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, ყველა მათგანს 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. მასა და დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს შორის არის ინტერფეისი, ამიტომ დისპერსიულ სისტემებს უწოდებენ ჰეტეროგენულ (არაერთგვაროვან).

როგორც დაშლილი გარემო, ასევე დისპერსიული ფაზა შეიძლება იყოს ნივთიერებები, 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 მთელი ბუნება ჩვენს ირგვლივ - 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.

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

ცნება "დისპერსიული" მოდის ლათ. დისპერსუსი - დაქუცმაცებული, მიმოფანტული.

ყველა დისპერსიულ სისტემას ახასიათებს ორი ძირითადი მახასიათებელი: მაღალი ფრაგმენტაცია (დისპერსიულობა) და ჰეტეროგენულობა.

დისპერსიული სისტემების არაერთგვაროვნება გამოიხატება იმაში, რომ ეს სისტემები შედგება ორი (ან მეტი) ფაზისგან: დისპერსიული ფაზისა და დისპერსიული საშუალებისგან. დისპერსიული ფაზა არის ფრაგმენტული ფაზა. იგი შედგება უხსნადი წვრილად დაყოფილი ნივთიერების ნაწილაკებისგან, რომლებიც განაწილებულია დისპერსიული საშუალების მოცულობაში.

მაღალი დისპერსიულობა ანიჭებს ნივთიერებებს ახალ ხარისხობრივ თვისებებს: გაზრდილი რეაქტიულობა და ხსნადობა, ფერის ინტენსივობა, სინათლის გაფანტვა და ა.შ. დიდი ინტერფეისი ქმნის ზედაპირული ენერგიის დიდ მარაგს ამ სისტემებში, რაც მათ თერმოდინამიკურად არასტაბილურს, უკიდურესად რეაქტიულს ხდის. მათში ადვილად წარმოიქმნება სპონტანური პროცესები, რაც იწვევს ზედაპირის ენერგიის დაქვეითებას: ადსორბცია, კოაგულაცია (დაშლილი ნაწილაკების ადჰეზია), მაკროსტრუქტურების წარმოქმნა და ა.შ. და ამ სისტემების ქცევა.

დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია ხორციელდება სხვადასხვა მახასიათებლების საფუძველზე, კერძოდ: ნაწილაკების ზომით, დისპერსიული ფაზის და დისპერსიული გარემოს აგრეგაციის მდგომარეობით, დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების თითოეულთან ურთიერთქმედების ბუნებით. სხვა და საშუალო.

2.2. დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია

კლასიფიკაცია ნაწილაკების ზომის მიხედვით (დისპერსიულობა)

დისპერსია დ არის დისპერსიული სისტემის მთავარი მახასიათებელი და ნივთიერების ფრაგმენტაციის საზომი. მათემატიკურად, დისპერსია განისაზღვრება, როგორც ნაწილაკების ზომის ორმხრივი:

დ = 1/ა,

სადაც ა- ნაწილაკების ზომა (ნეკნი დიამეტრი ან სიგრძე), მ -1.

მეორეს მხრივ, ფრაგმენტაციის ხარისხი ხასიათდება კონკრეტული ზედაპირის მნიშვნელობით ს უდი. სპეციფიკური ზედაპირი გვხვდება, როგორც ზედაპირის თანაფარდობა სნაწილაკები მის მოცულობამდე ვ ან მასა t:ს უდი = ს/ ვ ან ს უდი = ს/ მ. თუ კონკრეტული ზედაპირი განისაზღვრება დამსხვრეული ნივთიერების ნაწილაკების მასასთან მიმართებაში, მაშინ მისი განზომილებაა მ 2/კგ, თუ მოცულობასთან მიმართებაში, მაშინ განზომილება ემთხვევა დისპერსიის განზომილებას (მ -1).

"სპეციფიკური ზედაპირის" ცნების ფიზიკური მნიშვნელობა ის არის, რომ ეს არის ყველა ნაწილაკების მთლიანი ზედაპირი, რომელთა საერთო მოცულობა არის 1 მ 3 ან მთლიანი მასა 1 კგ.

დისპერსიის მიხედვით, სისტემები იყოფა ტიპებად:

1) უხეშად დისპერსიული (უხეში სუსპენზიები, სუსპენზიები, ემულსიები, ფხვნილები) ნაწილაკების რადიუსით 10 -4 - 10 -7 მ;

2) კოლოიდური დისპერსიული (სოლები) ნაწილაკების ზომით 10 -7 - 10 -9 მ;

3) მოლეკულური და იონური ხსნარები 10 -9 მ-ზე ნაკლები ნაწილაკების ზომით.

კოლოიდურ სისტემებში მიღწეულია ნივთიერების ფრაგმენტაციის უმაღლესი ხარისხი, რომლის დროსაც ჯერ კიდევ შენარჩუნებულია ცნებები "ფაზა" და "ჰეტეროგენულობა". ნაწილაკების ზომის სხვა სიდიდის შემცირებით სისტემები გარდაქმნის ერთგვაროვან მოლეკულურ ან იონურ ხსნარებს.

დისპერსიულობა გავლენას ახდენს დისპერსიული სისტემების ყველა ძირითად თვისებაზე: კინეტიკური, ოპტიკური, კატალიზური და ა.შ.

დისპერსიული სისტემების თვისებები შედარებულია ცხრილში. 1.2.

T a b l e 1.2 სხვადასხვა ტიპის დისპერსიული სისტემების თვისებები

უხეში	კოლოიდური დისპერსიული	მოლეკულური და იონური (ჭეშმარიტი) ხსნარები
გაუმჭვირვალე - ასახავს სინათლეს	გამჭვირვალე ოპალესცენტი - აფანტავს სინათლეს, მიეცით ტინდალის კონუსი	გამჭვირვალე, არაოპალესცენტური, ტინდალის კონუსი არ შეიმჩნევა
ნაწილაკები არ გადის ფილტრში	ნაწილაკები გადის ქაღალდის ფილტრში	ნაწილაკები გადის ქაღალდის ფილტრში
	ნაწილაკები ინარჩუნებს ულტრაფილტრებს	ნაწილაკები გადიან ულტრაფილტრებში
ჰეტეროგენული	ჰეტეროგენული	ერთგვაროვანი
არასტაბილურია კინეტიკურად და თერმოდინამიკურად	შედარებით სტაბილურია კინეტიკურად	რეზისტენტული სროლა. და თერმოდინამიკური
დროში დაბერდება	დროში დაბერდება	ნუ დაბერდები
ნაწილაკები ჩანს ოპტიკურ მიკროსკოპში	ნაწილაკები ელექტრონში ჩანს. მიკროსკოპი და ულტრამიკროსკოპი	ნაწილაკები არ ჩანს თანამედროვე მიკროსკოპებში

ნაწილაკების ზომის გარდა, ნაწილაკების გეომეტრიულ ფორმას დიდი მნიშვნელობა აქვს დისპერსიული სისტემების თვისებებისთვის. ნივთიერების გამანადგურებელი პირობებიდან გამომდინარე, დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ფორმა შეიძლება იყოს ძალიან მრავალფეროვანი. საწყისი ნივთიერების ერთი მ 3 ფუნდამენტურად შესაძლებელია კუბებად დაქუცმაცება კიდეების სიგრძით ლ= 10 -8 მ, გადაჭიმული ძაფად 10 -8 x 10 -8 მ ჯვრის კვეთით ან გაბრტყელებული 10 -8 მ სისქის თეფშად (ფილმად) თითოეულ ამ შემთხვევაში სისტემა დაიშლება ყველა თანდაყოლილი თვისებები.

კუბური ნაწილაკების სპეციფიკური ზედაპირი იზრდება საწყისი მნიშვნელობიდან 6 მ 2 ფორმულით განსაზღვრულ მნიშვნელობამდე

ს უდი = ს/ ვ = 6ლ 2 / ლ 3 = 6 . 10 8 მ -1

ძაფებისთვის ს უდი= 4-10 8 მ -1; ფილმისთვის ს უდი = 2. 10 8 მ -1.

კუბური, სფერული ან მათთან ახლოს არარეგულარული ფორმის ნაწილაკები დამახასიათებელია მრავალი კოლოიდური ხსნარებისთვის - ხსნარებისთვის და უფრო უხეში დისპერსიული სისტემებისთვის - ემულსიებისთვის.

კლასიფიკაცია ფაზების აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით

დისპერსიული სისტემების ყველაზე გავრცელებული კლასიფიკაცია ემყარება დისპერსიული ფაზის და დისპერსიული საშუალების აგრეგაციის მდგომარეობას. თითოეული ეს ფაზა შეიძლება იყოს აგრეგაციის სამ მდგომარეობაში: აირისებრი, თხევადი და მყარი. აქედან გამომდინარე, შესაძლებელია რვა ტიპის კოლოიდური სისტემის არსებობა (ცხრილი 1.3). სისტემა "გაზი გაზში" არ შედის ამ რიცხვში, რადგან ეს არის ერთგვაროვანი მოლეკულური სისტემა, მასში ინტერფეისები არ არის. უაღრესად დისპერსიულ კოლოიდურ ხსნარებს, რომლებიც მიეკუთვნება t/l სისტემების ტიპს, ეწოდება sols (ლათინურიდან solutio - ხსნარი). სოლებს, რომლებშიც წყალი არის დისპერსიული საშუალება, ეწოდება ჰიდროზოლები. თუ დისპერსიული საშუალება ორგანული სითხეა, კოლოიდური ხსნარი ეწოდება ორგანოსოლს. ეს უკანასკნელნი, თავის მხრივ, იყოფა ალკოზოლებად, ბენზოლებად, ეთეროზოლებად და ა.შ., რომლებშიც დისპერსიული გარემოა, შესაბამისად, ალკოჰოლი, ბენზოლი, ეთერი და ა.შ. დისპერსიული საშუალების აგრეგაციის მდგომარეობიდან გამომდინარე, განასხვავებენ ლიოსოლებს - ხსნარები თხევადი დისპერსიული გარემოთი (ბერძნულიდან lios - თხევადი), აეროზოლები - ხსნარები აირისებრი დისპერსიის საშუალებით, მყარი ხსნარები - ტ/ტ ტიპის სისტემები. ს/ლ ტიპის უხეშად დისპერსიულ სისტემებს სუსპენზიას უწოდებენ, ხოლო ს/ლ ტიპს – ემულსიებს.

ცხრილი 2..2. დისპერსიული სისტემების ძირითადი ტიპები

დისპის ფაზა	ჩვენების გარემო
			არა არსებები.
თხევადი			ნისლი, ღრუბლები, თხევადი წამლის აეროზოლები
მყარი სხეული			კვამლი, მტვერი, ფხვნილები, მყარი წამლების აეროზოლები
	თხევადი		ქაფი, გაზის ემულსიები
თხევადი			ემულსიები (რძე, სამკურნალო ემულსიები)
მყარი სხეული			სუსპენზია, კოლოიდური ხსნარები
	მყარი სხეული		მყარი ქაფი, პური, პემზა, სილიკა გელი, გააქტიურებული ნახშირბადი
თხევადი			მარგალიტი, კაპილარული სისტემები, ცემენტის ქვა, გელები
მყარი სხეული			ფერადი სათვალეები, მინერალები, შენადნობები

კლასიფიკაცია დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედების არარსებობის ან არსებობის მიხედვით

დისპერსიული ფაზის კინეტიკური თვისებების მიხედვით, ყველა დისპერსიული სისტემა შეიძლება დაიყოს ორ კლასად: თავისუფლად დისპერსიული, რომლებშიც დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ერთმანეთთან არ არის მიბმული და შეუძლიათ თავისუფლად გადაადგილება (ლიოზოლები, აეროზოლები, სუსპენზია, ემულსიები. ), და შეკრულ-დისპერსიული, რომელშიც ერთ-ერთი ფაზა სტრუქტურულად ფიქსირდება და თავისუფლად ვერ მოძრაობს. ამ კლასში შედის გელები და ჟელეები, ქაფები, კაპილარულ-ფოროვანი სხეულები (დიაფრაგმები), მყარი ხსნარები და ა.შ.

