კალინინგრადის კომერციული და ეკონომიკური კოლეჯი

ფედერალური სახელმწიფო ბიუჯეტის ფილიალი

უმაღლესი პროფესიული განათლების საგანმანათლებლო დაწესებულება

რუსეთის სახალხო ეკონომიკისა და საჯარო სამსახურის აკადემია

რუსეთის ფედერაციის პრეზიდენტის ქვეშ

საცნობარო რეზიუმე

თემა: "დისპერსიული სისტემები"

კალინინგრადი, 2013 წ

თემა: "დისპერსიული სისტემები"

დისპერსირებული სისტემები არის სისტემები, რომლებიც შედგება მრავალი მცირე ნაწილაკისგან, რომლებიც განაწილებულია თხევად, მყარ ან აირისებრ გარემოში.

დისპერსიული სისტემა მოიცავს ორ სავალდებულო კომპონენტს - ეს არისდისპერსიული ფაზა - დაფქული ნივთიერებადისპერსიული საშუალება - ნივთიერება, რომელშიც განაწილებულია დისპერსიული ფაზა.
ყველა დისპერსიული სისტემა ხასიათდება ორი ძირითადი მახასიათებლით:

მაღალი დისპერსიულობა.

ჰეტეროგენულობა.

დისპერსიული სისტემები

წვრილად დაარბია

კოლოიდური სისტემები

უხეშად დაარბია

შეჩერებები Zoli True

ემულსიები გელები

აეროზოლები

დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია

ფაზების აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით

როგორც დისპერსიული გარემო, ასევე დისპერსიული ფაზა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ნივთიერებებით აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში - მყარი, თხევადი და აირისებრი.დისპერსიული გარემოსა და დისპერსიული ფაზის აგრეგაციის მდგომარეობის კომბინაციიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიყოს ასეთი სისტემის 9 ტიპი.

დისპერსიული სისტემების ძირითადი ტიპები

დისპერსიული საშუალება

ნაწილაკების ზომის მიხედვით

დისპერსიის ხარისხის მიხედვით სისტემები იყოფა ტიპებად

უხეში ნაწილაკები ნაწილაკების რადიუსით 100 ნმ-ზე მეტი

კოლოიდური დისპერსიული (sols) ნაწილაკების ზომით 100 ნმ-დან 1 ნმ-მდე.

მოლეკულური ან იონური ხსნარები ნაწილაკების ზომით 1 ნმ-ზე ნაკლები.

უხეში სისტემები.

ემულსიები (როგორც საშუალო, ასევე ფაზა არის ერთმანეთში უხსნადი სითხეები, რომლებშიც ერთი სითხე მეორეში შეჩერებულია წვეთების სახით). ეს არის რძე, ლიმფა, წყლის დაფუძნებული საღებავები, არაჟანი, მაიონეზი, ნაყინი და ა.შ.

შეჩერებები (საშუალება არის თხევადი, ხოლო ფაზა არის მასში უხსნადი მყარი). ეს არის სამშენებლო ხსნარები (მაგალითად, „ცაცხვის რძე“ გათეთრებისთვის), წყალში შეჩერებული მდინარის და ზღვის სილა, დაფქული წვნიანი.

აეროზოლები - დისპერსიული სისტემები, რომელთა დისპერსიული საშუალებაა გაზი, ხოლო დისპერსიული ფაზა შეიძლება იყოს მყარი ნაწილაკები ან თხევადი წვეთები. განასხვავებენ მტვერს, კვამლს, ნისლს. აეროზოლების პირველი ორი ტიპი არის მყარი ნაწილაკების სუსპენზია გაზში (უფრო დიდი ნაწილაკები მტვერში), ბოლო არის გაზში მცირე თხევადი წვეთების სუსპენზია. ბიოაეროზოლები - მტვერი და მცენარეების სპორები.

ქაფი - უაღრესად კონცენტრირებული უხეში სისტემები, რომლებშიც დისპერსიული გარემო არის თხევადი, ხოლო დისპერსიული ფაზა არის აირი.

ფხვნილები - დისპერსიული ფაზა არის მყარი, ხოლო დისპერსიული გარემო არის აირი.

უხეში დისპერსიული სისტემები არასტაბილურია.

კოლოიდური სისტემები

კოლოიდური სისტემები - ეს არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც ფაზის ნაწილაკების ზომაა 100-დან 1 ნმ-მდე. ეს ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს და დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო ასეთ სისტემებში ძნელად დგანან ერთმანეთისგან. ისინი იყოფიანსოლსი (კოლოიდური ხსნარები) დაგელები(ჟელე). 1. კოლოიდური ხსნარები, ანსოლსი . ეს არის ცოცხალი უჯრედის (ციტოპლაზმა, ბირთვული წვენი, ორგანელებისა და ვაკუოლების შიგთავსი) და მთლიანად ცოცხალი ორგანიზმის სითხეების უმრავლესობა (სისხლი, ლიმფა, ქსოვილის სითხე, საჭმლის მომნელებელი წვენები). ასეთი სისტემები ქმნიან ადჰეზივებს, სახამებელს, ცილებს და ზოგიერთ პოლიმერს. კოლოიდური ხსნარები გარეგნულად მსგავსია ჭეშმარიტ ხსნარებთან. ამ უკანასკნელისგან ისინი გამოირჩევიან წარმოქმნილი „მნათობი ბილიკით“ - კონუსით, როდესაც მათში სინათლის სხივი გადის.ამ ფენომენს ტინდალის ეფექტს უწოდებენ. უფრო დიდი ვიდრე ნამდვილ ხსნარში, სოლის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ირეკლავენ სინათლეს მათი ზედაპირიდან და დამკვირვებელი ხედავს მანათობელ კონუსს ჭურჭელში კოლოიდური ხსნარით. ის არ წარმოიქმნება ნამდვილ ხსნარში. მსგავსი ეფექტი, მაგრამ მხოლოდ აეროზოლისთვის და არა თხევადი კოლოიდისთვის, შეიძლება შეინიშნოს კინოთეატრებში, როდესაც კინოკამერის სინათლის სხივი გადის კინოდარბაზის ჰაერში. კოლოიდური ხსნარების დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ხშირად არ წყდება გრძელვადიანი შენახვის დროსაც კი, გამხსნელების მოლეკულებთან უწყვეტი შეჯახების გამო თერმული მოძრაობის გამო. ისინი ერთმანეთთან მიახლოებისას არ ებმებიან ერთმანეთს ზედაპირზე მსგავსი ელექტრული მუხტების არსებობის გამო. მაგრამ გარკვეულ პირობებში, კოაგულაციის პროცესი შეიძლება მოხდეს.კოაგულაცია - კოლოიდური ნაწილაკების ადჰეზიის და მათი დალექვის ფენომენი - შეინიშნება ამ ნაწილაკების მუხტების განეიტრალებისას, როდესაც ელექტროლიტს ემატება კოლოიდური ხსნარი. ამ შემთხვევაში ხსნარი იქცევა სუსპენზიაში ან გელში. ზოგიერთი ორგანული კოლოიდი კოაგულაციას განიცდის გაცხელებისას (წებო, კვერცხის ცილა) ან როდესაც იცვლება ხსნარის მჟავა-ტუტოვანი გარემო. 2. გელები, ან ჟელეები, რომლებიც წარმოადგენენ ჟელატინის ნალექებს, რომლებიც წარმოიქმნება სოლების კოაგულაციის დროს. მათ შორისაა დიდი რაოდენობით პოლიმერული გელები, საკონდიტრო ნაწარმი, კოსმეტიკური და სამედიცინო გელები თქვენთვის კარგად ცნობილი (ჟელატინი, ასპიკი, ჟელე, მარმელადი, ჩიტის რძის ნამცხვარი) და, რა თქმა უნდა, უსასრულო რაოდენობის ბუნებრივი გელები: მინერალები (ოპალი), მედუზის სხეულები, ხრტილები, მყესები, თმა, კუნთოვანი და ნერვული ქსოვილი და ა.შ. დროთა განმავლობაში გელების სტრუქტურა ირღვევა - მათგან წყალი გამოიყოფა. ამ ფენომენს ე.წსინერეზი.

გადაწყვეტილებები

ხსნარი - ერთგვაროვანი (ერთგვაროვანი) სისტემა, რომელიც შედგება ხსნარის, გამხსნელის და მათი ურთიერთქმედების პროდუქტების ნაწილაკებისგან.ხსნარები ყოველთვის ერთფაზიანია, ანუ არის ერთგვაროვანი აირი, თხევადი ან მყარი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ერთ-ერთი ნივთიერება ნაწილდება მეორის მასაში მოლეკულების, ატომების ან იონების სახით (ნაწილაკების ზომა 1 ნმ-ზე ნაკლები). ხსნარებს უწოდებენ ჭეშმარიტს, თუ საჭიროა მათი განსხვავების ხაზგასმა კოლოიდური ხსნარებისგან.

მაგიდა

დისპერსიული სისტემების მაგალითები

დისპერსიული საშუალება

კითხვები თვითშემოწმებისთვის

რას ჰქვია დისპერსიული სისტემა, ფაზა, საშუალო? როგორ დავაკავშიროთ დისპერსია ნაწილაკების ზომასთან? რომელი დისპერსიული სისტემებია კოლოიდური? რა არის კოაგულაცია და რა ფაქტორები იწვევს მას? რა არის კოაგულაციის პრაქტიკული მნიშვნელობა? რა არის შეჩერება? რა არის სუსპენზიების ძირითადი თვისებები? რა არის ემულსია და როგორ შეიძლება მისი გატეხვა? სად გამოიყენება აეროზოლები? როგორია აეროზოლების განადგურების მეთოდები?

უსაფრთხოების ზომები ალკოჰოლურ ნათურებთან მუშაობისას

ალკოჰოლურ ნათურებთან მუშაობისას დაცული უნდა იყოს უსაფრთხოების წესები.

სპირტიანი ნათურის გამოყენება აუცილებელია მხოლოდ მის ტექნიკურ პასპორტში მითითებული მიზნებისათვის.

აკრძალულია სპირტიანი ნათურის შევსება ღია ცეცხლის მქონე მოწყობილობებთან ახლოს.

არ შეავსოთ სპირტიანი ნათურა ავზის მოცულობის ნახევარზე მეტი საწვავით.

არ გადაიტანოთ ან ატაროთ სულიერი ნათურა ანთებული ფითილით.

შეავსეთ სპირტიანი ნათურა მხოლოდ ეთილის სპირტით.

ჩააქრეთ სულიერი ნათურის ალი მხოლოდ თავსახურით.

არ შეინახოთ სამუშაო მაგიდაზე, სადაც გამოიყენება სპირტიანი ნათურა, აალებადი ნივთიერებები და მასალები, რომლებიც შეიძლება აალდეს ხანმოკლე ზემოქმედების შედეგად ანთების წყაროზე დაბალი თერმული ენერგიის მქონე (ასანთის ალი, ალკოჰოლური ნათურა).

მუშაობისას არ დახაროთ სპირტიანი ნათურა და თუ ასეთი საჭიროება გაჩნდება გამოიყენეთ დახრილ მდგომარეობაში მომუშავე სპირტიანი ნათურები (სახიანი სპირტიანი ნათურები).

