ve ev tipi dispers sistemlere örnekler Sıvı Gaz Efervesan içecekler, köpükler Sıvı Emülsiyonlar. Vücudun sıvı ortamı (kan plazması, lenf, sindirim suları), hücrelerin sıvı içerikleri (sitoplazma, karyoplazma) Katı madde Soller, jeller, macunlar (jöle, jöleler, yapıştırıcılar). Suda asılı kalan nehir ve deniz alüvyonu; havanlar

Dispersiyon ortamı Dağınık faz Bazı doğal ve ev tipi dispers sistemlere örnekler Katı madde Gaz İçinde hava kabarcıkları bulunan kar kabuğu, toprak, tekstil kumaşları, tuğla ve seramik, köpük kauçuk, gazlı çikolata, tozlar Sıvı Islak toprak, tıbbi ve kozmetik ürünler (merhemler, merhemler, maskara, ruj vb.) Katı madde Taşlar, renkli camlar, bazı alaşımlar

Dağınık sistemler şu şekilde ayrılır: Parçacık boyutları 100 nm'den büyük olan kabaca dağılmış (süspansiyonlar); Parçacık boyutları 100 ila 1 nm arasında olan ince bir şekilde dağılmış (kolloidal çözeltiler veya kolloidal sistemler). Maddenin boyutu 1 nm'den küçük moleküllere veya iyonlara parçalanması durumunda homojen bir sistem oluşur - bir çözüm.

Sollar Bunlar, canlı bir hücrenin (sitoplazma, nükleer meyve suyu - karyoplazma, organel ve vakuol içerikleri) ve bir bütün olarak canlı organizmanın (kan, lenf, doku sıvısı, sindirim suları, humoral sıvılar vb.) sıvılarının çoğunu içerir. Bu tür sistemler yapıştırıcılar, nişasta, proteinler ve bazı polimerler oluşturur.

Kolloidal parçacıkların birbirine yapışması ve çökelmesi olgusu olan pıhtılaşma, koloidal çözeltiye bir elektrolit eklendiğinde bu parçacıkların yükleri nötralize edildiğinde gözlemlenir. Bu durumda çözelti bir süspansiyona veya jele dönüşür. Bazı organik kolloidler ısıtıldığında (yapıştırıcı, yumurta akı) veya çözeltinin asit-baz ortamı değiştiğinde pıhtılaşır.

Jeller veya jöleler - sollerin pıhtılaşması sırasında oluşan jelatinimsi çökeltilerdir. Bunlar şunları içerir: çok sayıda polimer jeller, şekerlemeler, kozmetik ve tıbbi jeller (jelatin, jöle et, jöle, marmelat, Kuş Sütlü kek) ve tabii ki sonsuz çeşitlilikte doğal jeller: mineraller (opal), denizanası gövdeleri, kıkırdak, tendonlar, saç, kas ve sinir dokusu vb. Dünyadaki yaşamın gelişim tarihi, aynı zamanda maddenin kolloidal durumunun tarihi olarak da düşünülebilir. Zamanla jellerin yapısı bozulur ve içlerinden su açığa çıkar. Bu olaya sinerez denir.

§ 14. DAĞITIM SİSTEMLERİ

Saf maddeler doğada çok yaygındırnadiren. Farklı agregalardaki çeşitli maddelerin karışımlarıdevletler heterojen ve homo oluşturabilirgen sistemleri – dağınık sistemler ve çözümler.

Dağınık, dağılmış heterojen denir sistemler , bir maddenin çok küçük parçacıklar halinde olduğustits diğerinin hacmine eşit olarak dağıtılır.