კლასიფიკაცია დისპერსიული ფაზის დისპერსიულ გარემოსთან ურთიერთქმედების ხარისხის მიხედვით

დისპერსიული ფაზის ნივთიერებისა და თხევადი დისპერსიული გარემოს ურთიერთქმედების დასახასიათებლად გამოიყენება „ლიოფობიურობა“ და „ლიოფობიურობა“. დისპერსიული სისტემების ფაზების ურთიერთქმედებისას იგულისხმება ხსნარების (ჰიდრატაციის) პროცესები, ანუ დისპერსიული საშუალების მოლეკულებიდან სოლვატის (ჰიდრატის) გარსების წარმოქმნა დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების გარშემო. სისტემები, რომლებშიც დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ურთიერთქმედება გამხსნელთან ძლიერად არის გამოხატული, ე.წ. ყინვაში გამხმარი(წყალთან მიმართებაში - ჰიდროფილური).თუ დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები შედგება ნივთიერებისგან, რომელიც სუსტად ურთიერთქმედებს გარემოსთან, სისტემები ლიოფობიური(წყალთან მიმართებაში - ჰიდროფობიური). ტერმინი "ლიოფილური" მომდინარეობს ბერძნულიდან. 1უო - ვხსნი და ფილია - სიყვარული; "ლიოფობიური" ლუოდან - ვხსნი და ფობია - სიძულვილი, რაც ნიშნავს "არ მიყვარს დაშლა". კარგად გამხსნელი ლიოფილური დისპერსიული სისტემები იქმნება სპონტანური დისპერსიით. ასეთი სისტემები თერმოდინამიკურად სტაბილურია. ასეთი სისტემების მაგალითებია ზოგიერთი თიხის დისპერსიები და ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები (სურფაქტანტები), მაკრომოლეკულური ნივთიერებების ხსნარები (HMW).

ჰიდროფობიურ ხსნარებში, ნაწილაკები შედგება ნაკლებად ხსნადი ნაერთებისგან; დისპერსიული ფაზის მიდრეკილება გამხსნელთან არ არის ან სუსტად არის გამოხატული. ასეთი ნაწილაკები ცუდად ხსნადია. ჰიდროფობიური ხსნარები წარმოადგენს კოლოიდური ხსნარების ძირითად კლასს, გამოხატული ჰეტეროგენურობით და მაღალი სპეციფიკური ზედაპირის ფართობით.

ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო / A. V. Zholnin; რედ. ვ.ა.პოპკოვა, ა.ვ.ჟოლნინა. - 2012. - 400გვ.: ავად.

თავი 13. დისპერსიული სისტემების ფიზიკური ქიმია

თავი 13. დისპერსიული სისტემების ფიზიკური ქიმია

ცხოვრება განსაკუთრებული კოლოიდური სისტემაა... ეს ბუნებრივი წყლების განსაკუთრებული სფეროა.

ში და. ვერნადსკი

13.1 დისპერსიული სისტემები, მათი კლასიფიკაცია, თვისებები

კოლოიდური ხსნარები

თანამედროვე ცივილიზაციის მატერიალური საფუძველი და ადამიანის და მთელი ბიოლოგიური სამყაროს არსებობა დაკავშირებულია დისპერსიულ სისტემებთან. ადამიანი ცხოვრობს და მუშაობს დისპერსიული სისტემების გარემოში. ჰაერი, განსაკუთრებით სამუშაო ოთახების ჰაერი, დისპერსიული სისტემაა. ბევრი საკვები პროდუქტი, ნახევარფაბრიკატი და მათი გადამუშავების პროდუქტები დისპერსიული სისტემებია (რძე, ხორცი, პური, კარაქი, მარგარინი). ბევრი სამკურნალო ნივთიერება იწარმოება თხელი სუსპენზიების ან ემულსიების, მალამოების, პასტების ან კრემების სახით (პროტარგოლი, საყელო, ჟელატინოლი და სხვ.). ყველა ცოცხალი სისტემა დისპერსიულია. კუნთოვანი და ნერვული უჯრედები, ბოჭკოები, გენები, ვირუსები, პროტოპლაზმა, სისხლი, ლიმფა, ცერებროსპინალური სითხე - ეს ყველაფერი ძალიან დისპერსიული წარმონაქმნებია. მათში მიმდინარე პროცესები კონტროლდება ფიზიკური და ქიმიური კანონებით, რომლებსაც სწავლობს დისპერსიული სისტემების ფიზიკოქიმია.

დისპერსირებული სისტემები არის სისტემები, რომლებშიც ნივთიერება მეტ-ნაკლებად მაღალი ფრაგმენტაციის მდგომარეობაშია და თანაბრად არის განაწილებული გარემოში. უაღრესად დისპერსიული სისტემების მეცნიერებას კოლოიდური ქიმია ეწოდება. ცოცხალი მატერია ეფუძნება ნაერთებს, რომლებიც კოლოიდურ მდგომარეობაში არიან.

დისპერსიული სისტემა შედგება დისპერსიული საშუალებისა და დისპერსიული ფაზისგან. დისპერსიული სისტემების რამდენიმე კლასიფიკაცია არსებობს დისპერსიული სისტემების სხვადასხვა მახასიათებლებზე დაყრდნობით.

1. აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით დისპერსიული საშუალოყველა დისპერსიული სისტემა შეიძლება შემცირდეს 3 ტიპამდე. დისპერსიული სისტემები აირისებრი

დისპერსიული საშუალება - აეროზოლები(კვამლი, შიდა ჰაერი, ღრუბლები და ა.შ.). დისპერსიული სისტემები თხევადი დისპერსიული საშუალებით - ლიოსოლები(ქაფი, ემულსიები - რძე, სუსპენზია, სასუნთქ გზებში შესული მტვერი; სისხლი, ლიმფა, შარდი არის ჰიდროზოლები). დისპერსიული სისტემები მყარი დისპერსიული საშუალებით - სოლიდოზოლი(პემზა, სილიკა გელი, შენადნობები).

2. მეორე კლასიფიკაცია აჯგუფებს დისპერსიულ სისტემებს დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომის მიხედვით. ნაწილაკების ფრაგმენტაციის საზომია ან განივი ნაწილაკების ზომა - რადიუსი (r), ან

ნაწილაკების (რადიუსი) (r) გამოიხატება სანტიმეტრებში, შემდეგ დისპერსია D არის ნაწილაკების რაოდენობა, რომლებიც შეიძლება მჭიდროდ იყოს შეფუთული ერთი სანტიმეტრის სიგრძეზე. და ბოლოს, შესაძლებელია კონკრეტული ზედაპირის (∑) დახასიათება, ∑-ის ერთეულებია m 2/g ან m 2/l. ქვეშ კონკრეტული ზედაპირიზედაპირის ურთიერთობის გაგება (ს) დისპერსიული ფაზის მის

კონკრეტული ზედაპირის დამოკიდებულების კოეფიციენტი ნაწილაკების ფორმაზე. სპეციფიური ზედაპირის ფართობი პირდაპირპროპორციულია დისპერსიის (D) და უკუპროპორციულია განივი ნაწილაკების ზომისა (r). მზარდი დისპერსიით, ე.ი. ნაწილაკების ზომის შემცირებით, მისი სპეციფიური ზედაპირის ფართობი იზრდება.

მეორე კლასიფიკაცია აჯგუფებს დისპერსიულ სისტემებს დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომის მიხედვით შემდეგ ჯგუფებად (ცხრილი 13.1): უხეში სისტემები; კოლოიდური ხსნარები; ნამდვილი გადაწყვეტილებები.

კოლოიდური სისტემები შეიძლება იყოს აირისებრი, თხევადი და მყარი. ყველაზე გავრცელებული და შესწავლილი სითხე (ლიოსოლები).კოლოიდური ხსნარები ჩვეულებრივ მოიხსენიება როგორც sols მოკლედ. გამხსნელის ხასიათიდან გამომდინარე - დისპერსიული საშუალება, ე.ი. წყალს, ალკოჰოლს ან ეთერს, ლიოსოლებს ეწოდებათ შესაბამისად ჰიდროზოლები, ალკოზოლები ან ეთეროზოლები. დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებსა და დისპერსიულ გარემოს შორის ურთიერთქმედების ინტენსივობის მიხედვით სოლები იყოფა 2 ჯგუფად: ლიოფილიური- ინტენსიური ურთიერთქმედება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება განვითარებული სოლვატური ფენები, მაგალითად, პროტოპლაზმის, სისხლის, ლიმფის, სახამებლის, ცილის და ა.შ. ლიოფობიური სოლები- დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების სუსტი ურთიერთქმედება დისპერსიული საშუალების ნაწილაკებთან. ლითონების ხსნარები, ჰიდროქსიდები, პრაქტიკულად ყველა კლასიკური კოლოიდური სისტემა. IUD და სურფაქტანტის ხსნარები იყოფა ცალკეულ ჯგუფებად.

ცხრილი 13.1.დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია ნაწილაკების ზომისა და მათი თვისებების მიხედვით

კოლოიდური ხსნარების თეორიაში დიდი წვლილი შეიტანეს ჩვენმა ადგილობრივმა მეცნიერებმა ი.გ. ბორშჩოვი, პ.პ. ვაიმარნი, ნ.პ. პესკოვი, დ.ი. მენდელეევი, ბ.ვ. დერიაგინი, პ.ა. რებინდერი და ა.შ.

ნებისმიერი კოლოიდური ხსნარი არის მიკროჰეტეროგენული, მრავალფაზიანი, მაღალ და პოლიდისპერსიული სისტემა დისპერსიის მაღალი ხარისხით. კოლოიდური ხსნარის წარმოქმნის პირობა არის ერთი ფაზის ნივთიერების უხსნადობა მეორის ნივთიერებაში, რადგან მხოლოდ ასეთ ნივთიერებებს შორის შეიძლება არსებობდეს ფიზიკური ინტერფეისები. დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედების სიძლიერის მიხედვით განასხვავებენ თავისუფლად დისპერსიულ და შეკრულ-დისპერსიულ სისტემებს. ამ უკანასკნელის მაგალითია ბიოლოგიური გარსები.

კოლოიდური ხსნარების მომზადება ხორციელდება ორი მეთოდით: დიდი ნაწილაკების დისპერსიით დისპერსიის კოლოიდური ხარისხით და კონდენსაციამდე - პირობების შექმნა, რომლებშიც ატომები, მოლეკულები ან იონები გაერთიანებულია დისპერსიის კოლოიდური ხარისხის აგრეგატებში.

ლითონები, წყალში ნაკლებად ხსნადი მარილები, ოქსიდები და ჰიდროქსიდები და მრავალი არაპოლარული ორგანული ნივთიერება შეიძლება წარმოქმნას ჰიდროზოლები. ნივთიერებები, რომლებიც კარგად იხსნება წყალში, მაგრამ ცუდად იხსნება არაპოლარულ ნაერთებში, არ შეუძლიათ შექმნან ჰიდროზოლები, მაგრამ შეუძლიათ წარმოქმნან ორგანოსოლები.

როგორც სტაბილიზატორებიგამოიყენება ნივთიერებები, რომლებიც ხელს უშლიან კოლოიდური ნაწილაკების უფრო დიდ ნაწილებად აგრეგაციას და მათ დალექვას. ამ ეფექტს ფლობს: ერთ-ერთი რეაგენტის მცირე ჭარბი რაოდენობა, საიდანაც მიიღება დისპერსიული ფაზის ნივთიერება, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, ცილების და პოლისაქარიდების ჩათვლით.