თუ სპირტიანი ნათურა გადატრიალდება და მაგიდაზე დამწვარი ალკოჰოლი დაღვრება, სასწრაფოდ დააფარეთ სპირტიანი ნათურა სქელი ქსოვილით და საჭიროების შემთხვევაში გამოიყენეთ ცეცხლმაქრი ალი.

ოთახი, რომელშიც შესრულებულია ალკოჰოლური ნათურებით (ალკოჰოლური ნათურები) მუშაობა, უნდა იყოს აღჭურვილი პირველადი ხანძარსაწინააღმდეგო აღჭურვილობით, მაგალითად, OP-1 ან OP-2 ბრენდის ფხვნილის ცეცხლმაქრით.

ლიტერატურა

ჯოჯოხეთი. ზიმონი "გასართობი კოლოიდური ქიმია", მოსკოვი, "აგარი", 2008 წ. ᲖᲔ. ჟარკიხის "ქიმია ეკონომიკური კოლეჯებისთვის", დონის როსტოვი, "ფენიქსი", 2008 წ. ფიზიკური და კოლოიდური ქიმია საზოგადოებრივ კვებაში, მოსკოვი, ალფა - M 2010 წ. ე.ა. არუსტამოვი "ბუნების მენეჯმენტი", მოსკოვი, "დაშკოვი და კ", 2008 წ. http://en.wikipedia.org http://festival.1september.ru/articles/575855/

ჩვენს ირგვლივ არსებული ნივთიერებების უმეტესობა სხვადასხვა ნივთიერებების ნარევებია, ამიტომ მათი თვისებების შესწავლა მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ქიმიის, მედიცინის, კვების მრეწველობისა და ეროვნული ეკონომიკის სხვა სექტორების განვითარებაში. სტატია ეხება კითხვებს, თუ რა არის დისპერსიის ხარისხი და როგორ მოქმედებს ეს სისტემის მახასიათებლებზე.

რა არის დისპერსიული სისტემები?

დისპერსიის ხარისხის განხილვის დაწყებამდე აუცილებელია იმის გარკვევა, თუ რომელ სისტემებზე შეიძლება ამ კონცეფციის გამოყენება.

წარმოიდგინეთ, რომ გვაქვს ორი განსხვავებული ნივთიერება, რომლებიც შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან ქიმიური შემადგენლობით, მაგალითად, სუფრის მარილი და სუფთა წყალი, ან აგრეგაციის მდგომარეობით, მაგალითად, ერთი და იგივე წყალი თხევადი და მყარი (ყინულის) მდგომარეობებში. ახლა თქვენ უნდა აიღოთ და აურიოთ ეს ორი ნივთიერება და შეურიოთ ინტენსიურად. რა იქნება შედეგი? ეს დამოკიდებულია იმაზე, მოხდა თუ არა ქიმიური რეაქცია შერევის დროს. დისპერსიულ სისტემებზე საუბრისას ითვლება, რომ მათი ფორმირებისას რეაქცია არ ხდება, ანუ საწყისი ნივთიერებები ინარჩუნებენ სტრუქტურას მიკრო დონეზე და თანდაყოლილ ფიზიკურ თვისებებს, მაგალითად, სიმკვრივეს, ფერს, ელექტროგამტარობას და სხვა.

ამრიგად, დისპერსირებული სისტემა არის მექანიკური ნარევი, რის შედეგადაც ორი ან მეტი ნივთიერება ერთმანეთში აირია. როდესაც იგი ყალიბდება, გამოიყენება "დისპერსიული საშუალო" და "ფაზა" ცნებები. პირველს აქვს სისტემის შიგნით უწყვეტობის თვისება და, როგორც წესი, მასში დიდი ფარდობითი რაოდენობით გვხვდება. მეორე (დისპერსიული ფაზა) ხასიათდება უწყვეტობის თვისებით, ანუ სისტემაში არის პატარა ნაწილაკების სახით, რომლებიც შემოიფარგლება მათ საშუალოდან გამომყოფი ზედაპირით.

ჰომოგენური და ჰეტეროგენული სისტემები

ცხადია, რომ დისპერსიული სისტემის ეს ორი კომპონენტი განსხვავდება მათი ფიზიკური თვისებებით. მაგალითად, თუ წყალში ქვიშას ჩაყრით და აურიეთ, მაშინ ცხადია, რომ წყალში არსებული ქვიშის მარცვლები, რომლის ქიმიური ფორმულა არის SiO 2, არანაირად არ განსხვავდებიან იმ მდგომარეობიდან, როცა არ იყო. წყალში. ასეთ შემთხვევებში საუბარია არაერთგვაროვნებაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჰეტეროგენული სისტემა არის რამდენიმე (ორი ან მეტი) ფაზის ნაზავი. ეს უკანასკნელი გაგებულია, როგორც სისტემის გარკვეული სასრული მოცულობა, რომელიც ხასიათდება გარკვეული თვისებებით. ზემოთ მოცემულ მაგალითში გვაქვს ორი ფაზა: ქვიშა და წყალი.

თუმცა, დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომა, როდესაც ისინი იხსნება ნებისმიერ გარემოში, შეიძლება იმდენად მცირე გახდეს, რომ შეწყვიტოს ინდივიდუალური თვისებების გამოვლენა. ამ შემთხვევაში, საუბარია ერთგვაროვან ან ერთგვაროვან ნივთიერებებზე. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი შეიცავს რამდენიმე კომპონენტს, ისინი ქმნიან ერთ ფაზას სისტემის მთელ მოცულობაში. ერთგვაროვანი სისტემის მაგალითია NaCl წყალში ხსნარი. როდესაც ის იშლება, პოლარულ H 2 O მოლეკულებთან ურთიერთქმედების გამო, NaCl კრისტალი იშლება ცალკეულ კატიონებად (Na +) და ანიონებად (Cl -). ისინი ერთგვაროვნად ურევენ წყალს და ასეთ სისტემაში ხსნარსა და გამხსნელს შორის ინტერფეისის პოვნა აღარ არის შესაძლებელი.

Ნაწილაკების ზომა

რა არის დისპერსიის ხარისხი? ეს მნიშვნელობა უფრო დეტალურად უნდა იქნას განხილული. რას წარმოადგენს იგი? ის უკუპროპორციულია დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომასთან. სწორედ ეს მახასიათებელი უდევს საფუძვლად ყველა განხილული ნივთიერების კლასიფიკაციას.

დისპერსიული სისტემების შესწავლისას მოსწავლეები ხშირად იბნევიან თავიანთ სახელებში, რადგან თვლიან, რომ მათი კლასიფიკაცია ასევე აგრეგაციის მდგომარეობას ეფუძნება. Ეს არ არის სიმართლე. აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობის ნარევებს მართლაც განსხვავებული სახელები აქვთ, მაგალითად, ემულსიები წყლის ნივთიერებებია და აეროზოლები უკვე ვარაუდობენ გაზის ფაზის არსებობას. თუმცა, დისპერსიული სისტემების თვისებები ძირითადად დამოკიდებულია მათში გახსნილი ფაზის ნაწილაკების ზომაზე.

საერთო კლასიფიკაცია

დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია დისპერსიის ხარისხის მიხედვით მოცემულია ქვემოთ:

• თუ პირობითი ნაწილაკების ზომა 1 ნმ-ზე ნაკლებია, მაშინ ასეთ სისტემებს უწოდებენ რეალურ, ან ნამდვილ ამონახსნებს.
• თუ პირობითი ნაწილაკების ზომა 1 ნმ-დან 100 ნმ-მდეა, მაშინ მოცემულ ნივთიერებას კოლოიდური ხსნარი ეწოდება.
• თუ ნაწილაკები 100 ნმ-ზე მეტია, მაშინ საუბარია სუსპენზიებზე ან სუსპენზიებზე.

ზემოხსენებულ კლასიფიკაციასთან დაკავშირებით, განვმარტოთ ორი პუნქტი: ჯერ ერთი, მოცემული ფიგურები საჩვენებელია, ანუ სისტემა, რომელშიც ნაწილაკების ზომაა 3 ნმ, სულაც არ არის კოლოიდი, ის ასევე შეიძლება იყოს ჭეშმარიტი ამოხსნა. ამის დადგენა შესაძლებელია მისი ფიზიკური თვისებების შესწავლით. მეორეც, შეიძლება შეამჩნიოთ, რომ სიაში გამოყენებულია ფრაზა "პირობითი ზომა". ეს გამოწვეულია იმით, რომ სისტემაში ნაწილაკების ფორმა შეიძლება იყოს სრულიად თვითნებური და, ზოგადად, აქვს რთული გეომეტრია. ამიტომ, ისინი საუბრობენ გარკვეულ საშუალო (პირობით) ზომაზე.

ჭეშმარიტი გადაწყვეტილებები

როგორც ზემოთ აღინიშნა, რეალურ ხსნარებში ნაწილაკების დისპერსიის ხარისხი იმდენად მაღალია (მათი ზომა ძალიან მცირეა,< 1 нм), что не существует поверхности раздела между ними и растворителем (средой), то есть имеет место однофазная гомогенная система. Для полноты информации напомним, что размер атома составляет порядка одного ангстрема (0,1 нм). Последняя цифра говорит о том, что частицы в настоящих растворах имеют атомные размеры.

ნამდვილი ხსნარების ძირითადი თვისებები, რომლებიც განასხვავებენ მათ კოლოიდებისა და სუსპენზიებისგან, შემდეგია:

• ხსნარის მდგომარეობა არსებობს თვითნებურად დიდი ხნის განმავლობაში უცვლელი, ანუ არ წარმოიქმნება დისპერსიული ფაზის ნალექი.
• გახსნილი ნივთიერების გამოყოფა გამხსნელისაგან ჩვეულებრივი ქაღალდის მეშვეობით ფილტრაციით შეუძლებელია.
• ნივთიერება ასევე არ გამოიყოფა ფოროვან გარსში გავლის პროცესის შედეგად, რასაც ქიმიაში დიალიზს უწოდებენ.
• გამხსნელიდან მისი გამოყოფა შესაძლებელია მხოლოდ ამ უკანასკნელის აგრეგაციის მდგომარეობის შეცვლით, მაგალითად, აორთქლებით.
• რადგან შესაძლებელია ელექტროლიზის ჩატარება, ანუ ელექტრული დენის გავლა, თუ სისტემაზე ვრცელდება პოტენციური სხვაობა (ორი ელექტროდი).
• ისინი არ ფანტავენ სინათლეს.

ჭეშმარიტი ხსნარების მაგალითია სხვადასხვა მარილების წყალთან შერევა, მაგალითად, NaCl (სუფრის მარილი), NaHCO 3 (საჭმელი სოდა), KNO 3 (კალიუმის ნიტრატი) და სხვა.