Bu madde (veya birkaç madde)dağınık sistemde daha az miktarda bulunurkaliteli ve hacimsel olarak dağıtılanlara deniryaymakyeni aşama . Daha fazla miktarda mevcuthacminde dağılan maddebu aşama denir dağılım ortamı . Arasındadispersiyon ortamı ve dağınık faz parçacıklarıbir arayüz var, bu yüzden dağınık sistemlere denir heterojen yani heterojen.
Hem dispersiyon ortamı hem de dispersiyon fazı, farklı toplanma durumlarındaki maddelerden oluşabilir. Dispersiyon ortamının ve dağılmış fazın durumlarının kombinasyonuna bağlı olarak, bu tür sistemlerin sekiz türü ayırt edilebilir (Tablo 2).
Tablo 2

Dispers sistemlerin sınıflandırılması
fiziksel duruma göre

Dağılım- hayır ortamı	Yaymak herhangi bir aşama	Bazılarının örnekleri doğal ve ev dağınık sistemler
Gaz	Sıvı	Sis, ilgili gaz yağ damlalarıyla, karbüratör karışımı araba motorlarında biley (ben damlacıkları) havada zin)
Gaz	Sağlam madde	Havadaki toz duman, duman, duman (tozlu ve kumlu fırtınalar)
Sıvı	Gaz	Gazlı içecekler, köpük banyosu
	Sıvı	Organik sıvı ortam nizm (kan plazması, lenf, sindirim vücut suları), sıvı hücre içeriği (sitoplazma, karyo- plazma)
	Sağlam madde	Jöle, jöleler, yapıştırıcılar, suda asılı kaldı nehir veya deniz silt, inşaat kreasyonlar
Sağlam madde	Gaz	Pu ile kar kabuğu içindeki hava kabarcıkları mikrop, toprak, tekstil kumaşlar, tuğlalar ve seramik, köpük kauçuk, gözenekli çikolata, tozlar
	Sıvı	Islak toprak, bakır Qing ve kozmetik yerel ilaçlar (merhemler, maskara, ruj vb.)
	Sağlam madde	Kayalar, renkli- yeni gözlükler, bazıları alaşımlar

Dağınık sistemleri ve çözümleri tanımak, bunların günlük yaşamda ve doğada ne kadar önemli olduğunu gösterir. Kendiniz karar verin: Nil'in çamuru olmasaydı büyük medeniyet gerçekleşemezdi Antik Mısır(Şekil 15); su, hava, kayalar, mineraller olmasaydı, yaşayan gezegen, ortak evimiz olan Dünya var olamazdı; hücreler olmasaydı canlı organizmalar olmazdı.

Pirinç. 15. Nil taşkınları ve uygarlık tarihi
Faz parçacıklarının boyutuna bağlı olarak dispers sistemlerin ve çözümlerin sınıflandırılması Şema 1'de verilmiştir.
şema 1
Dispers sistemlerin ve çözümlerin sınıflandırılması

Kaba dağınık sistemler. Kabaca dağılmış sistemler üç gruba ayrılır: emülsiyonlar, süspansiyonlar ve aerosoller.

Emülsiyonlar- Bunlar, sıvı dağılım ortamına ve sıvı dağılmış faza sahip dağılmış sistemlerdir.