კოლოიდური სისტემებისთვის საჭირო დისპერსიის მისაღწევად (10 -7 -10 -9 მ) გამოიყენება:

მექანიკური დამსხვრევა ბურთულიანი და კოლოიდური წისქვილების გამოყენებით თხევადი დისპერსიული საშუალების და სტაბილიზატორის თანდასწრებით;

ულტრაბგერის მოქმედება (მაგალითად, გოგირდის ჰიდროზოლი, გრაფიტი, ლითონის ჰიდროქსიდები და ა.შ.);

პეპტიზაციის მეთოდი, მცირე რაოდენობით ელექტროლიტის დამატება - პეპტიზატორი;

კონდენსაციის მეთოდის ერთ-ერთი სახეობაა გამხსნელის ჩანაცვლების მეთოდი, რაც იწვევს დისპერსიული ფაზის ნივთიერების ხსნადობის შემცირებას. ნივთიერების მოლეკულები კონდენსირდება კოლოიდური ზომის ნაწილაკებად ნამდვილ ხსნარში მოლეკულების სოლვატური ფენების განადგურებისა და უფრო დიდი ნაწილაკების წარმოქმნის შედეგად. ქიმიის გულში -

თერმული კონდენსაციის მეთოდები არის ქიმიური რეაქციები (დაჟანგვა, შემცირება, ჰიდროლიზი, გაცვლა), რაც იწვევს ცუდად ხსნადი ნივთიერებების წარმოქმნას გარკვეული სტაბილიზატორების თანდასწრებით.

13.2. კოლოიდური ხსნარების მოლეკულურ-კინეტიკური თვისებები. ოსმოსი.

ოსმოსური წნევა

ბრაუნის მოძრაობა - ეს არის კოლოიდური სისტემების ნაწილაკების თერმული მოძრაობა, რომელსაც მოლეკულურ-კინეტიკური ხასიათი აქვს.დადგენილია, რომ კოლოიდური ნაწილაკების მოძრაობა არის თერმულ მოძრაობაში მყოფი დისპერსიული გარემოს მოლეკულების მიერ მათზე მიყენებული შემთხვევითი ზემოქმედების შედეგი. შედეგად, კოლოიდური ნაწილაკი ხშირად იცვლის მიმართულებას და სიჩქარეს. 1 წამის განმავლობაში კოლოიდურ ნაწილაკს შეუძლია შეცვალოს მიმართულება 10 20-ჯერ მეტჯერ.

დიფუზიით ხსნარში კოლოიდური ნაწილაკების კონცენტრაციის გათანაბრების სპონტანურად მიმდინარე პროცესს მათი თერმული ქაოტური მოძრაობის გავლენის ქვეშ. დიფუზიის ფენომენი შეუქცევადია. დიფუზიის კოეფიციენტი რიცხობრივად უდრის ნივთიერების რაოდენობას, რომელიც დიფუზირდება ერთეულ ფართობზე დროის ერთეულში კონცენტრაციის გრადიენტზე 1 (ანუ კონცენტრაციის ცვლილება 1 მოლ/სმ 3 1 სმ მანძილზე). ა. აინშტაინმა (1906) გამოიღო განტოლება, რომელიც აკავშირებს დიფუზიის კოეფიციენტს დისპერსიული ფაზის აბსოლუტურ ტემპერატურასთან, სიბლანტესთან და ნაწილაკების ზომასთან:

სადაც თ- ტემპერატურა, K; რ- ნაწილაკების რადიუსი, მ; η - სიბლანტე, N s / m 2; ბ-მდე- ბოლცმანის მუდმივი, 1,38 10 -23; დ- დიფუზიის კოეფიციენტი, მ 2/წმ.

დიფუზიის კოეფიციენტი პირდაპირპროპორციულია ტემპერატურისა და უკუპროპორციულია საშუალო (η) და ნაწილაკების რადიუსის (r) სიბლანტისა. დიფუზიის, ისევე როგორც ბრაუნის მოძრაობის მიზეზი არის გამხსნელისა და ნივთიერების ნაწილაკების მოლეკულურ-კინეტიკური მოძრაობა. ცნობილია, რომ მოძრავი მოლეკულის კინეტიკური ენერგია რაც უფრო მცირეა, მით უფრო დიდია მისი მოცულობა (ცხრილი 13.2).

აინშტაინის განტოლების გამოყენებით შეგიძლიათ მარტივად განსაზღვროთ ნივთიერების 1 მოლი მასა, თუ იცით დ, თη და რ. განტოლებიდან (13.1) შეიძლება განვსაზღვროთ r:

სადაც რ- უნივერსალური გაზის მუდმივი, 8.3 (J / mol-K); ნ აავოგადროს მუდმივი.

ცხრილი 13.2.ზოგიერთი ნივთიერების დიფუზიის კოეფიციენტი

იმ შემთხვევაში, როდესაც სისტემა გამოყოფილია სისტემის სხვა ნაწილებისგან დანაყოფით, რომელიც გამტარია ერთი კომპონენტისთვის (მაგალითად, წყალი) და გაუვალია მეორესთვის (მაგალითად, ხსნადი), დიფუზია ხდება ცალმხრივი (ოსმოზი). მემბრანის ზედაპირის ერთეულზე ოსმოსის გამომწვევი ძალა ეწოდება ოსმოსური წნევა.ნახევრად გამტარი ტიხრების (მემბრანების) როლი შეიძლება შეასრულოს ადამიანის, ცხოველისა და მცენარის ქსოვილებმა (შარდის ბუშტი, ნაწლავის კედლები, უჯრედის მემბრანა და ა.შ.). კოლოიდური ხსნარებისთვის ოსმოსური წნევა ნაკლებია, ვიდრე ნამდვილ ხსნარებში. დიფუზიის პროცესს თან ახლავს პოტენციური სხვაობის გამოჩენა სხვადასხვა იონის მობილურობის და კონცენტრაციის გრადიენტის (მემბრანული პოტენციალის) წარმოქმნის შედეგად.

დალექვა.ნაწილაკების განაწილებაზე გავლენას ახდენს არა მხოლოდ დიფუზია, არამედ გრავიტაციული ველიც. კოლოიდური სისტემის კინეტიკური მდგრადობა დამოკიდებულია ორი საპირისპიროდ მიმართული ფაქტორის მოქმედებაზე: გრავიტაციის ძალაზე, რომლის ქვეშაც ნაწილაკები დნება და ძალა, რომლის დროსაც ნაწილაკები მიდრეკილნი არიან გაფანტონ მთელ მოცულობაში და ეწინააღმდეგებიან დალექვას.

კოლოიდური ხსნარების ოპტიკური თვისებები. სინათლის გაფანტვა. დ.რეილის განტოლება.კოლოიდური და ჭეშმარიტი ხსნარების გარჩევა ერთი შეხედვით შეუძლებელია. კარგად მომზადებული სოლი არის თითქმის სუფთა გამჭვირვალე სითხე. მისი მიკროჰეტეროგენურობის აღმოჩენა სპეციალური მეთოდებით არის შესაძლებელი. თუ გაუნათებელ ადგილას მდებარე სოლო განათებულია ვიწრო სხივით, მაშინ გვერდიდან დათვალიერებისას ჩანს კაშკაშა კონუსი, რომლის ზედა მდებარეობს იმ წერტილში, სადაც სხივი შედის არაერთგვაროვან სივრცეში. ეს არის ეგრეთ წოდებული ტინდალის კონუსი - კოლოიდების ერთგვარი ბუნდოვანი ნათება, რომელიც შეინიშნება გვერდითი განათების ქვეშ, ე.წ. ფარადეი-ტინდალის ეფექტი.

კოლოიდებისთვის დამახასიათებელი ამ ფენომენის მიზეზი ის არის, რომ კოლოიდური ნაწილაკების ზომა სინათლის ტალღის სიგრძის ნახევარზე ნაკლებია, ხოლო სინათლის დიფრაქცია შეინიშნება, გაფანტვის შედეგად ნაწილაკები ანათებენ, გადაიქცევა სინათლის დამოუკიდებელ წყაროდ და სხივი ხილული ხდება.

სინათლის გაფანტვის თეორია შეიმუშავა რეილიმ 1871 წელს, რომელმაც გამოიტანა განტოლება სფერული ნაწილაკებისთვის, რომელიც აკავშირებს შემთხვევის სინათლის ინტენსივობას (I 0) სინათლის ინტენსივობას, რომელიც გაბნეულია სისტემის ერთეული მოცულობით (I p).

სადაც მე, მე 0- მიმოფანტული და დაცემის სინათლის ინტენსივობა, W/m 2; k p არის რეილის მუდმივა, მუდმივი, რომელიც დამოკიდებულია დისპერსიული ფაზის და დისპერსიული გარემოს ნივთიერებების გარდატეხის მაჩვენებლებზე, m -3; ერთად ვ- ხსნარის ნაწილაკების კონცენტრაცია, მოლ/ლ; λ არის დაცემის სინათლის ტალღის სიგრძე, m; რ- ნაწილაკების რადიუსი, მ.

13.3. კოლოიდური ნაწილაკების სტრუქტურის მიცელარული თეორია

მიცელები ქმნიან ხსნარის დისპერსიულ ფაზას, ხოლო უჯრედშორისი სითხე ქმნის დისპერსიულ გარემოს, რომელიც მოიცავს გამხსნელს, ელექტროლიტის იონებს და არაელექტროლიტების მოლეკულებს. მიცელი შედგება ელექტრულად ნეიტრალური აგრეგატისა და იონური ნაწილაკისგან. კოლოიდური ნაწილაკების მასა კონცენტრირებულია ძირითადად აგრეგატში. აგრეგატს შეიძლება ჰქონდეს როგორც ამორფული, ასევე კრისტალური სტრუქტურა. პანეტ-ფაჯანსის წესის მიხედვით, იონები შეუქცევადად ადსორბირებულია აგრეგატზე ძლიერი ბმების წარმოქმნით აგრეგატის ატომებთან, რომლებიც წარმოადგენენ აგრეგატის ბროლის ბადის ნაწილს (ან მასთან ერთად იზომორფულია). ამის მაჩვენებელია ამ ნაერთების უხსნადობა. მათ ეძახიან პოტენციური განმსაზღვრელი იონები.იონების შერჩევითი ადსორბციის ან ზედაპირული მოლეკულების იონიზაციის შედეგად აგრეგატი იძენს მუხტს. ამრიგად, აგრეგატი და პოტენციალის განმსაზღვრელი იონები ქმნიან მიკელის ბირთვს და ჯგუფდებიან საპირისპირო ნიშნის ბირთვის იონების - კონტრიონების გარშემო. აგრეგატი მიცელების იოგენურ ნაწილთან ერთად ქმნის ორმაგ ელექტრულ ფენას (ადსორბციული ფენა). აგრეგატს ადსორბციულ ფენასთან ერთად გრანულა ეწოდება. გრანულის მუხტი უდრის კონტრ იონებისა და პოტენციალის განმსაზღვრელი იონების მუხტების ჯამს. იონოგენური

მიკელის ნაწილი შედგება ორი შრისგან: ადსორბციული და დიფუზური. ამით სრულდება ელექტრულად ნეიტრალური მიკელის ფორმირება, რომელიც წარმოადგენს კოლოიდური ხსნარის საფუძველს. მიცელი ნაჩვენებია როგორც კოლოიდური-ქიმიური ფორმულა.

მოდით განვიხილოთ ჰიდროზოლის მიცელის სტრუქტურა ბარიუმის სულფატის კოლოიდური ხსნარის წარმოქმნის მაგალითის გამოყენებით BaCl 2-ის ჭარბის პირობებში:

ნაკლებად ხსნადი ბარიუმის სულფატი ქმნის კრისტალურ აგრეგატს, რომელიც შედგება მ BaSO 4 მოლეკულები. ადსორბირებულია აგრეგატის ზედაპირზე ნ Ba 2+ იონები. არის 2 (n - x)ქლორიდის იონი C1 - . დარჩენილი კონტრიონები (2x) განლაგებულია დიფუზურ ფენაში:

ნატრიუმის სულფატის ჭარბი რაოდენობით მიღებული ბარიუმის სულფატის ხსნარის მიცელის სტრუქტურა იწერება:

ზემოაღნიშნული მონაცემებიდან, რომ კოლოიდური ნაწილაკების მუხტის ნიშანი დამოკიდებულია კოლოიდური ხსნარის მიღების პირობებზე.