კოლოიდური ხსნარები

ეს არის შუალედური სისტემები ნამდვილ ხსნარებსა და შეჩერებებს შორის. თუმცა, მათ აქვთ მთელი რიგი უნიკალური მახასიათებლები. ჩამოვთვალოთ ისინი:

• ისინი მექანიკურად სტაბილურია თვითნებურად დიდი ხნის განმავლობაში, თუ გარემო პირობები არ შეიცვლება. საკმარისია სისტემის გაცხელება ან მისი მჟავიანობის შეცვლა (pH მნიშვნელობა), რადგან კოლოიდი კოაგულირებს (ნალექს).
• ისინი არ არის გამიჯნული ფილტრის ქაღალდის გამოყენებით, თუმცა დიალიზის პროცესი იწვევს დისპერსიული ფაზის და გარემოს გამოყოფას.
• როგორც ნამდვილი გადაწყვეტილებების შემთხვევაში, მათთვის ელექტროლიზი შეიძლება ჩატარდეს.
• გამჭვირვალე კოლოიდური სისტემებისთვის დამახასიათებელია ეგრეთ წოდებული ტინდალის ეფექტი: ამ სისტემაში სინათლის სხივის გავლისას თქვენ ხედავთ მას. ეს გამოწვეულია ელექტრომაგნიტური ტალღების გაფანტვით სპექტრის ხილულ ნაწილში ყველა მიმართულებით.
• სხვა ნივთიერებების ადსორბციის უნარი.

კოლოიდური სისტემები, ჩამოთვლილი თვისებების გამო, ფართოდ გამოიყენება ადამიანების მიერ საქმიანობის სხვადასხვა სფეროში (კვების მრეწველობა, ქიმია), ასევე ხშირად გვხვდება ბუნებაში. კოლოიდის მაგალითია კარაქი, მაიონეზი. ბუნებაში, ეს არის ნისლები, ღრუბლები.

სანამ დისპერსიული სისტემების ბოლო (მესამე) კლასის აღწერას გადავიდოდეთ, უფრო დეტალურად განვმარტოთ კოლოიდების ზოგიერთი დასახელებული თვისება.

რა არის კოლოიდური ხსნარები?

ამ ტიპის დისპერსიული სისტემებისთვის, კლასიფიკაცია შეიძლება მიენიჭოს გარემოს სხვადასხვა აგრეგატული მდგომარეობისა და მასში გახსნილი ფაზის გათვალისწინებით. ქვემოთ მოცემულია შესაბამისი ცხრილი/

ცხრილიდან ჩანს, რომ კოლოიდური ნივთიერებები ყველგან გვხვდება, როგორც ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ასევე ბუნებაში. გაითვალისწინეთ, რომ მსგავსი ცხრილის მიცემა შესაძლებელია სუსპენზიებისთვისაც, გახსოვდეთ, რომ მათში კოლოიდებთან განსხვავება მხოლოდ დისპერსიული ფაზის ზომაშია. თუმცა, სუსპენზია მექანიკურად არასტაბილურია და, შესაბამისად, ნაკლებად პრაქტიკული ინტერესია, ვიდრე კოლოიდური სისტემები.

კოლოიდების მექანიკური სტაბილურობის მიზეზი

რატომ შეიძლება მაიონეზი დიდხანს იწვა მაცივარში და მასში შეჩერებული ნაწილაკები არ იშლება? რატომ არ „ეცემა“ წყალში გახსნილი საღებავის ნაწილაკები ჭურჭლის ძირში? ამ კითხვებზე პასუხი არის ბრაუნის მოძრაობა.

ამ ტიპის მოძრაობა მე-19 საუკუნის პირველ ნახევარში აღმოაჩინა ინგლისელმა ბოტანიკოსმა რობერტ ბრაუნმა, რომელმაც მიკროსკოპით დააკვირდა, თუ როგორ მოძრაობენ მტვრის მცირე ნაწილაკები წყალში. ფიზიკური თვალსაზრისით, ბრაუნის მოძრაობა არის თხევადი მოლეკულების ქაოტური მოძრაობის გამოვლინება. მისი ინტენსივობა იზრდება სითხის ტემპერატურის აწევის შემთხვევაში. სწორედ ამ ტიპის მოძრაობა იწვევს კოლოიდური ხსნარების მცირე ნაწილაკების შეჩერებას.

ადსორბციის თვისება

დისპერსია არის ნაწილაკების საშუალო ზომის ორმხრივი. ვინაიდან კოლოიდებში ეს ზომა 1 ნმ-დან 100 ნმ-მდეა, მათ აქვთ ძალიან განვითარებული ზედაპირი, ანუ თანაფარდობა S/m არის დიდი მნიშვნელობა, აქ S არის მთლიანი ინტერფეისის ფართობი ორ ფაზას შორის (დისპერსიული საშუალება. და ნაწილაკები), m - ნაწილაკების მთლიანი მასა ხსნარში.

ატომებს, რომლებიც დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზედაპირზე არიან, აქვთ უჯერი ქიმიური ბმები. ეს ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ შექმნან ნაერთები სხვა მოლეკულებთან. როგორც წესი, ეს ნაერთები წარმოიქმნება ვან დერ ვაალის ძალების ან წყალბადის ბმების გამო. მათ შეუძლიათ შეინარჩუნონ მოლეკულების რამდენიმე ფენა კოლოიდური ნაწილაკების ზედაპირზე.

ადსორბენტის კლასიკური მაგალითია გააქტიურებული ნახშირბადი. ეს არის კოლოიდი, სადაც დისპერსიული გარემო არის მყარი, ხოლო ფაზა არის აირი. მისთვის სპეციფიკური ზედაპირის ფართობმა შეიძლება მიაღწიოს 2500 მ 2 / გ.

დისპერსიის ხარისხი და ზედაპირის სპეციფიკური ფართობი

S/m მნიშვნელობის გამოთვლა ადვილი საქმე არ არის. ფაქტია, რომ კოლოიდური ხსნარში ნაწილაკებს განსხვავებული ზომები, ფორმა აქვთ და თითოეული ნაწილაკების ზედაპირს უნიკალური რელიეფი აქვს. აქედან გამომდინარე, ამ პრობლემის გადაჭრის თეორიული მეთოდები იწვევს ხარისხობრივ შედეგებს და არა რაოდენობრივ შედეგებს. მიუხედავად ამისა, სასარგებლოა კონკრეტული ზედაპირის ფორმულის მიცემა დისპერსიის ხარისხიდან.

თუ დავუშვებთ, რომ სისტემის ყველა ნაწილაკს აქვს სფერული ფორმა და ერთნაირი ზომა, მაშინ მარტივი გამოთვლების შედეგად მიიღება შემდეგი გამოთქმა: S ud = 6 / (d * ρ), სადაც S ud არის ზედაპირის ფართობი. (სპეციფიკური), d არის ნაწილაკების დიამეტრი, ρ - ნივთიერების სიმკვრივე, რომლისგანაც იგი შედგება. ფორმულიდან ჩანს, რომ ყველაზე პატარა და მძიმე ნაწილაკები ყველაზე დიდ წვლილს შეიტანენ განხილულ რაოდენობაში.

S ud-ის განსაზღვრის ექსპერიმენტული მეთოდია გაზის მოცულობის გამოთვლა, რომელიც შეიწოვება შესასწავლი ნივთიერებით, ასევე მასში ფორების ზომის (დისპერსიული ფაზა) გაზომვა.

ლიოფობიური და ლიოფობიური სისტემები

ლიოფობიურობა და ლიოფობიურობა არის ის მახასიათებლები, რომლებიც, ფაქტობრივად, განსაზღვრავს დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაციის არსებობას იმ ფორმით, რომელშიც იგი მოცემულია ზემოთ. ორივე ცნება ახასიათებს ძალის კავშირს გამხსნელისა და გამხსნელის მოლეკულებს შორის. თუ ეს ურთიერთობა დიდია, მაშინ ისინი საუბრობენ ლიოფიურობაზე. ასე რომ, წყალში ყველა მარილი ლიოფილია, რადგან მათი ნაწილაკები (იონები) ელექტრულად არის დაკავშირებული პოლარული H 2 O მოლეკულებთან. თუ გავითვალისწინებთ ისეთ სისტემებს, როგორიცაა კარაქი ან მაიონეზი, მაშინ ეს არის ტიპიური ჰიდროფობიური კოლოიდების წარმომადგენლები, რადგან ისინი შეიცავს ცხიმის მოლეკულებს ( ლიპიდები) გამოიდევნება პოლარული H2O მოლეკულებიდან.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ლიოფობიური (ჰიდროფობიური თუ გამხსნელი წყალია) სისტემები თერმოდინამიკურად არასტაბილურია, რაც განასხვავებს მათ ლიოფილიური სისტემებისგან.

შეჩერების თვისებები

ახლა განვიხილოთ დისპერსიული სისტემების ბოლო კლასი - შეჩერებები. შეგახსენებთ, რომ მათ ახასიათებთ ის ფაქტი, რომ მათში არსებული უმცირესი ნაწილაკი 100 ნმ-ზე დიდია ან რიგის მიხედვით. რა თვისებები აქვთ მათ? ქვემოთ მოცემულია შესაბამისი სია:

• ისინი მექანიკურად არასტაბილურია, ამიტომ მათში ნალექი წარმოიქმნება მოკლე დროში.
• ისინი მოღრუბლული და გაუმჭვირვალეა მზისგან.
• ფაზა შეიძლება გამოვყოთ საშუალოდან ფილტრის ქაღალდის გამოყენებით.

ბუნებაში შეჩერების მაგალითებია მოღრუბლული წყალი მდინარეებში ან ვულკანური ფერფლი. ადამიანის მიერ სუსპენზიების გამოყენება დაკავშირებულია, როგორც წესი, მედიკამენტებთან (სამკურნალო ხსნარებთან).

კოაგულაცია

რა შეიძლება ითქვას დისპერსიის სხვადასხვა ხარისხის მქონე ნივთიერებების ნარევებზე? ნაწილობრივ, ეს საკითხი უკვე განხილულია სტატიაში, რადგან ნებისმიერ დისპერსიულ სისტემაში ნაწილაკებს აქვთ ზომა, რომელიც გარკვეულ საზღვრებშია. აქ მხოლოდ ერთ საინტერესო შემთხვევას განვიხილავთ. რა მოხდება, თუ შეურიეთ კოლოიდი და ნამდვილი ელექტროლიტური ხსნარი? შეწონილი სისტემა დაირღვევა და მოხდება მისი კოაგულაცია. მისი მიზეზი მდგომარეობს ჭეშმარიტი ხსნარის იონების ელექტრული ველების გავლენას კოლოიდური ნაწილაკების ზედაპირულ მუხტზე.

სექციები: Ქიმია

Კლასი: 11

გაკვეთილის თემის შესწავლის შემდეგ გაიგებთ:

• რა არის დისპერსიული სისტემები?
• რა არის დისპერსიული სისტემები?
• რა თვისებები აქვს დისპერსიულ სისტემებს?
• დისპერსიული სისტემების მნიშვნელობა.

სუფთა ნივთიერებები ბუნებაში ძალიან იშვიათია. სუფთა ნივთიერებების კრისტალები - მაგალითად, შაქარი ან სუფრის მარილი, შეგიძლიათ მიიღოთ სხვადასხვა ზომებში - დიდი და პატარა. როგორიც არ უნდა იყოს კრისტალების ზომა, მათ ყველას აქვს ერთი და იგივე შინაგანი სტრუქტურა მოცემული ნივთიერებისთვის - მოლეკულური ან იონური კრისტალური ბადე.

ბუნებაში ყველაზე ხშირად გვხვდება სხვადასხვა ნივთიერებების ნარევები. აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობებში სხვადასხვა ნივთიერებების ნარევმა შეიძლება შექმნას ჰეტეროგენული და ერთგვაროვანი სისტემები. ასეთ სისტემებს დისპერსიულს დავარქმევთ.