Ayrıca iki gruba ayrılabilirler:
1) doğrudan – polar bir ortamda polar olmayan bir sıvının damlaları (suda yağ);
2) ters (yağda su).
Emülsiyonların bileşimindeki değişiklikler veya dış etkiler, doğrudan emülsiyonun ters emülsiyona dönüşmesine veya bunun tersinin gerçekleşmesine yol açabilir. En iyi bilinen doğal emülsiyonların örnekleri süt (direkt emülsiyon) ve yağdır (ters emülsiyon). Tipik bir biyolojik emülsiyon, lenfteki yağ damlacıklarıdır.
LABORATUAR DENEYİ Tam yağlı sütü bir tabağa dökün. Yüzeye birkaç renkli damla gıda boyası damlatın. Bir pamuklu çubuğu deterjana batırın ve plakanın ortasına dokundurun. Süt hareket etmeye ve renkler karışmaya başlar. Neden?
İnsan pratiğinde bilinen emülsiyonlar arasında kesme sıvıları, bitümlü malzemeler, pestisitler, ilaçlar ve kozmetikler ve gıda ürünleri bulunmaktadır. Örneğin, tıbbi uygulamada, yağ emülsiyonları, açlıktan ölmek üzere olan veya zayıflamış bir vücuda intravenöz infüzyon yoluyla enerji sağlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür emülsiyonların elde edilmesi için zeytin, pamuk tohumu ve soya fasulyesi yağları kullanılır.
Kimyasal teknolojide emülsiyon polimerizasyonu, kauçuk, polistiren, polivinil asetat vb. üretiminde ana yöntem olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.
Süspansiyonlar– bunlar katı dağılmış faza ve sıvı dağılma ortamına sahip kaba sistemlerdir.
Tipik olarak, bir süspansiyonun dağılmış fazının parçacıkları o kadar büyüktür ki yerçekiminin - tortunun etkisi altında çökerler. Dağınık faz ile dağılım ortamı arasındaki küçük yoğunluk farkından dolayı sedimantasyonun çok yavaş gerçekleştiği sistemlere de süspansiyon adı verilir. Pratik olarak önemli inşaat süspansiyonları
Boşluklar badana (“kireç sütü”), emaye boyalar, çeşitli inşaat süspansiyonlarıdır, örneğin “çimento harcı” olarak adlandırılanlar. Süspansiyonlar ayrıca sıvı merhemler - merhemler gibi ilaçları da içerir.
Özel bir grup, dağınık fazın konsantrasyonunun, süspansiyonlardaki düşük konsantrasyonuna kıyasla nispeten yüksek olduğu, kabaca dağılmış sistemlerden oluşur. Bu tür dağınık sistemlere macun adı verilir. Örneğin günlük hayattan iyi bildiğiniz dişçilik, kozmetik, hijyen vb.
Aerosoller- bunlar, dağılım ortamının hava olduğu kabaca dağılmış sistemlerdir ve dağılmış faz, sıvı damlacıklar (bulutlar, gökkuşağı, saç spreyi veya bir kutudan salınan deodorant) veya katı madde parçacıkları (toz bulutu, kasırga) olabilir (Şekil 1). 16).

Pirinç. 16. Katı maddeler içeren kaba sistem örnekleri

Dağınık faz: a – süspansiyon – harç;
b – aerosol – toz fırtınası
Kolloidal sistemler. Kolloidal sistemler kaba sistemler ile gerçek çözümler arasında bir ara pozisyonda bulunur. Doğada yaygın olarak bulunurlar. Toprak, kil, doğal sular, bazı değerli taşlar da dahil olmak üzere birçok mineral koloidal sistemlerdir.
Kolloidal sistemler biyoloji ve tıp açısından büyük önem taşımaktadır. Herhangi bir canlı organizmanın bileşimi, çevreyle karmaşık bir ilişki içinde olan katı, sıvı ve gaz halindeki maddeleri içerir. Kimyasal açıdan bakıldığında vücut bir bütün olarak birçok kolloidal sistemin karmaşık bir koleksiyonudur.
Biyolojik sıvılar (kan, plazma, lenf, beyin omurilik sıvısı vb.), proteinler, kolesterol, glikojen ve diğerleri gibi organik bileşiklerin kolloidal durumda olduğu kolloidal sistemlerdir. Doğa neden onu bu kadar tercih ediyor? Bu özellik öncelikle kolloidal durumdaki bir maddenin fazlar arasında geniş bir arayüze sahip olmasından kaynaklanmaktadır ve bu da daha iyi metabolik reaksiyonlara katkıda bulunmaktadır.
LABORATUAR DENEYLERİ: Plastik bir bardağa bir çorba kaşığı nişasta dökün. Yavaş yavaş ılık su ekleyin ve karışımı bir kaşıkla iyice ovalayın. Suyu fazla dolduramazsınız, karışım kalın olmalıdır. Elde edilen koloidal çözeltiden bir çorba kaşığı avucunuza dökün ve diğer elinizin parmağıyla ona dokunun. Karışım sertleşir. Parmağınızı çekerseniz karışım tekrar sıvı hale gelir.
Basınç altındaki kolloidler durumlarını değiştirebilir. Hazırlanan koloit üzerine parmakla basılması sonucunda nişasta parçacıkları birbiriyle birleşir ve karışım katı hale gelir. Basınç kaldırıldığında karışım orijinal sıvı durumuna geri döner.