13.4. ელექტროკინეტიკური პოტენციალი

კოლოიდური ნაწილაკები

ზეტა-(ζ )-პოტენციალი.ζ-პოტენციალის მუხტის მნიშვნელობა განისაზღვრება გრანულის მუხტით. იგი განისაზღვრება პოტენციალის განმსაზღვრელი იონების მუხტების ჯამსა და ადსორბციულ ფენაში განლაგებული კონტრიონების მუხტების ჯამის სხვაობით. ის მცირდება ადსორბციულ ფენაში კონტრ იონების რაოდენობის მატებასთან ერთად და შეიძლება გახდეს ნულის ტოლი, თუ კონტრიონების მუხტი ბირთვის მუხტის ტოლია. ნაწილაკი იზოელექტრულ მდგომარეობაში იქნება. ζ-პოტენციალის სიდიდე შეიძლება გამოყენებულ იქნას დისპერსიული სისტემის სტაბილურობის, მისი სტრუქტურისა და ელექტროკინეტიკური თვისებების შესაფასებლად.

სხეულის სხვადასხვა უჯრედების ζ- პოტენციალი განსხვავდება. ცოცხალი პროტოპლაზმა უარყოფითად არის დამუხტული. pH 7.4-ზე ერითროციტების ζ-პოტენციალის მნიშვნელობა არის -7-დან -22 მვ-მდე, ადამიანებში -16.3 მვ. მონოციტები დაახლოებით 2-ჯერ დაბალია. ელექტროკინეტიკური პოტენციალი გამოითვლება ელექტროფორეზის დროს დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების სიჩქარის განსაზღვრით.

ნაწილაკების ელექტროფორეზული მობილურობა დამოკიდებულია რამდენიმე რაოდენობაზე და გამოითვლება ჰელმჰოლც-სმოლუჩოვსკის განტოლების გამოყენებით:

სადაც და ეფ- ელექტროფორეზული მობილურობა (ელექტროფორეზის სიჩქარე), მ/წმ; ε არის ხსნარის ფარდობითი გამტარობა; ε 0 - ელექტრული მუდმივი, 8.9 10 -12 A s / W m; Δφ - პოტენციური განსხვავება გარე დენის წყაროდან, V; ζ - ელექტროკინეტიკური პოტენციალი, V; η არის დისპერსიული საშუალების სიბლანტე, N s/m 2; ლ- მანძილი ელექტროდებს შორის, მ; ვ- კოეფიციენტი, რომლის მნიშვნელობა დამოკიდებულია კოლოიდური ნაწილაკების ფორმაზე.

13.5. ელექტროკინეტიკური ფენომენები.

ელექტროფორეზი. ელექტროფორეზი

სამედიცინო და ბიოლოგიურ კვლევებში

ელექტროკინეტიკური ფენომენები ასახავს ურთიერთობას, რომელიც არსებობს დისპერსიული სისტემის ფაზების მოძრაობას ერთმანეთთან შედარებით და ამ ფაზებს შორის ინტერფეისის ელექტრულ თვისებებს შორის. არსებობს ელექტროკინეტიკური ფენომენების ოთხი ტიპი - ელექტროფორეზი, ელექტროოსმოზი, ნაკადის პოტენციალი (ნაკადი) და ჩაძირვის პოტენციალი (ნალექი).ელექტროკინეტიკური ფენომენები აღმოაჩინა ფ.ფ. რეისი. სველ თიხის ნაჭერში რაღაც მანძილიდან ორი შუშის მილი ჩაყარა, რომლებშიც ცოტაოდენი კვარცის ქვიშა ჩაასხა, წყალი იმავე დონეზე დაასხა და ელექტროდები ჩამოწია (სურ. 13.1).

პირდაპირი დენის გავლისას რეისმა აღმოაჩინა, რომ ანოდის სივრცეში ქვიშის ფენის ზემოთ წყალი თიხის ნაწილაკების სუსპენზიის გამოჩენის გამო მოღრუბლული ხდება, ამავდროულად მცირდება წყლის დონე მუხლში; კათოდური მილში წყალი რჩება გამჭვირვალე, მაგრამ მისი დონე იზრდება. ექსპერიმენტის შედეგებზე დაყრდნობით შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ დადებითი ელექტროდისკენ მოძრავი თიხის ნაწილაკები უარყოფითად არის დამუხტული, ხოლო წყლის მიმდებარე ფენა დადებითად არის დამუხტული, რადგან ის მოძრაობს უარყოფითი პოლუსისკენ.

ბრინჯი. 13.1.დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების მოძრაობის ელექტროკინეტიკური ფენომენები

დისპერსიულ სისტემაში

ელექტრული ველის მოქმედების ქვეშ დისპერსიული საშუალების ნაწილაკების მიმართ დისპერსიული ფაზის დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობის ფენომენს ელექტროფორეზი ეწოდება. სითხის გადაადგილების ფენომენი მყარ ფაზასთან შედარებით ფოროვანი მყარის (მემბრანის) მეშვეობით ეწოდება ელექტროოსმოზი.აღწერილი ექსპერიმენტის პირობებში ერთდროულად დაფიქსირდა ორი ელექტროკინეტიკური ფენომენი - ელექტროფორეზი და ელექტროოსმოზი. კოლოიდური ნაწილაკების მოძრაობა ელექტრულ ველში აშკარა მტკიცებულებაა იმისა, რომ კოლოიდური ნაწილაკები ატარებენ მუხტს მათ ზედაპირზე.

კოლოიდური ნაწილაკი - მიცელი შეიძლება ჩაითვალოს უზარმაზარი ზომის კომპლექსურ იონად. კოლოიდური ხსნარი გადის ელექტროლიზს პირდაპირი დენის გავლენით, კოლოიდური ნაწილაკები გადადის ანოდში ან კათოდში (დამოკიდებულია კოლოიდური ნაწილაკების მუხტზე). ამრიგად, ელექტროფორეზი არის უაღრესად დისპერსიული სისტემის ელექტროლიზი.

მოგვიანებით აღმოაჩინეს ელექტროფორეზისა და ელექტროოსმოსის საწინააღმდეგო 2 ფენომენი. დორნმა აღმოაჩინა, რომ როდესაც ნებისმიერი ნაწილაკი წყდება სითხეში, როგორიცაა ქვიშა წყალში, EMF წარმოიქმნება 2 ელექტროდს შორის, რომლებიც ჩასმულია თხევადი სვეტის სხვადასხვა ადგილას, ე.წ. დალექვის პოტენციალი (დორნის ეფექტი).

როდესაც სითხე იძულებით გადადის ფოროვან დანაყოფში, რომლის ორივე მხარეს არის ელექტროდები, ასევე ჩნდება EMF - ნაკადის (ნაკადის) პოტენციალი.

კოლოიდური ნაწილაკი მოძრაობს მნიშვნელობის პროპორციული სიჩქარითζ - პოტენციალი.თუ სისტემას აქვს რთული ნარევი, მაშინ შესაძლებელია მისი შესწავლა და გამოყოფა ელექტროფორეზის მეთოდის გამოყენებით, ნაწილაკების ელექტროფორეზული მობილურობის საფუძველზე. ეს ფართოდ გამოიყენება ბიოსამედიცინო კვლევებში მაკრო და მიკროელექტროფორეზის სახით.

წარმოქმნილი ელექტრული ველი იწვევს დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების გადაადგილებას ζ-პოტენციალის მნიშვნელობის პროპორციული სიჩქარით, რაც შეიძლება დაფიქსირდეს ტესტის ხსნარსა და ბუფერს შორის ინტერფეისის გადაადგილებით ოპტიკური მოწყობილობების გამოყენებით. შედეგად, ნარევი იყოფა რამდენიმე ფრაქციებად. რეგისტრაციისას მიიღება მრუდი რამდენიმე მწვერვალებით, მწვერვალის სიმაღლე თითოეული ფრაქციის შემცველობის რაოდენობრივი მაჩვენებელია. ეს მეთოდი შესაძლებელს ხდის სისხლის პლაზმის ცილების ცალკეული ფრაქციების გამოყოფას და შესწავლას. ყველა ადამიანის სისხლის პლაზმის ელექტროფორეგრამები ჩვეულებრივ ერთნაირია. პათოლოგიაში, მათ აქვთ დამახასიათებელი გარეგნობა თითოეული დაავადებისთვის. ისინი გამოიყენება დაავადების დიაგნოსტიკისა და მკურნალობისთვის. ელექტროფორეზი გამოიყენება ამინომჟავების, ანტიბიოტიკების, ფერმენტების, ანტისხეულების და ა.შ. მიკროელექტროფორეზი შედგება მიკროსკოპის ქვეშ ნაწილაკების მოძრაობის სიჩქარის განსაზღვრაში, ელექტროფორეზი - ქაღალდზე. ელექტროფორეზის ფენომენი ხდება ლეიკოციტების ანთებით კერაში მიგრაციის დროს. მკურნალობის მეთოდებად მუშავდება და დანერგილია იმუნოელექტროფორეზი, დისკის ელექტროფორეზი, იზოტაქოფორეზი და ა.შ, რომლებიც აგვარებენ მრავალ სამედიცინო და ბიოლოგიურ პრობლემას, როგორც მოსამზადებელ, ასევე ანალიტიკურ.

13.6. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა. ლიოსოლების დანალექი, აგრეგაცია და კონდენსაციის სტაბილურობა. ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ მდგრადობაზე

კოლოიდური სისტემების სტაბილურობის საკითხი ძალიან მნიშვნელოვანი საკითხია, რომელიც უშუალოდ ეხება მათ არსებობას. ნალექის წინააღმდეგობა- დისპერსიული სისტემის ნაწილაკების წინააღმდეგობა გრავიტაციის მოქმედების ქვეშ დასახლებისადმი.

პესკოვმა გააცნო აგრეგატიული და კინეტიკური სტაბილურობის კონცეფცია. კინეტიკური სტაბილურობა- კოლოიდური სისტემის დისპერსიული ფაზის უნარი იყოს შეჩერებულ მდგომარეობაში, არ დალექოს და არ დაუპირისპირდეს მიზიდულობის ძალებს. მაღალი დისპერსიული სისტემები კინეტიკურად სტაბილურია.

ქვეშ აგრეგატიული სტაბილურობააუცილებელია გავიგოთ დისპერსიული სისტემის უნარი შეინარჩუნოს დისპერსიის საწყისი ხარისხი. ეს შესაძლებელია მხოლოდ სტაბილიზატორით. აგრეგატური სტაბილურობის დარღვევის შედეგია კინეტიკური არასტაბილურობა,

რადგან გრავიტაციის მოქმედების ქვეშ საწყისი ნაწილაკებისგან წარმოქმნილი აგრეგატები გამოირჩევიან (წყდება ან ცურავს).

აგრეგატიური და კინეტიკური სტაბილურობა ურთიერთკავშირშია. რაც უფრო დიდია სისტემის აგრეგაციული სტაბილურობა, მით მეტია მისი კინეტიკური სტაბილურობა. სტაბილურობა განისაზღვრება გრავიტაციასა და ბრაუნის მოძრაობას შორის ბრძოლის შედეგით. ეს არის ერთიანობის კანონის გამოვლენისა და დაპირისპირებების ბრძოლის მაგალითი. სისტემების მდგრადობის განმსაზღვრელი ფაქტორები: ბრაუნის მოძრაობა, დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების დისპერსია, დისპერსიული საშუალების სიბლანტე და იონური შემადგენლობა და ა.შ.

კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობის ფაქტორები: კოლოიდური ნაწილაკების ელექტრული მუხტის არსებობა.ნაწილაკები ერთსა და იმავე მუხტს ატარებენ, ამიტომ, როდესაც ისინი ხვდებიან, ნაწილაკები იგერიებენ ერთმანეთს; დიფუზური ფენის იონების სოლვატის (ჰიდრატაციის) უნარი.რაც უფრო ჰიდრატირებულია იონები დიფუზურ ფენაში, რაც უფრო სქელია მთლიანი დამატენიანებელი გარსი, მით უფრო სტაბილურია სისტემა. სოლვატის ფენების ელასტიური ძალები აფერხებენ ნაწილაკებს და ხელს უშლიან მათ მიახლოებას; სისტემების ადსორბციულ-სტრუქტურული თვისებები.მესამე ფაქტორი დაკავშირებულია დისპერსიული სისტემების ადსორბციულ თვისებებთან. დისპერსიული ფაზის განვითარებულ ზედაპირზე, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების (სურფაქტანტების) და მაკრომოლეკულური ნაერთების (HMCs) მოლეკულები ადვილად შეიწოვება. მოლეკულების დიდი ზომები, რომლებიც ატარებენ საკუთარ ხსნარულ ფენებს, ქმნიან ნაწილაკების ზედაპირზე მნიშვნელოვანი სიგრძისა და სიმკვრივის ადსორბციულ-სოლვაციურ ფენებს. ასეთი სისტემები სტაბილურობით ახლოსაა ლიოფილურ სისტემებთან. ყველა ამ ფენას აქვს გარკვეული სტრუქტურა, ისინი იქმნება P.A.-ს მიხედვით. რებინდერი სტრუქტურულ-მექანიკური ბარიერი გაფანტული ნაწილაკების კონვერგენციის გზაზე.

13.7. ცალი კოაგულაცია. კოაგულაციის წესები. კოაგულაციის კინეტიკა

სოლები არის თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემები. სოლის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ამცირებენ თავისუფალი ზედაპირის ენერგიას კოლოიდური ნაწილაკების სპეციფიკური ზედაპირის შემცირებით, რაც ხდება მათი შერწყმისას. კოლოიდური ნაწილაკების უფრო დიდ აგრეგატებად გაერთიანების და საბოლოოდ მათი დალექვის პროცესი ე.წ. კოაგულაცია.

კოაგულაციას იწვევს სხვადასხვა ფაქტორი: მექანიკური ზემოქმედება, ტემპერატურის ცვლილება (დუღილი და გაყინვა), რადიაცია

იონი, უცხო ნივთიერებები, განსაკუთრებით ელექტროლიტები, დრო (დაბერება), დისპერსიული ფაზის კონცენტრაცია.

ყველაზე შესწავლილი პროცესია ელექტროლიტების მიერ ხსნარების კოაგულაცია. ელექტროლიტებით ხსნარების შედედების შემდეგი წესები არსებობს.

1. ყველა ელექტროლიტს შეუძლია გამოიწვიოს ლიოფობიური ხსნარების კოაგულაცია. კოაგულაციური ეფექტი (P) გააჩნია იონებს, რომლებსაც აქვთ გრანულის მუხტის საპირისპირო მუხტი (პოტენციალის განმსაზღვრელი იონები) და იგივე ნიშანი, როგორც კონტრიონები. (ჰერდის წესი).დადებითად დამუხტული სოლის კოაგულაცია გამოწვეულია ანიონებით.

2. იონების შედედების უნარი (P) დამოკიდებულია მათი მუხტის სიდიდეზე. რაც უფრო მაღალია იონის მუხტი, მით უფრო მაღალია მისი კოაგულაციის ეფექტი. (შულზეს წესი): PA1 3+ > PCa 2+ > PK +.

შესაბამისად, კოაგულაციის ზღურბლისთვის შეგვიძლია დავწეროთ:

იმათ. რაც უფრო დაბალია იონის მუხტი, მით უფრო მაღალია კონცენტრაცია კოაგულაცია.

3. ერთი და იგივე მუხტის იონებისთვის კოაგულაციის უნარი დამოკიდებულია გამხსნელი იონის რადიუსზე (r): რაც უფრო დიდია რადიუსი, მით უფრო დიდია მისი შედედების ეფექტი:

4. თითოეულ ელექტროლიტს ახასიათებს კოლოიდური ხსნარის შედედების პროცესის ზღვრული კონცენტრაცია (კოაგულაციის ბარიერი), ე.ი. უმცირესი კონცენტრაცია, გამოხატული მილიმოლებით, რომელიც უნდა დაემატოს ერთ ლიტრ კოლოიდურ ხსნარს, რათა მოხდეს მისი შედედება. კოაგულაციის ბარიერი ან ზღვრული კონცენტრაცია აღინიშნება C k. კოაგულაციის ზღურბლი არის ხსნარის სტაბილურობის შედარებითი მახასიათებელი მოცემულ ელექტროლიტთან მიმართებაში და არის კოაგულაციის უნარის ურთიერთმიმართება:

5. ორგანული იონების კოაგულაციური მოქმედება არაორგანულზე მეტია; ბევრი ლიოფობიური სოლის კოაგულაცია უფრო ადრე ხდება,

ვიდრე მიიღწევა მათი იზოელექტრული მდგომარეობა, რომლის დროსაც იწყება აშკარა კოაგულაცია. ამ მოქმედებას ე.წ კრიტიკული.მისი ღირებულებაა +30 მვ.

თითოეული დისპერსიული სისტემის კოაგულაციის პროცესი მიმდინარეობს გარკვეული სიჩქარით. კოაგულაციის სიჩქარის დამოკიდებულება კოაგულაციის ელექტროლიტის კონცენტრაციაზე ნაჩვენებია ნახ. 13.2.

ბრინჯი. 13.2.კოაგულაციის სიჩქარის დამოკიდებულება ელექტროლიტების კონცენტრაციაზე.

განმარტებები ტექსტში

გამოვლენილია სამი რეგიონი და A და B ორი დამახასიათებელი წერტილი. OA ხაზით შემოსაზღვრულ ტერიტორიას (კონცენტრაციის ღერძის გასწვრივ) ეწოდება ლატენტური კოაგულაციის არე. აქ კოაგულაციის მაჩვენებელი თითქმის ნულის ტოლია. ეს არის sol სტაბილურობის ზონა. A და B წერტილებს შორის არის ნელი კოაგულაციის არეალი, რომელშიც კოაგულაციის სიჩქარე დამოკიდებულია ელექტროლიტების კონცენტრაციაზე. წერტილი A შეესაბამება ელექტროლიტების ყველაზე დაბალ კონცენტრაციას, რომლის დროსაც იწყება აშკარა კოაგულაცია (კოაგულაციის ბარიერი) და აქვს კრიტიკული მნიშვნელობა. ეს ეტაპი შეიძლება შეფასდეს გარეგანი ნიშნებით: ფერის ცვლილება, სიმღვრივის გამოჩენა. ხდება კოლოიდური სისტემის სრული განადგურება: დისპერსიული ფაზის ნივთიერების გამოყოფა ნალექში, რომელსაც ე.წ. შედედება. B წერტილში იწყება სწრაფი კოაგულაცია, ანუ ნაწილაკების ყველა შეჯახება ეფექტურია და არ არის დამოკიდებული ელექტროლიტების კონცენტრაციაზე. B წერტილში ζ-პოტენციალი 0-ის ტოლია. კოლოიდური ხსნარის შედედებისათვის აუცილებელი ნივთიერების რაოდენობა დამოკიდებულია იმაზე, ელექტროლიტი დაემატება დაუყოვნებლივ თუ თანდათანობით, მცირე ნაწილებში. დაფიქსირდა, რომ ამ უკანასკნელ შემთხვევაში მეტი ნივთიერება უნდა დაემატოს, რათა მოხდეს იგივე კოაგულაციის ფენომენი. ეს ფენომენი გამოიყენება წამლების დოზირებაში.

თუ თქვენ შეაერთებთ ორ კოლოიდურ ხსნარს საპირისპირო მუხტით, ისინი სწრაფად კოაგულირდებიან. პროცესი ელექტროსტატიკური ხასიათისაა. იგი გამოიყენება სამრეწველო და ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად. წყალმომარაგების დროს წყალს ქვიშის ფილტრების წინ უმატებენ ალუმინის სულფატს ან რკინის (III) ქლორიდს. მათი ჰიდროლიზის დროს წარმოიქმნება ლითონის ჰიდროქსიდების დადებითად დამუხტული ხსნარები, რომლებიც იწვევენ მიკროფლორის, ნიადაგის და ორგანული მინარევების უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების შედედებას.

კოაგულაციის ფენომენი ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბიოლოგიურ სისტემებში. მთლიანი სისხლი არის ემულსია. სისხლის ფორმირებული ელემენტები - დისპერსიული ფაზა, პლაზმა - დისპერსიული საშუალება. პლაზმა უფრო მეტად დისპერსიული სისტემაა. დისპერსიული ფაზა: ცილები, ფერმენტები, ჰორმონები. მუშაობს სისხლის კოაგულაციის სისტემა და ანტიკოაგულაციური სისტემა. პირველს უზრუნველყოფს თრომბინი, რომელიც მოქმედებს ფიბრინოგენზე და იწვევს ფიბრინის ძაფების (სისხლის შედედების) წარმოქმნას. ერითროციტების დანალექი გარკვეული სიჩქარით (ESR). შედედების პროცესი უზრუნველყოფს სისხლის მინიმალურ დაკარგვას და სისხლის კოლტების წარმოქმნას სისხლის მიმოქცევის სისტემაში. პათოლოგიაში, ერითროციტები შთანთქავს გამა გლობულინების და ფიბრინოგენების დიდ მოლეკულებს და იზრდება ESR. სისხლის მთავარი ანტიკოაგულანტი არის ჰეპარინის სისხლის ანტიკოაგულანტი. კლინიკებში გამოიყენება კოაგულოგრამები - სისხლის კოაგულაციისა და ანტიკოაგულაციის ტესტების კომპლექტი (პროთრომბინის შემცველობა, პლაზმის რეკალციფიკაციის დრო, ჰეპარინის ტოლერანტობა, მთლიანი ფიბრინოგენი და ა. მისი შენარჩუნებისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული სისხლის შედედება. Ca 2+ იონები ამოღებულია ნატრიუმის ნიტრატით ნალექის მისაღებად, რაც აძლიერებს შედედებას. წაისვით ანტიკოაგულანტი, ჰეპარინი, დიკუმარინი. გულ-სისხლძარღვთა სისტემის ელემენტების ენდოპროთეზის ჩანაცვლებისთვის გამოყენებულ პოლიმერებს უნდა ჰქონდეთ ანტითრომბოგენური ან თრომბორეზისტენტული თვისებები.

13.8. კოლოიდური სისტემების სტაბილიზაცია (კოლოიდური ხსნარების დაცვა)

კოლოიდური ხსნარების სტაბილიზაცია ელექტროლიტებთან მიმართებაში დამატებითი ადსორბციული ფენების შექმნით კოლოიდური ნაწილაკების ზედაპირზე გაძლიერებული სტრუქტურული და მექანიკური თვისებებით, მცირე რაოდენობით მაღალი ხსნარის დამატებით.

ე.წ კოლოიდური დაცვა.დაცული სოლები ძალიან მდგრადია ელექტროლიტების მიმართ. დაცული სოლი იძენს ადსორბირებული პოლიმერის ყველა თვისებას. დისპერსიული სისტემა ხდება ლიოფილური და, შესაბამისად, სტაბილური. სპირალის ან სურფაქტანტის დამცავი ეფექტი ხასიათდება დამცავი ნომრით. დამცავი ნომერი უნდა გვესმოდეს, როგორც IUD-ის მინიმალური მასა (მილიგრამებში), რომელიც უნდა დაემატოს გამოკვლეულ Sol-ს 10 მლ, რათა დავიცვათ იგი კოაგულაციისგან, როდესაც 1 მლ 10% ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარი შედის სისტემებში. HMS ხსნარების დამცავი მოქმედების ხარისხი დამოკიდებულია: HMS-ის ბუნებაზე, დაცული ხსნარის ბუნებაზე, დისპერსიის ხარისხზე, გარემოს pH-ზე და მინარევებისაგან.