დისპერსირებული სისტემა არის სისტემა, რომელიც შედგება ორი ან მეტი ნივთიერებისგან, რომელთაგან ერთი, ძალიან მცირე ნაწილაკების სახით, თანაბრად ნაწილდება მეორის მოცულობაში.

ნივთიერება იშლება იონებად, მოლეკულებად, ატომებად, რაც ნიშნავს, რომ ის "იყოფა" უმცირეს ნაწილაკებად. „დამსხვრევა“ > დისპერსია, ე.ი. ნივთიერებები ნაწილაკების სხვადასხვა ზომისაა, ხილული და უხილავი.

ნივთიერებას, რომელიც მცირე რაოდენობითაა, იშლება და ნაწილდება მეორის მოცულობით, ე.წ დისპერსიული ფაზა. ის შეიძლება შედგებოდეს რამდენიმე ნივთიერებისგან.

ნივთიერება, რომელიც იმყოფება უფრო დიდი რაოდენობით, რომლის მოცულობაშიც ნაწილდება დისპერსიული ფაზა, ე.წ. დისპერსიული საშუალო. მასსა და დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს შორის არის ინტერფეისი, ამიტომ დისპერსიულ სისტემებს უწოდებენ ჰეტეროგენულ (არაერთგვაროვან).

როგორც დისპერსიული გარემო, ასევე დისპერსიული ფაზა შეიძლება წარმოადგენდეს ნივთიერებებს, რომლებიც აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაშია - მყარი, თხევადი და აირისებრი.

დისპერსიული გარემოსა და დისპერსიული ფაზის აგრეგაციის მდგომარეობის კომბინაციიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიყოს ასეთი სისტემის 9 ტიპი.

მაგიდა
დისპერსიული სისტემების მაგალითები

დისპერსიული საშუალება	დისპერსიული ფაზა	ზოგიერთი ბუნებრივი და საყოფაცხოვრებო დისპერსიული სისტემის მაგალითები
გაზი	გაზი	ყოველთვის ერთგვაროვანი ნარევი (ჰაერი, ბუნებრივი აირი)
	თხევადი	ნისლი, ასოცირებული გაზი ნავთობის წვეთებთან, კარბურატორის ნარევი მანქანის ძრავებში (ბენზინის წვეთები ჰაერში), აეროზოლები
	Მყარი	მტვერი ჰაერში, კვამლი, სმოგი, სიმები (მტვერი და ქვიშის ქარიშხალი), აეროზოლები
თხევადი	გაზი	შუშხუნა სასმელები, ქაფი
	თხევადი	ემულსიები. სხეულის სითხეები (სისხლის პლაზმა, ლიმფა, საჭმლის მომნელებელი წვენები), უჯრედების თხევადი შემცველობა (ციტოპლაზმა, კარიოპლაზმა)
	Მყარი	სოლები, გელები, პასტები (ჟელე, ჟელე, წებო). წყალში შეკიდული მდინარის და ზღვის სილა; ნაღმტყორცნები
Მყარი	გაზი	თოვლის ქერქი ჰაერის ბუშტებით, ნიადაგი, ტექსტილის ქსოვილები, აგური და კერამიკა, ქაფი რეზინი, გაზიანი შოკოლადი, ფხვნილები
	თხევადი	სველი ნიადაგი, სამედიცინო და კოსმეტიკური პროდუქტები (მალამოები, ტუში, პომადა და ა.შ.)
	Მყარი	ქანები, ფერადი სათვალეები, ზოგიერთი შენადნობები

დისპერსიული ფაზის შემადგენელი ნივთიერებების ნაწილაკების ზომის მიხედვით, დისპერსიული სისტემები იყოფა უხეში (სუსპენზია) ნაწილაკების ზომით 100 ნმ-ზე მეტი და წვრილად გაფანტული (კოლოიდური ხსნარები ან კოლოიდური სისტემები) ნაწილაკების ზომით 100-დან 1 ნმ-მდე. თუ ნივთიერება ფრაგმენტირებულია მოლეკულებად ან 1 ნმ-ზე მცირე ზომის იონებად, იქმნება ერთგვაროვანი სისტემა - გამოსავალი. ის ერთგვაროვანია, არ არის ინტერფეისი ნაწილაკებსა და გარემოს შორის.

დისპერსიული სისტემები და გადაწყვეტილებები ძალიან მნიშვნელოვანია ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ბუნებაში. თავად განსაჯეთ: ნილოსის შლამის გარეშე ძველი ეგვიპტის დიდი ცივილიზაცია არ მოხდებოდა; წყლის, ჰაერის, ქანების და მინერალების გარეშე საერთოდ არ იქნებოდა ცოცხალი პლანეტა - ჩვენი საერთო სახლი - დედამიწა; უჯრედების გარეშე არ იქნებოდა ცოცხალი ორგანიზმები და ა.შ.

შეჩერებები

სუსპენზია არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც ფაზის ნაწილაკების ზომა 100 ნმ-ზე მეტია. ეს არის გაუმჭვირვალე სისტემები, რომელთა ცალკეული ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალითაც ჩანს. დისპერსიული ფაზა და დაშლილი გარემო ადვილად გამოიყოფა დასახლებით, გაფილტვრით. ასეთი სისტემები იყოფა:

1. ემულსიები (საშუალოც და ფაზაც ერთმანეთში უხსნადი სითხეებია). წყლისა და ზეთისგან შეგიძლიათ მოამზადოთ ემულსია ნარევის ხანგრძლივი შერყევით. ეს არის თქვენთვის კარგად ნაცნობი რძე, ლიმფა, წყლის დაფუძნებული საღებავები და ა.შ.
2. შეჩერებები(საშუალება სითხეა, ფაზა მასში უხსნადი მყარია) სუსპენზიის მოსამზადებლად ნივთიერება უნდა დაფქვათ წვრილ ფხვნილამდე, გადაასხით სითხეში და კარგად შეანჯღრიეთ. დროთა განმავლობაში, ნაწილაკი დაეცემა ჭურჭლის ძირში. ცხადია, რაც უფრო პატარაა ნაწილაკები, მით უფრო დიდხანს გაგრძელდება სუსპენზია. ეს არის სამშენებლო ხსნარები, წყალში შეჩერებული მდინარის და ზღვის სილა, ზღვის წყალში მიკროსკოპული ცოცხალი ორგანიზმების ცოცხალი სუსპენზია - პლანქტონი, რომელიც იკვებება გიგანტებით - ვეშაპებით და ა.შ.
3. აეროზოლებიაირში (მაგალითად, ჰაერში) თხევადი ან მყარი ნაწილაკების სუსპენზია. მტვერი, კვამლი, ნისლები განსხვავდება. აეროზოლების პირველი ორი ტიპი არის მყარი ნაწილაკების სუსპენზია გაზში (უფრო დიდი ნაწილაკები მტვერში), ბოლო არის თხევადი წვეთების სუსპენზია გაზში. მაგალითად: ნისლი, ჭექა-ქუხილი - ჰაერში წყლის წვეთების შეჩერება, კვამლი - პატარა მყარი ნაწილაკები. და მსოფლიოს უდიდეს ქალაქებზე ჩამოკიდებული სმოგი ასევე არის აეროზოლი მყარი და თხევადი დისპერსიული ფაზით. ცემენტის ქარხნების მახლობლად დასახლებული პუნქტების მაცხოვრებლები იტანჯებიან ჰაერში მუდამ ჩამოკიდებული ცემენტის მტვრისგან, რომელიც წარმოიქმნება ცემენტის ნედლეულის დაფქვისას და მისი გამოწვის პროდუქტის - კლინკერის დროს. მავნე აეროზოლებია ასევე ქარხნის მილების კვამლი, სმოგი, ნერწყვის უმცირესი წვეთები, რომლებიც გრიპით დაავადებულის პირიდან გამოფრინავს. აეროზოლები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბუნებაში, ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ადამიანის წარმოების საქმიანობაში. ღრუბლის დაგროვება, საველე დამუშავება ქიმიკატებით, საღებავის შესხურება, რესპირატორული მკურნალობა (ინჰალაცია) არის ფენომენებისა და პროცესების მაგალითები, სადაც აეროზოლები სასარგებლოა. აეროზოლები - ნისლები ზღვის სერფინგზე, ჩანჩქერებისა და შადრევნების მახლობლად, მათში აღმოცენებული ცისარტყელა ანიჭებს ადამიანს სიხარულს, ესთეტიკურ სიამოვნებას.

ქიმიისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანია დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც გარემო არის წყალი და თხევადი ხსნარები.

ბუნებრივი წყალი ყოველთვის შეიცავს გახსნილ ნივთიერებებს. ბუნებრივი წყალხსნარები ჩართულია ნიადაგის წარმოქმნის პროცესებში და მცენარეთა საკვები ნივთიერებებით ამარაგებს. რთული სასიცოცხლო პროცესები, რომლებიც ხდება ადამიანის და ცხოველის ორგანიზმებში, ასევე ხდება ხსნარებში. მრავალი ტექნოლოგიური პროცესი ქიმიურ და სხვა ინდუსტრიებში, როგორიცაა მჟავების, ლითონების, ქაღალდის, სოდა, სასუქების წარმოება, მიმდინარეობს ხსნარებში.

კოლოიდური სისტემები

კოლოიდური სისტემები – ეს არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც ფაზის ნაწილაკების ზომა 100-დან 1 ნმ-მდეა. ეს ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს და დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო ასეთ სისტემებში ძნელად დგანან ერთმანეთისგან.

თქვენ იცით თქვენი ზოგადი ბიოლოგიის კურსიდან, რომ ამ ზომის ნაწილაკების აღმოჩენა შესაძლებელია ულტრამიკროსკოპის გამოყენებით, რომელიც იყენებს სინათლის გაფანტვის პრინციპს. ამის გამო მასში არსებული კოლოიდური ნაწილაკი მუქ ფონზე ნათელი წერტილის სახით ჩანს.

ისინი იყოფა სოლებად (კოლოიდური ხსნარები) და გელებად (ჟელე).

1. კოლოიდური ხსნარები, ან ხსნარები. ეს არის ცოცხალი უჯრედის სითხეების უმრავლესობა (ციტოპლაზმა, ბირთვული წვენი - კარიოპლაზმა, ორგანელებისა და ვაკუოლების შიგთავსი). და ცოცხალი ორგანიზმი მთლიანობაში (სისხლი, ლიმფა, ქსოვილის სითხე, საჭმლის მომნელებელი წვენები და ა.შ.) ასეთი სისტემები ქმნიან ადჰეზივებს, სახამებელს, ცილებს და ზოგიერთ პოლიმერს.

კოლოიდური ხსნარების მიღება შესაძლებელია ქიმიური რეაქციების შედეგად; მაგალითად, როდესაც კალიუმის ან ნატრიუმის სილიკატების ხსნარები („ხსნადი მინა“) ურთიერთქმედებენ მჟავას ხსნარებთან, წარმოიქმნება სილიციუმის მჟავას კოლოიდური ხსნარი. სოლი ასევე წარმოიქმნება ცხელ წყალში რკინის (III) ქლორიდის ჰიდროლიზის დროს.