Kolloidal sistemler ikiye ayrılır sollar (koloidal çözümler) ve jeller (jöleler).
Hücrenin çoğu biyolojik sıvısı (daha önce bahsedilen sitoplazma, nükleer meyve suyu - karyoplazma, vakuollerin içeriği) ve bir bütün olarak canlı organizma kolloidal çözeltilerdir (soller).
Sollar pıhtılaşma olgusu ile karakterize edilir; kolloidal parçacıkların yapışması ve çökelmesi. Bu durumda kolloidal çözelti bir süspansiyona veya jele dönüşür. Bazı organik kolloidler ısıtıldığında (yumurta akı, yapıştırıcılar) veya asit-baz ortamı değiştiğinde (sindirim sıvıları) pıhtılaşır.
Jeller dağılmış fazın parçacıklarının uzaysal bir yapı oluşturduğu koloidal sistemlerdir.
Jeller günlük yaşamda karşılaştığınız dağınık sistemlerdir (Şema 2).
Şema 2
Jellerin sınıflandırılması

Zamanla jellerin yapısı bozulur ve içlerinden sıvı açığa çıkar. Sinerez meydana gelir - sıvının ayrılmasıyla birlikte jelin hacminde kendiliğinden bir azalma. Syneresis, gıda, tıbbi ve kozmetik jellerin raf ömrünü belirler. Peynir ve süzme peynir yapımında biyolojik sinerez çok önemlidir. Sıcakkanlı hayvanlarda kan pıhtılaşması adı verilen bir süreç vardır: belirli faktörlerin etkisi altında, çözünür kan proteini fibrinojeni, pıhtı sinerez işlemi sırasında yarayı kalınlaştırıp tıkayan fibrine dönüştürülür. Kanın pıhtılaşması zorsa kişi hemofili hastası olabilir. Biyoloji dersinizden bildiğiniz gibi kadınlar hemofili geninin taşıyıcılarıdır ve erkekler de bu hastalığa yakalanır. Tanınmış bir tarihi hanedan örneği: 300 yıldan fazla hüküm süren Rus Romanov hanedanı bu hastalıktan muzdaripti.
İle dış görünüş gerçek ve koloidal çözeltilerin birbirinden ayırt edilmesi zordur. Bunu yapmak için, bir ışık huzmesi kolloidal bir çözeltiden geçtiğinde bir "parlak yol" konisinin oluşması olan Tyndall etkisini kullanırlar (Şekil 17). Solun dağılmış fazındaki parçacıklar yüzeyleriyle ışığı yansıtır, ancak gerçek çözeltinin parçacıkları yansıtmaz. Benzer bir etkiyi sinemada, bir film kamerasından gelen bir ışık huzmesi salonun tozlu havasından geçtiğinde, sıvı kolloid yerine yalnızca bir aerosol için gözlemleyebilirsiniz.

Pirinç. 17. Tyndall efekti görsel olarak ayırt etmenizi sağlar
kolloidalden gerçek çözüm (sağ bardakta)
(sol camda)

? 1. Dispers sistemler nedir? Dağıtıcı ortam mı? Dağınık faz mı?
2. Dispers sistemler ortamın ve fazın agregasyon durumuna göre nasıl sınıflandırılır? Örnekler ver.
3. Hava, doğalgaz ve gerçek çözümler neden dağınık sistemler olarak sınıflandırılmıyor?
4. Kaba sistemler nasıl bölünür? Her grubun temsilcilerini adlandırın ve önemlerini belirtin.
5. Çok iyi dağılmış sistemler nasıl bölünür? Her grubun temsilcilerini adlandırın ve önemlerini belirtin.
6. Jeller hangi alt gruplara ayrılabilir? Kozmetik, medikal ve gıda jellerinin raf ömrü nasıl belirlenir?
7. Pıhtılaşma nedir? Buna ne sebep olabilir?
8. Sinerez nedir? Buna ne sebep olabilir?
9. Doğa neden evrimin taşıyıcısı olarak koloidal sistemleri seçti?
10. İnternet kaynaklarını kullanarak “Kolloidal sistemlerin insan yaşamındaki estetik, biyolojik ve kültürel rolü” konulu bir mesaj hazırlayın.
11. M. Tsvetaeva'nın kısa şiirinde hangi dağınık sistemler tartışılıyor?
İncileri alın - gözyaşları kalacak,
Altını alın, yapraklar kalır
Sonbahar akçaağacı, moru al -
Geriye kan kalacak.