ორგანიზმში კოლოიდური დაცვის ფენომენი ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მთელ რიგ ფიზიოლოგიურ პროცესებში. ორგანიზმში დამცავი ეფექტი აქვს სხვადასხვა ცილებს, პოლისაქარიდებს, პეპტიდებს. ისინი ადსორბირებენ Ca-ს ჰიდროფობიური სხეულის სისტემების კოლოიდურ ნაწილაკებზე, როგორიცაა კარბონატები, კალციუმის ფოსფატები, აქცევს მათ სტაბილურ მდგომარეობაში. დაცული ხსნარის მაგალითებია სისხლი და შარდი. თუ თქვენ აორთქლდებით 1 ლიტრი შარდი, შეაგროვებთ მიღებულ ნალექს და შემდეგ ცდილობთ წყალში გახსნას, მაშინ ამისათვის საჭიროა 14 ლიტრი გამხსნელი. აქედან გამომდინარე, შარდი არის კოლოიდური ხსნარი, რომელშიც დისპერსიული ნაწილაკები დაცულია ალბუმინებით, მუცინებითა და სხვა ცილებით. შრატის ცილები ზრდის კალციუმის კარბონატის ხსნადობას თითქმის 5-ჯერ. რძეში კალციუმის ფოსფატის გაზრდილი შემცველობა გამოწვეულია ცილოვანი დაცვის გამო, რომელიც ირღვევა დაბერების დროს.

ათეროსკლეროზის განვითარებაში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ლეიცეტინ-ქოლესტერინის ბალანსი, რომლის დარღვევისას იცვლება ქოლესტერინის, ფოსფოლიპიდების და ცილების თანაფარდობა, რაც იწვევს სისხლძარღვების კედლებზე ქოლესტერინის დეპონირებას, რაც იწვევს ათეროკალცინოზს. დაცვაში დიდი როლი ენიჭება მსხვილმოლეკულურ ცხიმოვან-ცილოვან კომპონენტებს. მეორეს მხრივ, სისხლის უნარი შეინარჩუნოს დაშლილ მდგომარეობაში ნახშირბადის და ჟანგბადის აირების მაღალი კონცენტრაციით, ასევე განპირობებულია ცილების დამცავი ეფექტით. ამ შემთხვევაში, ცილები ახვევს გაზის მიკრობუშტუკებს და იცავს მათ ერთმანეთთან შეკვრისგან.

ნარკოტიკების წარმოებაში გამოყენებული კოლოიდური ნაწილაკების დაცვა.ორგანიზმში ხშირად საჭიროა სამკურნალო ნივთიერებების შეყვანა კოლოიდურ მდგომარეობაში, რათა თანაბრად გადანაწილდეს ორგანიზმში და შეიწოვოს. ასე რომ, გამოიყენება ვერცხლის, ვერცხლისწყლის, გოგირდის კოლოიდური ხსნარები, რომლებიც დაცულია ცილოვანი ნივთიერებებით.

როგორც წამლები (პროტარგოლი, კოლარგოლი, ლიზორგინონი), ხდება არა მხოლოდ ელექტროლიტების მიმართ მგრძნობიარე, არამედ შეიძლება აორთქლდეს სიმშრალემდე. მშრალი ნარჩენი წყლით დამუშავების შემდეგ კვლავ იქცევა სოლად.

13.9. პეპტიზაცია

პეპტიზაცია -პროცესი, კოაგულაციის საპირისპირო, კოაგულაციის სოლში გადასვლის პროცესი. პეპტიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც ნალექს ემატება ნივთიერებები (კოაგულაცია), რომლებიც ხელს უწყობენ ნალექის სოლში გადასვლას. მათ ეძახიან პეპტის შეშუპება.როგორც წესი, პეპტიზერები არის პოტენციალის განმსაზღვრელი იონები. მაგალითად, რკინის (III) ჰიდროქსიდის ნალექი პეპტიზებულია რკინის (III) მარილებით. მაგრამ გამხსნელს (H 2 O) ასევე შეუძლია პეპტიზერის როლი შეასრულოს. პეპტიზაციის პროცესი განპირობებულია ადსორბციის ფენომენით. პეპტიზატორი ხელს უწყობს ელექტრო ორმაგი შრის სტრუქტურის ფორმირებას და ზეტა პოტენციალის ფორმირებას.

შესაბამისად, პეპტიზაციის პროცესი ძირითადად განპირობებულია პოტენციალის განმსაზღვრელი იონების ადსორბციით და კონტრაიონების დეზორბციით, რაც იწვევს დისპერსიული ნაწილაკების ζ-პოტენციალის მატებას და ხსნარის ხარისხის (ჰიდრატაციის) მატებას, წარმოქმნას. სოლვატის ჭურვები ნაწილაკების ირგვლივ, რომლებიც წარმოქმნიან სოლიდურ ეფექტს (ადსორბციული პეპტიზაცია).

გარდა ადსორბციისა, არსებობს ასევე დაშლის პეპტიზაცია.ეს ტიპი მოიცავს ყველაფერს, როდესაც პეპტიზაციის პროცესი დაკავშირებულია დისპერსიული ფაზის ზედაპირული მოლეკულების ქიმიურ რეაქციასთან. იგი შედგება ორი ფაზისგან: პეპტიზატორის წარმოქმნა პეპტიზერის შეყვანილი ელექტროლიტის ქიმიური რეაქციით დისპერსიულ ნაწილაკთან; მიღებული პეპტიზატორის ადსორბცია დისპერსიული ფაზის ზედაპირზე, რაც იწვევს მიცელების წარმოქმნას და ნალექის პეპტიზებას. დაშლის პეპტიზაციის ტიპიური მაგალითია ლითონის ჰიდროქსიდების პეპტიზაცია მჟავებით.

ადსორბციული პეპტიზაციით მიღებული ხსნარების მაქსიმალური სისუფთავე განისაზღვრება პირველადი ნაწილაკების სისუფთავის ხარისხით, რომლებიც ქმნიან ნალექის ფანტელებს. დაშლის პეპტიზაციის დროს, ნაწილაკების ფრაგმენტაციის ზღვარმა შეიძლება დატოვოს კოლოიდების რეგიონი და მიაღწიოს დისპერსიის მოლეკულურ ხარისხს. პეპტიზაციის პროცესს დიდი მნიშვნელობა აქვს ცოცხალ ორგანიზმებში, ვინაიდან უჯრედების კოლოიდები და ბიოლოგიური სითხეები მუდმივად ექვემდებარება ელექტროლიტების მოქმედებას ორგანიზმში.

მრავალი სარეცხი, მათ შორის სარეცხი საშუალებების მოქმედება ემყარება პეპტიზაციის ფენომენს. საპნის კოლოიდური იონი არის დიპოლური, ის შეიწოვება ჭუჭყის ნაწილაკებით, აძლევს მათ მუხტს და ხელს უწყობს მათ პეპტიზაციას. ჭუჭყიანი ხსნარის სახით ადვილად იშლება ზედაპირიდან.

13.10. გელები და ჟელები. თიქსოტროპია. სინერეზი

HMS-ის და ზოგიერთი ჰიდროფობიური კოლოიდის ხსნარებს შეუძლიათ ცვლილებები განიცადონ გარკვეულ პირობებში: ხდება სითხის დაკარგვა, გელაცია, ხსნარების გელაცია და წარმოიქმნება ჟელეები და გელები (ლათინური "გაყინულიდან").

ჟელეები (ლარები)- ეს არის მყარი არათხევადი, სტრუქტურირებული სისტემები, რომლებიც წარმოიქმნება კოლოიდური ნაწილაკების ან პოლიმერების მაკრომოლეკულებს შორის მოლეკულური შეკრული ძალების მოქმედებით. ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების ძალები იწვევს სივრცითი ბადის ჩარჩოს წარმოქმნას, სივრცითი ბადეების უჯრედები ივსება თხევადი ხსნარით, სითხეში დასველებული ღრუბლის მსგავსად. ჟელეს წარმოქმნა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც სპირალიდან დამარილება ან კოაგულაციის საწყისი ეტაპი, კოაგულაციის სტრუქტურის წარმოქმნა.

ჟელატინის წყალხსნარი, როდესაც ნარევი თბება 45 ° C-მდე, ხდება ერთგვაროვანი თხევადი საშუალება. ოთახის ტემპერატურამდე გაციებისას ხსნარის სიბლანტე მატულობს, სისტემა კარგავს სითხეს, გელი, ნახევრად მყარი მასის კონსისტენცია ინარჩუნებს ფორმას (შეიძლება დანით დაჭრა).

ნივთიერებების ბუნებიდან გამომდინარე, რომლებიც ქმნიან ჟელეს ან გელს, გამოირჩევა: მყარი ნაწილაკებისგან აგებული - მყიფე (შეუქცევადი); წარმოიქმნება მოქნილი მაკრომოლეკულებით - ელასტიური (შექცევადი). მყიფეები წარმოიქმნება კოლოიდური ნაწილაკებით (TiO 2, SiO 2). გამხმარი არის მყარი ქაფი დიდი სპეციფიკური ზედაპირის ფართობით. გამხმარი ჟელე არ იშლება, გაშრობა იწვევს შეუქცევად ცვლილებებს.

ელასტიური გელები წარმოიქმნება პოლიმერებით. გაშრობისას ადვილად დეფორმირდება, იკუმშება, მიიღება მშრალი პოლიმერი (პიროგელი), რომელიც ინარჩუნებს ელასტიურობას. მას შეუძლია შესაფერის გამხსნელში შეშუპება, პროცესი შექცევადია და შეიძლება მრავალჯერ განმეორდეს.

ჟელეებში სუსტი მოლეკულური ბმები შეიძლება მექანიკურად განადგურდეს (რხევით, ჩამოსხმით, ტემპერატურით). კავშირის გაწყვეტა იწვევს სტრუქტურის განადგურებას, ნაწილაკები იძენენ უნარს

თერმული მოძრაობისთვის სისტემა თხევადდება და ხდება თხევადი. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, სტრუქტურა სპონტანურად აღდგება. ეს შეიძლება განმეორდეს ათობით ჯერ. ამ შექცევად ტრანსფორმაციას ე.წ თიქსოტროპია.ეს იზოთერმული ტრანსფორმაცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სქემით:

თიქსოტროპია შეინიშნება ჟელატინის სუსტ ხსნარებში, უჯრედის პროტოპლაზმაში. თიქსოტროპიის შექცევადობა მიუთითებს იმაზე, რომ შესაბამის სისტემებში სტრუქტურირება განპირობებულია ინტერმოლეკულური (ვან დერ ვაალსის) ძალებით - კოაგულაციური-თიქსოტროპული სტრუქტურით.

გელები სხეულში არის ტვინი, კანი, თვალის კაკლი. სტრუქტურის კონდენსაცია-კრისტალიზაციის ტიპი ხასიათდება უფრო ძლიერი ქიმიური კავშირით. ამ შემთხვევაში ირღვევა თიქსოტროპული ცვლილებების შექცევადობა (სილიციუმის მჟავას გელი).

ჟელე არის სისტემის არაბალანსური მდგომარეობა, ფაზური გამოყოფის ნელა მიმდინარე პროცესისა და სისტემის წონასწორობის მდგომარეობამდე მიახლოების გარკვეული ეტაპი.პროცესი მცირდება ჟელე ჩარჩოს თანდათანობით შეკუმშვამდე უფრო მკვრივ კომპაქტურ მასად მეორე მოძრავი თხევადი ფაზის შეკუმშვით, რომელიც მექანიკურად ინახება ჩარჩოს სივრცულ ბადეში. შენახვისას ჟელეს ზედაპირზე თავდაპირველად სითხის ცალკეული წვეთები ჩნდება, დროთა განმავლობაში ისინი მატულობენ და ერწყმის თხევადი ფაზის უწყვეტ მასას. ჟელეს აქერცვლის ამ სპონტანურ პროცესს სინერეზი ეწოდება. მყიფე ჟელეებისთვის, სინერეზი არის ნაწილაკების შეუქცევადი აგრეგაცია, მთელი სტრუქტურის დატკეპნა. IUD ჟელესთვის, ტემპერატურის გაზრდამ შეიძლება შეაჩეროს სინერეზი და დააბრუნოს ჟელე პირვანდელ მდგომარეობაში. შედედებული სისხლის შედედების გამოყოფა, პურის გამკვრივება, საკონდიტრო ნაწარმის გაჟღენთვა სინერეზის მაგალითია. ახალგაზრდების ქსოვილები ელასტიურია, შეიცავს მეტ წყალს, ელასტიურობა ასაკთან ერთად იკარგება, ნაკლები წყალი არის სინერეზი.