კოლოიდური ხსნარების დამახასიათებელი თვისებაა მათი გამჭვირვალობა. კოლოიდური ხსნარები გარეგნულად მსგავსია ჭეშმარიტ ხსნარებთან. ამ უკანასკნელისგან ისინი გამოირჩევიან წარმოქმნილი "მნათობი ბილიკით" - კონუსი, როდესაც მათში სინათლის სხივი გადის. ამ ფენომენს ტინდალის ეფექტს უწოდებენ. უფრო დიდი ვიდრე ნამდვილ ხსნარში, სოლის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ირეკლავენ სინათლეს მათი ზედაპირიდან და დამკვირვებელი ხედავს მანათობელ კონუსს ჭურჭელში კოლოიდური ხსნარით. ის არ წარმოიქმნება ნამდვილ ხსნარში. მსგავსი ეფექტი, მაგრამ მხოლოდ აეროზოლისთვის და არა თხევადი კოლოიდისთვის, შეიძლება შეინიშნოს ტყეში და კინოთეატრებში, როდესაც კინოკამერის სინათლის სხივი გადის კინოდარბაზის ჰაერში.

სინათლის სხივის გავლა ხსნარებში;

ა - ნატრიუმის ქლორიდის ნამდვილი ხსნარი;
ბ – რკინის (III) ჰიდროქსიდის კოლოიდური ხსნარი.

კოლოიდური ხსნარების დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ხშირად არ წყდება გრძელვადიანი შენახვის დროსაც კი, გამხსნელების მოლეკულებთან უწყვეტი შეჯახების გამო თერმული მოძრაობის გამო. ისინი ერთმანეთთან მიახლოებისას არ ებმებიან ერთმანეთს ზედაპირზე მსგავსი ელექტრული მუხტების არსებობის გამო. ეს აიხსნება იმით, რომ ნივთიერებებს კოლოიდურ, ანუ წვრილად დაყოფილ მდგომარეობაში აქვთ დიდი ზედაპირი. ამ ზედაპირზე ადსორბირდება ან დადებითად ან უარყოფითად დამუხტული იონები. მაგალითად, სილიციუმის მჟავა შთანთქავს უარყოფით იონებს SiO 3 2-, რომლებიც უხვად არის ხსნარში ნატრიუმის სილიკატის დისოციაციის გამო:

მსგავსი მუხტის მქონე ნაწილაკები ერთმანეთს მოგერიებენ და, შესაბამისად, არ ებმებიან ერთმანეთს.

მაგრამ გარკვეულ პირობებში, კოაგულაციის პროცესი შეიძლება მოხდეს. ზოგიერთი კოლოიდური ხსნარის ხარშვისას ხდება დამუხტული იონების დეზორბცია, ე.ი. კოლოიდური ნაწილაკები კარგავენ მუხტს. ისინი იწყებენ შესქელებას და დნებას. იგივე შეინიშნება ნებისმიერი ელექტროლიტის დამატებისას. ამ შემთხვევაში კოლოიდური ნაწილაკი იზიდავს საპირისპიროდ დამუხტულ იონს და მისი მუხტი ანეიტრალებს.

კოაგულაცია - კოლოიდური ნაწილაკების ერთმანეთთან შეკვრის და მათი ნალექის ფენომენი - შეინიშნება ამ ნაწილაკების მუხტების განეიტრალებისას, როდესაც ელექტროლიტი ემატება კოლოიდურ ხსნარს. ამ შემთხვევაში ხსნარი იქცევა სუსპენზიაში ან გელში. ზოგიერთი ორგანული კოლოიდი კოაგულაციას განიცდის გაცხელებისას (წებო, კვერცხის ცილა) ან როდესაც იცვლება ხსნარის მჟავა-ტუტოვანი გარემო.

2. გელები ან ჟელეები არის ჟელატინისებრი ნალექები, რომლებიც წარმოიქმნება სოლების შედედების დროს. მათ შორისაა დიდი რაოდენობით პოლიმერული გელები, საკონდიტრო ნაწარმი, კოსმეტიკური და სამედიცინო გელები თქვენთვის კარგად ნაცნობი (ჟელატინი, ჟელე, მარმელადი, ჩიტის რძის ნამცხვარი) და, რა თქმა უნდა, უსასრულო რაოდენობის ბუნებრივი გელები: მინერალები (ოპალი), მედუზის სხეულები. , ხრტილი, მყესები, თმა, კუნთოვანი და ნერვული ქსოვილი და ა.შ. დედამიწაზე განვითარების ისტორია ერთდროულად შეიძლება ჩაითვალოს მატერიის კოლოიდური მდგომარეობის ევოლუციის ისტორიად. დროთა განმავლობაში გელების აგებულება ირღვევა (მოიჭრება) - მათგან წყალი გამოიყოფა. ამ ფენომენს ე.წ სინერეზი.

ჩაატარეთ ლაბორატორიული ექსპერიმენტები თემაზე (ჯგუფური მუშაობა, 4 კაციან ჯგუფში).

თქვენ მოგეცემათ დისპერსიული სისტემის ნიმუში. თქვენი ამოცანაა დაადგინოთ რომელი დისპერსიული სისტემა მოგეცემათ.

გაიცემა მოსწავლეებზე: შაქრის ხსნარი, რკინის (III) ქლორიდის ხსნარი, წყლისა და მდინარის ქვიშის ნარევი, ჟელატინი, ალუმინის ქლორიდის ხსნარი, ჩვეულებრივი მარილის ხსნარი, წყლისა და მცენარეული ზეთის ნარევი.

ლაბორატორიული ექსპერიმენტის ჩატარების ინსტრუქციები

1. ყურადღებით გაითვალისწინეთ თქვენთვის მოცემული ნიმუში (გარე აღწერა).შეავსეთ ცხრილის No1 სვეტი.
2. აურიეთ დისპერსიული სისტემა. დააკვირდით დასახლების უნარს.

ნალექი ან აქერცვლა ხდება რამდენიმე წუთში, ან გაჭირვებით ხანგრძლივი დროის განმავლობაში, ან არ დნება. შეავსეთ ცხრილის მე-2 სვეტი.

თუ არ აკვირდებით ნაწილაკების დაბინძურებას, შეამოწმეთ იგი კოაგულაციისთვის. ორ სინჯარაში ჩაასხით ცოტაოდენი ხსნარი და ერთს დაუმატეთ 2-3 წვეთი ყვითელი სისხლის მარილი, მეორეს კი 3-5 წვეთი ტუტე, რას აკვირდებით?

1. გაიარეთ დისპერსიული სისტემა ფილტრის მეშვეობით.რას უყურებ? შეავსეთ ცხრილის მე-3 სვეტი. (ზოგიერთი გაფილტრეთ სინჯარაში).
2. გაატარეთ ფანრის სინათლის სხივი ხსნარში მუქი ქაღალდის ფონზე.რას უყურებ? (შეგიძლიათ იხილოთ ტინდალის ეფექტი)
3. გააკეთე დასკვნა: რა არის ეს დისპერსიული სისტემა? რა არის დისპერსიული საშუალება? რა არის დისპერსიული ფაზა? როგორია მასში ნაწილაკების ზომები? (სვეტი No5).

ახლობელი("კინკვაინ" -ფრ-დან სიტყვა ნიშნავს "ხუთს") არის 5 სტრიქონიანი ლექსი კონკრეტულ თემაზე. შემადგენლობისთვის ახლობელიმოცემულია 5 წუთი, რის შემდეგაც შესაძლებელია დაწერილი ლექსების გახმოვანება და განხილვა წყვილებში, ჯგუფებში ან მთელი აუდიტორიისთვის.

წერის წესები ახლობელი:

1. პირველი ხაზი შეიცავს ერთ სიტყვას (ჩვეულებრივ არსებით სახელს) თემისთვის.
2. მეორე სტრიქონი არის ამ თემის აღწერა ორი ზედსართავი სახელით.
3. მესამე ხაზი არის სამი ზმნა (ან ზმნის ფორმა), რომლებიც ასახელებენ საგნის ყველაზე დამახასიათებელ მოქმედებებს.
4. მეოთხე სტრიქონი არის ოთხსიტყვიანი ფრაზა, რომელიც აჩვენებს პირად ურთიერთობას თემასთან.
5. ბოლო ხაზი არის თემის სინონიმი, რომელიც ხაზს უსვამს მის არსს.

2008 წლის ზაფხული ვენა. შონბრუნი.

2008 წლის ზაფხული ნიჟნი ნოვგოროდის რეგიონი.

ღრუბლები და მათი როლი ადამიანის ცხოვრებაში ჩვენს ირგვლივ მთელი ბუნება - ცხოველებისა და მცენარეების ორგანიზმები, ჰიდროსფერო და ატმოსფერო, დედამიწის ქერქი და ნაწლავები არის მრავალი მრავალფეროვანი და მრავალფეროვანი უხეში და კოლოიდური სისტემების რთული ნაკრები. კოლოიდური ქიმიის განვითარება დაკავშირებულია საბუნებისმეტყველო მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგის აქტუალურ პრობლემებთან. წარმოდგენილ სურათზე ნაჩვენებია ღრუბლები - კოლოიდური დისპერსიული სისტემების აეროზოლების ერთ-ერთი სახეობა. ატმოსფერული ნალექების შესწავლისას მეტეოროლოგია ეყრდნობა აეროდისპერსიული სისტემების თეორიას. ჩვენი პლანეტის ღრუბლები იგივე ცოცხალი არსებებია, როგორც მთელი ბუნება, რომელიც ჩვენს გარშემოა. მათ დიდი მნიშვნელობა აქვთ დედამიწისთვის, რადგან ისინი საინფორმაციო არხებია. ყოველივე ამის შემდეგ, ღრუბლები შედგება წყლის კაპილარული ნივთიერებისგან, წყალი კი, როგორც მოგეხსენებათ, ინფორმაციის ძალიან კარგი საცავია. ბუნებაში წყლის ციკლი იწვევს იმ ფაქტს, რომ ინფორმაცია პლანეტის მდგომარეობისა და ადამიანების განწყობის შესახებ გროვდება ატმოსფეროში და ღრუბლებთან ერთად მოძრაობს დედამიწის მთელ სივრცეში. ღრუბლები ბუნების საოცარი ქმნილებაა, რომელიც ადამიანს სიხარულს, ესთეტიკურ სიამოვნებას ანიჭებს. კრასნოვა მარია, მე-11 „ბ“ კლასი

P.S.
დიდი მადლობა პერშინა ო.გ.-ს, დიმიტროვის გიმნაზიის ქიმიის მასწავლებელს, გაკვეთილზე ვიმუშავეთ ნაპოვნი პრეზენტაციით და მას დაემატა ჩვენი მაგალითები.