13.11. კითხვები და ამოცანები თვითშემოწმებისთვის

კლასებისთვის და გამოცდებისთვის მომზადებული

1. მიეცით დისპერსიული სისტემების, დისპერსიული ფაზის და დისპერსიული გარემოს ცნება.

2. როგორ არის კლასიფიცირებული დისპერსიული სისტემები დისპერსიული ფაზის და დისპერსიული გარემოს აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით? მიეცით ბიოსამედიცინო პროფილის მაგალითები.

3. როგორ არის კლასიფიცირებული დისპერსიული სისტემები მათში მოლეკულური ურთიერთქმედების სიძლიერის მიხედვით? მიეცით ბიოსამედიცინო პროფილის მაგალითები.

4. „ხელოვნური თირკმლის“ აპარატის ძირითადი ნაწილია დიალიზატორი. როგორია უმარტივესი დიალიზატორის აპარატის პრინციპი? რა მინარევები შეიძლება ამოიღონ სისხლიდან დიალიზით? რა ფაქტორები ახდენს გავლენას დიალიზის სიჩქარეზე?

5. რა გზებით შეიძლება განვასხვავოთ დაბალმოლეკულური წონის ნივთიერების ხსნარი და კოლოიდური ხსნარი? რა თვისებებს ეფუძნება ეს მეთოდები?

6. რა გზებით შეიძლება განვასხვავოთ სოლი უხეში სისტემისგან? რა თვისებებს ეფუძნება ეს მეთოდები?

7. როგორია კოლოიდური დისპერსიული სისტემების მიღების მეთოდები? რით განსხვავდებიან ისინი ერთმანეთისგან?

8. როგორია კოლოიდური დისპერსიული სისტემების მოლეკულურ-კინეტიკური და ოპტიკური თვისებები? რა განასხვავებს მათ ნამდვილი გადაწყვეტილებებისა და უხეში სისტემებისგან?

9. მიეცით დისპერსიული სისტემების აგრეგაციული, კინეტიკური და კონდენსაციის მდგრადობის ცნება. ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ სისტემების სტაბილურობას.

10. კოლოიდური დისპერსირებული სისტემების ელექტროკინეტიკური თვისებების კავშირის ჩვენება.

11. რა ელექტროკინეტიკური მოვლენები შეინიშნება დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების მექანიკური შერევისას: ა) დისპერსიულ გარემოსთან მიმართებაში; ბ) დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებთან შედარებით?

12. ახსენით ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან რომელ პრეპარატს ეხება კოლოიდური ხსნარები: ა) ბარიუმის სულფატის პრეპარატი წყალში, რომელიც გამოიყენება კონტრასტული საშუალებად რენტგენოლოგიურ კვლევებში ნაწილაკების ზომით 10 -7 მ; ბ) ვერცხლის პრეპარატი წყალში - საყელო, რომელიც გამოიყენება ჩირქოვანი ჭრილობების სამკურნალოდ 10 -9 მ ნაწილაკების ზომით.

13. სოლის კოაგულაციის ცნება. ლიოფილური სოლის კოაგულაცია. რა არის კოაგულაციის გარეგანი ნიშნები? მიუთითეთ სოლის შესაძლო კოაგულაციის პროდუქტები.

14. სოლების კოაგულაციის გამომწვევი ფაქტორები. ელექტროლიტების მიერ ხსნარების კოაგულაციის წესები. კოაგულაციის კინეტიკა. კოაგულაციის ბარიერი.

15. კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში მიკრო (Ca 2+) - და მაკრო (C 2 O 4 2-) -ელემენტების და მჟავა-ტუტოვანი ჰომეოსტაზის დარღვევის შედეგად თირკმელებში წარმოიქმნება შემდეგი რეაქცია:

რა უხდება სოლს? მითითებულ იონებიდან რომელს ექნება შედედების ეფექტი ამ სოლის ნაწილაკებისთვის: K + , Mg 2+ , SO 4 2- , NO 3 - , PO 4 3- , Al 3+ ?

წარმოიქმნება კალციუმის ოქსალატის სოლი. მოდით დავწეროთ სოლის მიცელის ფორმულა

(13.3.).

სოლის გრანულის მუხტი დადებითია, რაც ნიშნავს, რომ იონებს ექნებათ კოაგულაციური ეფექტი (k) ამ სოლის ნაწილაკებისთვის: SO 4 2-, PO 4 3-, NO 3 -, ჰარდის წესით. რაც უფრო მაღალია კოაგულაციური იონის მუხტი, მით უფრო ძლიერია მისი შედედების ეფექტი (შულზეს წესი). შულცის წესის მიხედვით, ეს ანიონები შეიძლება განლაგდეს შემდეგ რიგში: C-დან P0 4 3-> C-დან SO 4-მდე 2-> C-დან NO 3-მდე -. რაც უფრო დაბალია იონის მუხტი, მით უფრო მაღალი კონცენტრაცია გამოიწვევს კოაგულაციას. კოაგულაციის ბარიერი (p) არის ხსნარის სტაბილურობის ფარდობითი მახასიათებელი მოცემულ ელექტროლიტთან მიმართებაში და არის ორმხრივი

13.12. ტესტები

1. აირჩიეთ არასწორი განცხადება:

ა) კოლოიდური ხსნარების მიღების კონდენსაციის მეთოდებს მიეკუთვნება OVR, ჰიდროლიზი, გამხსნელების ჩანაცვლება;

ბ) კოლოიდური ხსნარების მიღების დისპერსიულ მეთოდებს მიეკუთვნება მექანიკური, ულტრაბგერითი, პეპტირება;

გ) კოლოიდური სისტემების ოპტიკური თვისებები მოიცავს ოპალესცენციას, დიფრაქციას, ტინდალის ეფექტს;

დ) კოლოიდური სისტემების მოლეკულურ-კინეტიკური თვისებები მოიცავს ბრაუნის მოძრაობას, სინათლის გაფანტვას და ხსნარის ფერის ცვლილებას.

2. აირჩიეთ არასწორი განცხადება:

ა) ელექტროფორეზი არის დისპერსიული ფაზის მოძრაობა ელექტრულ ველში სტაციონარული დისპერსიული გარემოს მიმართ;

ბ) ელექტროოსმოზი არის მოძრაობა დისპერსიული საშუალების ელექტრულ ველში სტაციონარული დისპერსიული ფაზის მიმართ;

გ) თერაპიული იონებისა და მოლეკულების შემცველი სითხეების შეღწევას ელექტრული ველის გავლენით კაპილარული სისტემის მეშვეობით ელექტროდიალიზი ეწოდება;

დ) ელექტროფორეზი გამოიყენება ცილების, ნუკლეინის მჟავების და სისხლის უჯრედების გამოსაყოფად.

3. კოლოიდური ხსნარი, რომელმაც დაკარგა სითხე, არის:

ა) ემულსია;

ბ) ლარი;

გ) სოლ;

დ) შეჩერება.

4. სისხლის პლაზმა არის:

ა) სოლ;

ბ) ლარი;

გ) ჭეშმარიტი ამოხსნა;

დ) ემულსია.

5. ჰეტეროგენულ სისტემას, რომელიც შედგება დისპერსიული ფაზის მიკროკრისტალისგან, რომელიც გარშემორტყმულია გამხსნელი სტაბილიზატორის იონებით, ეწოდება:

ა) გრანულა;

ბ) ბირთვი;

გ) ერთეული;

დ) მიცელი.

6. როდესაც მიცელი წარმოიქმნება, პოტენციალის განმსაზღვრელი იონები შეიწოვება წესის მიხედვით:

ა) შულც-ჰარდი;

ბ) რებინდერი;

გ) პანე ფაიანსი;

დ) შილოვა.

7. მიცელის გრანულა არის აგრეგატი:

ა) ადსორბციულ ფენასთან ერთად;

ბ) დიფუზიური შრე;

გ) ადსორბციული და დიფუზიური შრეები;

დ) პოტენციალის განმსაზღვრელი იონები.

8. ინტერფეისური პოტენციალი არის პოტენციალი შორის:

ა) მყარი და თხევადი ფაზები;

ბ) ადსორბციული და დიფუზური შრეები სრიალის საზღვარზე;

გ) ბირთვი და კონტრიონები;

დ) პოტენციალის განმსაზღვრელი იონები და კონტრიონები.

9. წვრილად ფოროვანი მემბრანების უნარს, შეინარჩუნონ დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები და თავისუფლად გაიარონ იონები და მოლეკულები, ეწოდება:

No6. დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაციისთვის იხილეთ ცხრილი. 3.

დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია ცხრილი აგრეგატული მდგომარეობის მიხედვით
დისპერსიული საშუალება	გაფანტული	ზოგიერთი ბუნებრივი და საყოფაცხოვრებო დისპერსიული სისტემის მაგალითები
	თხევადი	ნისლი, ასოცირებული გაზი ნავთობის წვეთებთან, კარბურატორის ნარევი მანქანის ძრავებში (ბენზინის წვეთები ჰაერში), აეროზოლები
	Მყარი	მტვერი ჰაერში, ორთქლი, სმოგი, სიმები (მტვერი და ქვიშის ქარიშხალი), მყარი აეროზოლები
თხევადი		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,		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

ქიმიის გაკვეთილი მე-11 კლასში: "დისპერსიული სისტემები და ხსნარები"

მიზანია მივცეთ დისპერსიული სისტემების კონცეფცია, მათი კლასიფიკაცია. გამოავლინოს კოლოიდური სისტემების მნიშვნელობა ბუნებისა და საზოგადოების ცხოვრებაში. აჩვენეთ ამონახსნების ჭეშმარიტად და კოლოიდურებად დაყოფის ფარდობითობა.

აღჭურვილობა და მასალები:

ტექნოლოგიური რუკები: დიაგრამა-ცხრილი, ლაბორატორიული სამუშაოები, ინსტრუქციები.

აღჭურვილობა ლაბორატორიული სამუშაოებისთვის:

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

ქიმიური ჭიქები

ქაღალდის ფილტრები.

შავი ქაღალდი.