დისპერსიული სისტემები

სუფთა ნივთიერებები ბუნებაში ძალიან იშვიათია. აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში მყოფი სხვადასხვა ნივთიერების ნარევებმა შეიძლება წარმოქმნას ჰეტეროგენული და ერთგვაროვანი სისტემები - დისპერსიული სისტემები და ხსნარები.
გაფანტული უწოდებენ ჰეტეროგენულ სისტემებს, რომლებშიც ერთი ნივთიერება ძალიან მცირე ნაწილაკების სახით თანაბრად ნაწილდება მეორის მოცულობაში.
ნივთიერებას, რომელიც არის უფრო მცირე რაოდენობით და ნაწილდება მეორის მოცულობაში, ეწოდება დისპერსიული ფაზა . ის შეიძლება შედგებოდეს რამდენიმე ნივთიერებისგან.
ნივთიერება, რომელიც იმყოფება უფრო დიდი რაოდენობით, რომლის მოცულობაშიც ნაწილდება დისპერსიული ფაზა, ე.წ. დისპერსიული საშუალო . მასა და დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს შორის არის ინტერფეისი, ამიტომ დისპერსიულ სისტემებს უწოდებენ ჰეტეროგენულ (არაერთგვაროვანს).
როგორც დისპერსიული გარემო, ასევე დისპერსიული ფაზა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ნივთიერებებით აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში - მყარი, თხევადი და აირისებრი.
დისპერსიული გარემოსა და დისპერსიული ფაზის აგრეგაციის მდგომარეობის კომბინაციიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიყოს ასეთი სისტემის 9 ტიპი.

დისპერსიული ფაზის შემადგენელი ნივთიერებების ნაწილაკების ზომის მიხედვით, დისპერსიული სისტემები იყოფა უხეშ (სუსპენზიებად) ნაწილაკების ზომით 100 ნმ-ზე მეტი და წვრილად დაშლილ (კოლოიდური ხსნარები ან კოლოიდური სისტემები) ნაწილაკების ზომით 100-დან 1 ნმ-მდე. . თუ ნივთიერება ფრაგმენტირებულია მოლეკულებად ან 1 ნმ-ზე მცირე ზომის იონებად, იქმნება ერთგვაროვანი სისტემა - ხსნარი. ეს არის ერთგვაროვანი (ერთგვაროვანი), არ არის ინტერფეისი ნაწილაკებსა და გარემოს შორის.

დისპერსიული სისტემებისა და გადაწყვეტილებების ზერელე გაცნობაც კი გვიჩვენებს, თუ რამდენად მნიშვნელოვანია ისინი ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ბუნებაში.

თავად განსაჯეთ: ნილოსის შლამის გარეშე ძველი ეგვიპტის დიდი ცივილიზაცია არ მოხდებოდა; წყლის, ჰაერის, ქანების და მინერალების გარეშე საერთოდ არ იქნებოდა ცოცხალი პლანეტა - ჩვენი საერთო სახლი - დედამიწა; უჯრედების გარეშე არ იქნებოდა ცოცხალი ორგანიზმები და ა.შ.

დისპერსიული სისტემებისა და ხსნარების კლასიფიკაცია

შეჩერება

შეჩერება - ეს არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც ფაზის ნაწილაკების ზომა 100 ნმ-ზე მეტია. ეს არის გაუმჭვირვალე სისტემები, რომელთა ცალკეული ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალითაც ჩანს. დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო ადვილად გამოიყოფა დასახლებით. ასეთი სისტემები იყოფა:
1) ემულსიები (როგორც საშუალო, ასევე ფაზა ერთმანეთში უხსნადი სითხეებია). ეს არის თქვენთვის კარგად ნაცნობი რძე, ლიმფა, წყლის დაფუძნებული საღებავები და ა.შ.
2) შეჩერებები (საშუალება არის თხევადი, ხოლო ფაზა არის მასში უხსნადი მყარი). ეს არის სამშენებლო ხსნარები (მაგალითად, „ცაცხვის რძე“ გათეთრებისთვის), წყალში შეჩერებული მდინარის და ზღვის სილა, ზღვის წყალში მიკროსკოპული ცოცხალი ორგანიზმების ცოცხალი სუსპენზია - პლანქტონი, რომლითაც გიგანტური ვეშაპები იკვებებიან და ა.
3) აეროზოლები - აირში (მაგალითად, ჰაერში) თხევადი ან მყარი ნაწილაკების სუსპენზია. განასხვავებენ მტვერს, კვამლს, ნისლს. აეროზოლების პირველი ორი ტიპი არის მყარი ნაწილაკების სუსპენზია გაზში (უფრო დიდი ნაწილაკები მტვერში), ბოლო არის გაზში მცირე თხევადი წვეთების სუსპენზია. მაგალითად, ბუნებრივი აეროზოლები: ნისლი, ჭექა-ქუხილი - ჰაერში წყლის წვეთების შეჩერება, კვამლი - პატარა მყარი ნაწილაკები. და მსოფლიოს უდიდეს ქალაქებზე ჩამოკიდებული სმოგი ასევე არის აეროზოლი მყარი და თხევადი დისპერსიული ფაზით. ცემენტის ქარხნების მახლობლად დასახლებული პუნქტების მაცხოვრებლები იტანჯებიან ჰაერში მუდამ ჩამოკიდებული ცემენტის საუკეთესო მტვრისგან, რომელიც წარმოიქმნება ცემენტის ნედლეულის დაფქვისას და მისი გამოწვის პროდუქტის - კლინკერის დროს. მსგავსი მავნე აეროზოლები - მტვერი - ასევე გვხვდება მეტალურგიული მრეწველობის მქონე ქალაქებში. მავნე აეროზოლებია ასევე ქარხნის მილების კვამლი, სმოგი, ნერწყვის უმცირესი წვეთები, რომლებიც გრიპით დაავადებულის პირიდან გამოფრინავს.
აეროზოლები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბუნებაში, ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ადამიანის წარმოების საქმიანობაში. ღრუბლის დაგროვება, მინდვრების ქიმიური დამუშავება, საღებავის შესხურება, საწვავის შესხურება, მშრალი რძის პროდუქტები, რესპირატორული მკურნალობა (ინჰალაცია) არის ფენომენებისა და პროცესების მაგალითები, სადაც აეროზოლები სასარგებლოა. აეროზოლები - ნისლები ზღვის სერფინგზე, ჩანჩქერებისა და შადრევნების მახლობლად, მათში აღმოცენებული ცისარტყელა ანიჭებს ადამიანს სიხარულს, ესთეტიკურ სიამოვნებას.
ქიმიისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანია დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც გარემო არის წყალი და თხევადი ხსნარები.
ბუნებრივი წყალი ყოველთვის შეიცავს გახსნილ ნივთიერებებს. ბუნებრივი წყალხსნარები ჩართულია ნიადაგის წარმოქმნის პროცესებში და მცენარეთა საკვები ნივთიერებებით ამარაგებს. რთული სასიცოცხლო პროცესები, რომლებიც ხდება ადამიანის და ცხოველის ორგანიზმებში, ასევე ხდება ხსნარებში. მრავალი ტექნოლოგიური პროცესი ქიმიურ და სხვა ინდუსტრიებში, როგორიცაა მჟავების, ლითონების, ქაღალდის, სოდა, სასუქების წარმოება, მიმდინარეობს ხსნარებში.

კოლოიდური სისტემები

კოლოიდური სისტემები - ეს არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც ფაზის ნაწილაკების ზომაა 100-დან 1 ნმ-მდე. ეს ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს და დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო ასეთ სისტემებში ძნელად დგანან ერთმანეთისგან.
ისინი იყოფა სოლებად (კოლოიდური ხსნარები) და გელებად (ჟელე).
1. კოლოიდური ხსნარები ან ხსნარები. ეს არის ცოცხალი უჯრედის სითხეების უმრავლესობა (ციტოპლაზმა, ბირთვული წვენი - კარიოპლაზმა, ორგანელებისა და ვაკუოლების შიგთავსი) და მთლიანად ცოცხალი ორგანიზმის (სისხლი, ლიმფა, ქსოვილის სითხე, საჭმლის მომნელებელი წვენები, ჰუმორული სითხეები და ა.შ.). ასეთი სისტემები ქმნიან ადჰეზივებს, სახამებელს, ცილებს და ზოგიერთ პოლიმერს.
კოლოიდური ხსნარების მიღება შესაძლებელია ქიმიური რეაქციების შედეგად; მაგალითად, როდესაც კალიუმის ან ნატრიუმის სილიკატების ხსნარები („ხსნადი მინა“) ურთიერთქმედებენ მჟავას ხსნარებთან, წარმოიქმნება სილიციუმის მჟავას კოლოიდური ხსნარი. სოლი ასევე წარმოიქმნება ცხელ წყალში რკინის (III) ქლორიდის ჰიდროლიზის დროს. კოლოიდური ხსნარები გარეგნულად მსგავსია ჭეშმარიტ ხსნარებთან. ამ უკანასკნელისგან ისინი გამოირჩევიან წარმოქმნილი „მნათობი ბილიკით“ - კონუსით, როდესაც მათში სინათლის სხივი გადის.

ამ ფენომენს ე.წ ტინდალის ეფექტი . უფრო დიდი ვიდრე ნამდვილ ხსნარში, სოლის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ირეკლავენ სინათლეს მათი ზედაპირიდან და დამკვირვებელი ხედავს მანათობელ კონუსს ჭურჭელში კოლოიდური ხსნარით. ის არ წარმოიქმნება ნამდვილ ხსნარში. მსგავსი ეფექტი, მაგრამ მხოლოდ აეროზოლისთვის და არა თხევადი კოლოიდისთვის, შეიძლება შეინიშნოს კინოთეატრებში, როდესაც კინოკამერის სინათლის სხივი გადის კინოდარბაზის ჰაერში.

კოლოიდური ხსნარების დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ხშირად არ წყდება გრძელვადიანი შენახვის დროსაც კი, გამხსნელების მოლეკულებთან უწყვეტი შეჯახების გამო თერმული მოძრაობის გამო. ისინი ერთმანეთთან მიახლოებისას არ ებმებიან ერთმანეთს ზედაპირზე მსგავსი ელექტრული მუხტების არსებობის გამო. მაგრამ გარკვეულ პირობებში, კოაგულაციის პროცესი შეიძლება მოხდეს.

კოაგულაცია - კოლოიდური ნაწილაკების ადჰეზიის და მათი დალექვის ფენომენი - შეინიშნება ამ ნაწილაკების მუხტების განეიტრალებისას, როდესაც ელექტროლიტს ემატება კოლოიდური ხსნარი. ამ შემთხვევაში ხსნარი იქცევა სუსპენზიაში ან გელში. ზოგიერთი ორგანული კოლოიდი კოაგულაციას განიცდის გაცხელებისას (წებო, კვერცხის ცილა) ან როდესაც იცვლება ხსნარის მჟავა-ტუტოვანი გარემო.

2. გელები , ან ჟელეები, რომლებიც წარმოადგენენ ჟელატინის ნალექებს, რომლებიც წარმოიქმნება სოლის კოაგულაციის დროს. მათ შორისაა დიდი რაოდენობით პოლიმერული გელები, საკონდიტრო ნაწარმი, კოსმეტიკური და სამედიცინო გელები თქვენთვის კარგად ცნობილი (ჟელატინი, ასპიკი, ჟელე, მარმელადი, ჩიტის რძის ნამცხვარი) და, რა თქმა უნდა, უსასრულო რაოდენობის ბუნებრივი გელები: მინერალები (ოპალი), მედუზის სხეულები, ხრტილები, მყესები, თმა, კუნთები და ნერვული ქსოვილები და ა.შ. დედამიწაზე სიცოცხლის განვითარების ისტორია ერთდროულად შეიძლება ჩაითვალოს მატერიის კოლოიდური მდგომარეობის ევოლუციის ისტორიად. დროთა განმავლობაში გელების სტრუქტურა ირღვევა - მათგან წყალი გამოიყოფა. ამ ფენომენს ე.წ სინერეზი .

გადაწყვეტილებები

გამოსავალი ე.წ ერთგვაროვანი სისტემა, რომელიც შედგება ორი ან მეტი ნივთიერებისგან.
ხსნარები ყოველთვის ერთფაზიანია, ანუ არის ერთგვაროვანი აირი, თხევადი ან მყარი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ერთ-ერთი ნივთიერება ნაწილდება მეორის მასაში მოლეკულების, ატომების ან იონების სახით (ნაწილაკების ზომა 1 ნმ-ზე ნაკლები).
გადაწყვეტილებები ე.წ მართალია , თუ გსურთ ხაზი გავუსვათ მათ განსხვავებას კოლოიდური ხსნარებისგან.
გამხსნელად ითვლება ნივთიერება, რომლის აგრეგაციის მდგომარეობა არ იცვლება ხსნარის წარმოქმნის დროს. მაგალითად, წყალი მარილის, შაქრის, ნახშირორჟანგის წყალხსნარებში. თუ ხსნარი წარმოიქმნება აირის გაზთან, სითხის სითხესთან და მყარის მყართან შერევით, გამხსნელად ითვლება ის კომპონენტი, რომელიც უფრო მეტია ხსნარში. ასე რომ, ჰაერი არის ჟანგბადის, კეთილშობილი აირების, ნახშირორჟანგის ხსნარი აზოტში (გამხსნელი). სუფრის ძმარი, რომელიც შეიცავს 5-დან 9%-მდე ძმარმჟავას, არის ამ მჟავის ხსნარი წყალში (გამხსნელი წყალია). მაგრამ ძმარმჟავას არსებით ძმარმჟავა გამხსნელის როლს ასრულებს, ვინაიდან მისი მასური წილი 70-80%-ია, შესაბამისად, ეს არის წყლის ხსნარი ძმარმჟავაში.

ვერცხლისა და ოქროს თხევადი შენადნობის კრისტალიზაციის დროს შეიძლება მივიღოთ სხვადასხვა კომპოზიციის მყარი ხსნარები.
გადაწყვეტილებები იყოფა:
მოლეკულური - ეს არის არაელექტროლიტების - ორგანული ნივთიერებების წყალხსნარები (ალკოჰოლი, გლუკოზა, საქაროზა და ა.შ.);
მოლეკულური იონი- ეს არის სუსტი ელექტროლიტების ხსნარები (აზოტი, ჰიდროსულფიდური მჟავები და ა.შ.);
იონური - ეს არის ძლიერი ელექტროლიტების ხსნარები (ტუტეები, მარილები, მჟავები - NaOH, K 2 S0 4, HN0 3, HC1O 4).
ადრე არსებობდა ორი თვალსაზრისი დაშლისა და ხსნარების ბუნებაზე: ფიზიკური და ქიმიური. პირველის მიხედვით, ხსნარები განიხილებოდა, როგორც მექანიკური ნარევები, მეორის მიხედვით, როგორც წყალთან ან სხვა გამხსნელთან გახსნილი ნივთიერების ნაწილაკების არასტაბილური ქიმიური ნაერთები. ბოლო თეორია წამოაყენა 1887 წელს დ.ი.მენდელეევმა, რომელმაც 40 წელზე მეტი დაუთმო ამონახსნების შესწავლას. თანამედროვე ქიმია განიხილავს დაშლას, როგორც ფიზიკურ-ქიმიურ პროცესს, ხოლო ხსნარებს, როგორც ფიზიკურ-ქიმიურ სისტემებს.
გადაწყვეტის უფრო ზუსტი განმარტება არის:
გამოსავალი - ერთგვაროვანი (ერთგვაროვანი) სისტემა, რომელიც შედგება გახსნილი ნივთიერების, გამხსნელის და მათი ურთიერთქმედების პროდუქტების ნაწილაკებისგან.

ელექტროლიტური ხსნარების ქცევა და თვისებები, როგორც მოგეხსენებათ, აიხსნება ქიმიის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი თეორიით - ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიით, რომელიც შემუშავებულია ს. არენიუსის მიერ, შემუშავებული და დამატებული დ.ი.მენდელეევის სტუდენტების და პირველ რიგში ი.ა.კაბლუკოვის მიერ. .

კითხვები კონსოლიდაციისთვის:
1. რა არის დისპერსიული სისტემები?
2. კანის დაზიანებისას (ჭრილობისას) შეინიშნება სისხლის შედედება - სოლის შედედება. რა არის ამ პროცესის არსი? რატომ ასრულებს ეს ფენომენი ორგანიზმის დამცავ ფუნქციას? რა ჰქვია დაავადებას, რომელშიც სისხლის შედედება რთულია ან არ შეინიშნება?
3. გვიამბეთ სხვადასხვა დისპერსიული სისტემების მნიშვნელობაზე ყოველდღიურ ცხოვრებაში.
4. მიჰყევით კოლოიდური სისტემების ევოლუციას დედამიწაზე სიცოცხლის განვითარების დროს.

ბუნებაში არ არსებობს სუფთა ელემენტები. ძირითადად, ისინი ყველა ნარევებია. ისინი, თავის მხრივ, შეიძლება იყოს ჰეტეროგენული ან ერთგვაროვანი. ისინი წარმოიქმნება აგრეგაციის მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებებისგან, რაც ქმნის გარკვეულ დისპერსიულ სისტემას, რომელშიც არის სხვადასხვა ფაზა. გარდა ამისა, ნარევები ჩვეულებრივ შეიცავს დისპერსიულ საშუალებას. მისი არსი მდგომარეობს იმაში, რომ იგი ითვლება დიდი მოცულობის ელემენტად, რომელშიც ნაწილდება გარკვეული ნივთიერება. დისპერსიულ სისტემაში ფაზა და გარემო განლაგებულია ისე, რომ მათ შორის არის ინტერფეისის ნაწილაკები. ამიტომ მას ჰეტეროგენული ან ჰეტეროგენული ეწოდება. ამის გათვალისწინებით, ზედაპირის მოქმედებას და არა მთლიანად ნაწილაკებს დიდი მნიშვნელობა აქვს.

დისპერსიული სისტემის კლასიფიკაცია

ფაზა, როგორც ცნობილია, წარმოდგენილია სხვადასხვა მდგომარეობის მქონე ნივთიერებებით. და ეს ელემენტები იყოფა რამდენიმე ტიპად. დისპერსიული ფაზის აგრეგაციის მდგომარეობა დამოკიდებულია მასში არსებული საშუალების კომბინაციაზე, რის შედეგადაც წარმოიქმნება 9 ტიპის სისტემა:

1. გაზი. თხევადი, მყარი და განსახილველი ელემენტი. ერთგვაროვანი ნარევი, ნისლი, მტვერი, აეროზოლები.
2. თხევადი დისპერსიული ფაზა. გაზი, მყარი, წყალი. ქაფი, ემულსიები, სოლები.
3. მყარი დისპერსიული ფაზა. სითხე, გაზი და ამ შემთხვევაში განხილული ნივთიერება. ნიადაგი, ნიშნავს მედიცინაში ან კოსმეტიკაში, ქანები.

როგორც წესი, დისპერსიული სისტემის ზომები განისაზღვრება ფაზის ნაწილაკების ზომით. არსებობს შემდეგი კლასიფიკაცია:

• უხეში (შეჩერებები);
• დახვეწილი და ჭეშმარიტი).

დისპერსიული სისტემის ნაწილაკები

უხეში ნარევების გაანალიზებისას შეიძლება დაფიქსირდეს, რომ სტრუქტურაში ამ ნაერთების ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალით ჩანს, იმის გამო, რომ მათი ზომა 100 ნმ-ზე მეტია. სუსპენზია, როგორც წესი, ეხება სისტემას, რომელშიც დისპერსიული ფაზა გამოყოფილია საშუალოდან. ეს იმიტომ ხდება, რომ ისინი განიხილება გაუმჭვირვალე. სუსპენზიები იყოფა ემულსიებად (უხსნადი სითხეები), აეროზოლებად (წვრილი ნაწილაკები და მყარი), სუსპენზიებად (მყარი წყალში).

კოლოიდური ნივთიერება არის ყველაფერი, რომელსაც აქვს სხვა ელემენტის თანაბრად დანაწილება მასზე. ანუ ის იმყოფება, უფრო სწორად, დისპერსიული ფაზის ნაწილია. ეს არის მდგომარეობა, როდესაც ერთი მასალა მთლიანად ნაწილდება მეორეში, უფრო სწორად მის მოცულობაში. რძის მაგალითში, თხევადი ცხიმი ნაწილდება წყალხსნარში. ამ შემთხვევაში, პატარა მოლეკულა 1 ნანომეტრისა და 1 მიკრომეტრის ფარგლებშია, რაც მას უხილავს ხდის ოპტიკური მიკროსკოპისთვის, როდესაც ნარევი ერთგვაროვანი ხდება.

ანუ, ხსნარის არცერთ ნაწილს არ აქვს დისპერსიული ფაზის უფრო დიდი ან ნაკლები კონცენტრაცია, ვიდრე რომელიმე სხვა. შეიძლება ითქვას, რომ ის ბუნებით კოლოიდურია. უფრო დიდს უწოდებენ უწყვეტ ფაზას ან დისპერსიულ საშუალებას. ვინაიდან მისი ზომა და განაწილება არ იცვლება და მოცემული ელემენტი მასზე ნაწილდება. კოლოიდების ტიპებს მიეკუთვნება აეროზოლები, ემულსიები, ქაფები, დისპერსიები და ნარევები, რომლებსაც ჰიდროზოლები ეწოდება. თითოეულ ასეთ სისტემას აქვს ორი ფაზა: დისპერსიული და უწყვეტი ფაზა.

კოლოიდები ისტორიით

ასეთი ნივთიერებებისადმი ინტენსიური ინტერესი მე-20 საუკუნის დასაწყისში ყველა მეცნიერებაში იყო. აინშტაინმა და სხვა მეცნიერებმა გულდასმით შეისწავლეს მათი მახასიათებლები და გამოყენება. იმ დროს მეცნიერების ეს ახალი დარგი იყო წამყვანი კვლევის სფერო თეორეტიკოსების, მკვლევარების და მწარმოებლებისთვის. 1950 წლამდე ინტერესის პიკის შემდეგ, კოლოიდების კვლევა მნიშვნელოვნად შემცირდა. საინტერესოა აღინიშნოს, რომ მას შემდეგ, რაც ახლახან გამოჩნდა უმაღლესი სიმძლავრის მიკროსკოპები და "ნანოტექნოლოგიები" (გარკვეული მცირე მასშტაბის ობიექტების შესწავლა), განახლდა სამეცნიერო ინტერესი ახალი მასალების შესწავლის მიმართ.

მეტი ამ ნივთიერებების შესახებ

არსებობს ელემენტები, რომლებიც შეინიშნება როგორც ბუნებაში, ასევე ხელოვნურ ხსნარებში, რომლებსაც აქვთ კოლოიდური თვისებები. მაგალითად, მაიონეზი, კოსმეტიკური ლოსიონი და ლუბრიკანტები ხელოვნური ემულსიების ტიპებია, რძე კი მსგავსი ნაზავია, რომელიც ბუნებრივად გვხვდება. კოლოიდური ქაფები მოიცავს ათქვეფილ კრემს და საპარსი ქაფს, ხოლო საკვები პროდუქტები მოიცავს კარაქს, მარშმლოუსს და ჟელეს. საკვების გარდა, ეს ნივთიერებები არსებობს გარკვეული შენადნობების, საღებავების, მელნის, სარეცხი საშუალებების, ინსექტიციდების, აეროზოლების, სტიროქაფის და რეზინის სახით. ლამაზ ბუნებრივ ობიექტებსაც კი, როგორიცაა ღრუბლები, მარგალიტები და ოპალები, აქვთ კოლოიდური თვისებები, რადგან მათ აქვთ სხვა ნივთიერება თანაბრად განაწილებული მათში.

კოლოიდური ნარევების მიღება

მცირე მოლეკულების გაფართოებით 1-დან 1 მიკრომეტრამდე დიაპაზონში, ან დიდი ნაწილაკების იმავე ზომამდე შემცირებით. კოლოიდური ნივთიერებების მიღება შესაძლებელია. შემდგომი წარმოება დამოკიდებულია დისპერსიულ და უწყვეტ ფაზებში გამოყენებული ელემენტების ტიპზე. კოლოიდები განსხვავებულად იქცევიან, ვიდრე ჩვეულებრივი სითხეები. და ეს შეინიშნება სატრანსპორტო და ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებში. მაგალითად, მემბრანას შეუძლია მასში გავლის საშუალება მისცეს ჭეშმარიტ ხსნარს მყარი მოლეკულებით, რომლებიც მიმაგრებულია თხევად მოლეკულებზე. მაშინ როდესაც კოლოიდური ნივთიერება, რომელსაც აქვს მყარი დისპერსიული სითხეში, დაიჭიმება მემბრანის მიერ. განაწილების პარიტეტი ერთგვაროვანია მიკროსკოპული თანასწორობის წერტილამდე უფსკრული მთელ მეორე ელემენტზე.

ჭეშმარიტი გადაწყვეტილებები

კოლოიდური დისპერსია წარმოდგენილია როგორც ერთგვაროვანი ნარევი. ელემენტი შედგება ორი სისტემისგან: უწყვეტი და დისპერსიული ფაზა. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ ეს შემთხვევა დაკავშირებულია, რადგან ისინი პირდაპირ კავშირშია რამდენიმე ნივთიერების ზემოთ ნარევთან. კოლოიდში მეორეს აქვს პაწაწინა ნაწილაკების ან წვეთების სტრუქტურა, რომლებიც თანაბრად ნაწილდება პირველში. 1 ნმ-დან 100 ნმ-მდე არის ზომა, რომელიც ქმნის დისპერსიულ ფაზას, უფრო სწორად, ნაწილაკებს, სულ მცირე, ერთ განზომილებაში. ამ დიაპაზონში, დისპერსიულ ფაზას - მითითებული ზომებით, შეიძლება ეწოდოს სავარაუდო ელემენტები, რომლებიც შეესაბამება აღწერილობას: კოლოიდური აეროზოლები, ემულსიები, ქაფი, ჰიდროზოლები. ზედაპირის ქიმიური შემადგენლობით გავლენას ახდენს განხილულ კომპოზიციებში არსებული ნაწილაკები ან წვეთები.

კოლოიდური ხსნარები და სისტემები

გასათვალისწინებელია, რომ დისპერსიული ფაზის ზომა სისტემაში ძნელად გასაზომი ცვლადია. გადაწყვეტილებები ზოგჯერ ხასიათდება საკუთარი თვისებებით. კომპოზიციების ინდიკატორების აღქმის გასაადვილებლად კოლოიდები მათ ემსგავსებიან და თითქმის ერთნაირად გამოიყურებიან. მაგალითად, თუ მას აქვს თხევადი დისპერსიული, მყარი ფორმა. შედეგად, ნაწილაკები არ გაივლიან მემბრანას. მაშინ როცა სხვა კომპონენტებს, როგორიცაა გახსნილი იონები ან მოლეკულები, შეუძლიათ მასში გავლა. თუ გაანალიზება უფრო მარტივია, გამოდის, რომ დაშლილი კომპონენტები გადის მემბრანაში და კოლოიდური ნაწილაკები ვერ გაივლიან განსახილველ ფაზას.

ფერის მახასიათებლების გამოჩენა და გაქრობა

ტინდალის ეფექტის გამო, ამ ნივთიერებების ნაწილი გამჭვირვალეა. ელემენტის სტრუქტურაში ეს არის სინათლის გაფანტვა. სხვა სისტემებსა და კომპოზიციებს აქვს გარკვეული ჩრდილი ან თუნდაც გაუმჭვირვალე, გარკვეული ფერის მქონე, თუნდაც ზოგიერთი ბუნდოვანი იყოს. ბევრი ნაცნობი ნივთიერება, მათ შორის კარაქი, რძე, ნაღები, აეროზოლები (ნისლი, სმოგი, კვამლი), ასფალტი, საღებავები, საღებავები, წებო და ზღვის ქაფი, არის კოლოიდები. კვლევის ეს სფერო 1861 წელს შემოიღო შოტლანდიელმა მეცნიერმა თომას გრეჰემმა. ზოგიერთ შემთხვევაში, კოლოიდი შეიძლება ჩაითვალოს ერთგვაროვან (არა ჰეტეროგენულ) ნარევად. ეს იმიტომ ხდება, რომ განსხვავება „დაშლილ“ და „მარცვლოვან“ მატერიას შორის შეიძლება ზოგჯერ იყოს მიდგომის საგანი.

ჰიდროკოლოიდური ტიპის ნივთიერებები

ეს კომპონენტი განისაზღვრება, როგორც კოლოიდური სისტემა, რომელშიც ნაწილაკები წყალში იშლება. ჰიდროკოლოიდულ ელემენტებს, სითხის ოდენობიდან გამომდინარე, შეუძლიათ მიიღონ სხვადასხვა მდგომარეობა, მაგალითად, გელი ან სოლი. ისინი შეუქცევადია (ერთკომპონენტიანი) ან შექცევადი. მაგალითად, აგარი, მეორე ტიპის ჰიდროკოლოიდი. შეიძლება არსებობდეს გელისა და ხსნარის მდგომარეობებში და მონაცვლეობით მდგომარეობდეს სითბოს დამატებით ან მოცილებით.

ბევრი ჰიდროკოლოიდი მიიღება ბუნებრივი წყაროებიდან. მაგალითად, კარაგენანი მიიღება წყალმცენარეებისგან, ჟელატინი - მსხვილფეხა რქოსანი ცხიმიდან, ხოლო პექტინი - ციტრუსის ქერქიდან და ვაშლის ფაფუკიდან. ჰიდროკოლოიდები გამოიყენება საკვებში ძირითადად ტექსტურაზე ან სიბლანტეზე (სოუსი) ზემოქმედებისთვის. ასევე გამოიყენება კანის მოვლისთვის ან როგორც სამკურნალო საშუალება ტრავმის შემდეგ.

კოლოიდური სისტემების ძირითადი მახასიათებლები

ამ ინფორმაციიდან ჩანს, რომ კოლოიდური სისტემები დისპერსიული სფეროს ქვეგანყოფილებაა. ისინი, თავის მხრივ, შეიძლება იყოს ხსნარები (sols) ან გელები (ჟელე). პირველები უმეტეს შემთხვევაში იქმნება ცოცხალი ქიმიის საფუძველზე. ეს უკანასკნელი წარმოიქმნება ნალექების ქვეშ, რომლებიც წარმოიქმნება სოლების კოაგულაციის დროს. ხსნარები შეიძლება იყოს წყლიანი ორგანული ნივთიერებებით, სუსტი ან ძლიერი ელექტროლიტებით. კოლოიდების დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომებია 100-დან 1 ნმ-მდე. მათი დანახვა შეუიარაღებელი თვალით შეუძლებელია. დასახლების შედეგად ფაზა და საშუალო ძნელია გამიჯვნა.

კლასიფიკაცია დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ტიპების მიხედვით

მულტიმოლეკულური კოლოიდები. როდესაც, დაშლისას, ატომები ან ნივთიერებების უფრო მცირე მოლეკულები (რომელთა დიამეტრი 1 ნმ-ზე ნაკლებია) ერთიანდებიან და წარმოქმნიან მსგავსი ზომის ნაწილაკებს. ამ ხსნარებში, დისპერსიული ფაზა არის სტრუქტურა, რომელიც შედგება ატომების ან მოლეკულების აგრეგატებისაგან, რომელთა მოლეკულური ზომა 1 ნმ-ზე ნაკლებია. მაგალითად, ოქრო და გოგირდი. მათ აკავებენ ვან დერ ვაალის ძალები. მათ ჩვეულებრივ აქვთ ლიოფილიური ხასიათი. ეს ნიშნავს ნაწილაკების მნიშვნელოვან ურთიერთქმედებას.

მაღალი მოლეკულური წონის კოლოიდები. ეს არის ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ დიდი მოლეკულები (ე.წ. მაკრომოლეკულები), რომლებიც დაშლისას ქმნიან გარკვეულ დიამეტრს. ასეთ ნივთიერებებს მაკრომოლეკულურ კოლოიდებს უწოდებენ. ეს დისპერსიული ფაზის ფორმირების ელემენტები, როგორც წესი, არის პოლიმერები, რომლებსაც აქვთ ძალიან მაღალი მოლეკულური წონა. ბუნებრივი მაკრომოლეკულებია სახამებელი, ცელულოზა, ცილები, ფერმენტები, ჟელატინი და ა.შ. ხელოვნურში შედის სინთეზური პოლიმერები, როგორიცაა ნეილონი, პოლიეთილენი, პლასტმასი, პოლისტირონი და ა.შ. ისინი, როგორც წესი, ლიოფობიურია, რაც ამ შემთხვევაში ნიშნავს სუსტ ურთიერთქმედების ნაწილაკებს.

დაკავშირებული კოლოიდები. ეს არის ნივთიერებები, რომლებიც გარემოში გახსნისას იქცევიან ნორმალური ელექტროლიტების მსგავსად დაბალი კონცენტრაციით. მაგრამ ისინი კოლოიდური ნაწილაკები არიან კომპონენტების უფრო დიდი ფერმენტული კომპონენტით აგრეგირებული ელემენტების წარმოქმნის გამო. ამგვარად წარმოქმნილ აგრეგატის ნაწილაკებს მიცელი ეწოდება. მათი მოლეკულები შეიცავს როგორც ლიოფიურ, ასევე ლიოფობიურ ჯგუფებს.

მიცელი. ისინი არის დაჯგუფებული ან აგრეგირებული ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება ხსნარში კოლოიდის შეერთებით. გავრცელებული მაგალითებია საპნები და სარეცხი საშუალებები. ფორმირება ხდება კრაფტის გარკვეულ ტემპერატურაზე და გარკვეულ კრიტიკულ მიცელიზაციის კონცენტრაციაზე ზემოთ. მათ შეუძლიათ იონების წარმოქმნა. მიცელი შეიძლება შეიცავდეს 100-მდე მოლეკულას ან მეტს, მაგალითად ნატრიუმის სტეარატი ტიპიური მაგალითია. როდესაც ის წყალში იხსნება, გამოყოფს იონებს.