ფანრები

ქიმიის გაკვეთილის მსვლელობა მე-11 კლასში:

გაკვეთილის ეტაპი	სცენის მახასიათებლები	მასწავლებლის ქმედებები	მოსწავლეთა მოქმედებები
ორგანიზაციული (2 წთ.)	გაკვეთილისთვის მზადება	მიესალმება სტუდენტებს.	ემზადება გაკვეთილისთვის. მიესალმე მასწავლებელს.
შესავალი (5 წთ.)	ახალი თემის შესავალი.	მივყავართ გაკვეთილის თემამდე, დავალებებს და „კითხვებს საკუთარ თავს“ აცნობს გაკვეთილის თემას. აჩვენებს დღევანდელი გაკვეთილის ამოცანებს.	მიიღეთ მონაწილეობა თემის განხილვაში. გაეცანით გაკვეთილის თემას და ამოცანებს (დანართი No1) ჩამოწერეთ სამი შეკითხვა თემაზე, რომელზეც გსურთ პასუხის გაცემა.
თეორიული ნაწილი (15 წუთი.)	ახალი თემის ახსნა.	აძლევს დავალებებს ჯგუფში მუშაობისთვის ახალი მასალის მოსაძებნად (დანართი No3,4)	ჯგუფებად გაერთიანების შემდეგ ასრულებენ დავალებებს სქემით გათვალისწინებული ტექნოლოგიური რუქით (დანართი No4) და მასწავლებლის მოთხოვნების შესაბამისად.
თეორიული ნაწილის შეჯამება (8 წთ.)	მიღებული თეორიული ცოდნის საფუძველზე დასკვნები.	წინასწარ აკიდებს დაფაზე ცარიელ დიაგრამებს (A3 ფორმატი) სტუდენტების მიერ ვიზუალური შევსების მიზნით. (დანართი №4) სტუდენტებთან ერთად აყალიბებს ძირითად თეორიულ დასკვნებს.	მარკერები ავსებენ იმ სქემების შესაბამის სქემებს, რაზეც მუშაობდნენ, ანგარიშს უწევენ ჯგუფურად შესრულებულ სამუშაოს ძირითადი დასკვნები ჩამოწერეთ ტექნოლოგიურ რუკებში.
პრაქტიკული ნაწილი (10 წთ.)	ლაბორატორიული სამუშაოების შესრულება, მიღებული გამოცდილების კონსოლიდაცია.	გთავაზობთ ლაბორატორიული სამუშაოების შესრულებას თემაზე „დისპერსირებული სისტემები“ (დანართი No2)	შეასრულეთ ლაბორატორიული სამუშაოები (დანართი No2), შეავსეთ ფორმები, ლაბორატორიული სამუშაოების ინსტრუქციისა და მასწავლებლის მოთხოვნების შესაბამისად.
შეჯამება და დასკვნები (5 წთ.)	გაკვეთილის შეჯამება. Საშინაო დავალება.	მოსწავლეებთან ერთად აკეთებს დასკვნას თემაზე. გვთავაზობს გაკვეთილის დასაწყისში დაწერილი კითხვების დაკავშირებას გაკვეთილის ბოლოს მიღებულ კითხვებთან.	შეჯამება, საშინაო დავალების ჩაწერა.

კონტროლის ფორმები და მეთოდები:

შევსების ტექნოლოგიური სქემები (დანართი No4).

ლაბორატორიული სამუშაოები (დანართი No2)

კონტროლი ხორციელდება ფრონტალურად ზეპირი და წერილობითი ფორმით. ლაბორატორიული სამუშაოს შედეგების მიხედვით, ლაბორატორიული სამუშაოების ბარათები გადაეცემა მასწავლებელს გადასამოწმებლად.

1. შესავალი:

რა განსხვავებაა მარმარილოსა და გრანიტს შორის? რაც შეეხება მინერალურ და გამოხდილ წყალს?

(პასუხი: მარმარილო არის სუფთა ნივთიერება, გრანიტი არის ნივთიერებების ნარევი, გამოხდილი წყალი არის სუფთა ნივთიერება, მინერალური წყალი არის ნივთიერებების ნარევი).

კარგი. რაც შეეხება რძეს? ეს სუფთა ნივთიერებაა თუ ნარევი? და ჰაერი?

ნებისმიერი სუფთა ნივთიერების მდგომარეობა აღწერილია ძალიან მარტივად - მყარი, თხევადი, აირისებრი.

მაგრამ აბსოლუტურად სუფთა ნივთიერებები ბუნებაში არ არსებობს. მინარევების მცირე რაოდენობამაც კი შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ნივთიერებების თვისებებზე: დუღილის წერტილი, ელექტრო და თბოგამტარობა, რეაქტიულობა და ა.შ.

აბსოლუტურად სუფთა ნივთიერებების მიღება თანამედროვე ქიმიის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ამოცანაა, რადგან სწორედ ნივთიერების სისუფთავე განსაზღვრავს მისი ინდივიდუალური საშუალებების გამოვლენის შესაძლებლობას (ეტიკეტირებული რეაგენტების დემონსტრირება).

შესაბამისად, ბუნებაში და ადამიანის პრაქტიკულ ცხოვრებაში არსებობს არა ცალკეული ნივთიერებები, არამედ მათი სისტემები.

აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობებში სხვადასხვა ნივთიერებების ნარევმა შეიძლება შექმნას ჰეტეროგენული და ერთგვაროვანი სისტემები. ჰომოგენური სისტემები არის გადაწყვეტილებები, რომლებსაც გავეცანით ბოლო გაკვეთილზე.

დღეს ჩვენ გავეცნობით ჰეტეროგენულ სისტემებს.

2. დღევანდელი გაკვეთილის თემაა DISPERSIVE SYSTEMS.

გაკვეთილის თემის შესწავლის შემდეგ გაიგებთ:

დისპერსიული სისტემების მნიშვნელობა.

ეს, როგორც გესმით, ჩვენი მთავარი ამოცანაა. ისინი დაწერილია თქვენს ტექნოლოგიურ რუქებში. მაგრამ იმისათვის, რომ ჩვენი მუშაობა უფრო პროდუქტიული და მოტივირებული გავხადოთ, გირჩევთ, დაწეროთ მინიმუმ სამი კითხვა ძირითადი ამოცანების გვერდით, რომლებზეც გსურთ პასუხის პოვნა ამ გაკვეთილის მსვლელობისას.

3. თეორიული ნაწილი.

დისპერსიული სისტემები - რა არის ეს?

შევეცადოთ ერთად გამოვიტანოთ განმარტება სიტყვების აგებულებიდან გამომდინარე.

1) სისტემა (სხვა ბერძნული „სისტემიდან“ - ნაწილებისგან შემდგარი მთლიანობა; კავშირი) - ელემენტების ერთობლიობა, რომლებიც ერთმანეთთან ურთიერთობაში და კავშირშია, რაც ქმნის გარკვეულ მთლიანობას, ერთიანობას.

2) დისპერსია - (ლათ. dispersio - დისპერსია) რაიმეს გაფანტვა, დამსხვრევა.

დისპერსიული სისტემები არის ჰეტეროგენული (ჰეტეროგენული) სისტემები, რომლებშიც ერთი ნივთიერება ძალიან მცირე ნაწილაკების სახით თანაბრად ნაწილდება მეორის მოცულობაში.

თუ მიმოხილვას და წინა გაკვეთილს დავუბრუნდებით, შეგვიძლია გავიხსენოთ, რომ: ხსნარები შედგება ორი კომპონენტისგან: ხსნადი და გამხსნელი.

დისპერსიულ სისტემებს, როგორც ნივთიერებების ნარევებს, აქვთ მსგავსი სტრუქტურა: ისინი შედგება მცირე ნაწილაკებისგან, რომლებიც თანაბრად ნაწილდება სხვა ნივთიერების მოცულობაში.

შეხედეთ თქვენს ტექნოლოგიურ რუქებს და შეეცადეთ შექმნათ ორი მსგავსი სქემა განსხვავებული ნაწილებისგან: გადაწყვეტისთვის და დისპერსიული სისტემისთვის.

შეამოწმეთ შედეგები ეკრანზე გამოსახულთან შედარებით.

ასე რომ, დისპერსიული საშუალება დისპერსიულ სისტემაში გამხსნელის როლს ასრულებს და არის ე.წ. უწყვეტი ფაზა, ხოლო დისპერსიული ფაზა - გამხსნელის როლი.

ვინაიდან დისპერსიული სისტემა არის ჰეტეროგენული ნარევი, არსებობს ინტერფეისი დისპერსიულ გარემოსა და დისპერსიის ფაზას შორის.

დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია.

თქვენ შეგიძლიათ შეისწავლოთ თითოეული დისპერსიული სისტემა ცალ-ცალკე, მაგრამ სჯობს მათი კლასიფიკაცია, გამოყოთ საერთო, ტიპიური და გახსოვდეთ. ამისათვის თქვენ უნდა დაადგინოთ, რა საფუძვლით უნდა გააკეთოთ ეს. თქვენ გაერთიანებულნი ხართ ჯგუფებად, რომელთაგან თითოეულს ეძლევა დავალება და მასზე მიმაგრებული დიაგრამა.

ხელმძღვანელობთ თქვენთვის შემოთავაზებული ლიტერატურით, იპოვეთ ტექსტში თქვენთვის შემოთავაზებული კლასიფიკაციის ნიშანი, შეისწავლეთ იგი.

შექმენით კლასტერი (ბლოკ-სქემა), რომელშიც მითითებულია დისპერსიული სისტემების ნიშნები და თვისებები, მიეცით მას მაგალითები. ამაში დასახმარებლად, თქვენ უკვე მოგეწოდებათ ცარიელი დიაგრამა, რომელიც უნდა შეავსოთ.

4. დასკვნა თეორიულ ამოცანაზე.

შევაჯამოთ.

თითოეული გუნდიდან ვთხოვ თითო ადამიანს გამოვიდეს და შეავსოს დაფაზე განთავსებული დიაგრამები.

(მოდიან მოსწავლეები და ავსებენ თითოეულ სქემას მარკერით, რის შემდეგაც აკეთებენ ანგარიშს შესრულებული სამუშაოს შესახებ)

კარგად გააკეთე, ახლა გამოვასწოროთ:

რას ეფუძნება დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია?

რა არის დისპერსიული სისტემების ტიპები?

კოლოიდური ხსნარების რა თვისებები იცით?

რა ჰქვია გელებს? რა ღირებულება აქვთ? რა არის მათი თვისება?

5. პრაქტიკული ნაწილი.

ახლა, როდესაც თქვენ იცნობთ დისპერსიული სისტემების მახასიათებლებს და მათ კლასიფიკაციას და ასევე განსაზღვრავთ, თუ რა პრინციპით არის კლასიფიცირებული დისპერსიული სისტემები, მე გთავაზობთ ამ ცოდნის პრაქტიკაში კონსოლიდაციას ცალკე ფორმაში შემოთავაზებული შესაბამისი ლაბორატორიული სამუშაოს შესრულებით.

თქვენ ხართ 2 კაციან ჯგუფებში. თითოეული ჯგუფისთვის თქვენ გაქვთ შესაბამისი ფორმა ლაბორატორიული სამუშაოებით, ასევე რეაგენტების კონკრეტული ნაკრები, რომელიც უნდა შეისწავლოთ.

თქვენ მოგეცემათ დისპერსიული სისტემის ნიმუში.

თქვენი დავალება: ინსტრუქციების გამოყენებით დაადგინეთ რომელი დისპერსიული სისტემა მოგცათ, შეავსეთ ცხრილი და გამოიტანეთ დასკვნა დისპერსიული სისტემის მახასიათებლების შესახებ.

6. განზოგადება და დასკვნები.

ამრიგად, ამ გაკვეთილზე უფრო ღრმად შევისწავლეთ დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია, მათი მნიშვნელობა ბუნებასა და ადამიანის ცხოვრებაში.

თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ არ არსებობს მკვეთრი საზღვარი დისპერსიული სისტემების ტიპებს შორის. კლასიფიკაცია უნდა ჩაითვალოს შედარებითი.

ახლა კი დავუბრუნდეთ დღევანდელი გაკვეთილისთვის დასახულ ამოცანებს:

რა არის დისპერსიული სისტემები?

რა არის დისპერსიული სისტემები?

რა თვისებები აქვს დისპერსიულ სისტემებს?

დისპერსიული სისტემების მნიშვნელობა.

ყურადღება მიაქციეთ თქვენს მიერ დაწერილ კითხვებს. რეფლექსიის ველში მონიშნეთ ამ გაკვეთილის სარგებლიანობა.

7. საშინაო დავალება.

ჩვენ მუდმივად ვხვდებით ბუნებაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში დისპერსიული სისტემების წინაშე, ჩვენს სხეულშიც კი არის დისპერსიული სისტემები. დისპერსიული სისტემების მნიშვნელობის შესახებ ცოდნის კონსოლიდაციის მიზნით, გეპატიჟებით შეასრულოთ საშინაო დავალება ესეს სახით /

აირჩიეთ დისპერსიული სისტემა, რომელსაც მუდმივად ხვდებით თქვენს ცხოვრებაში. დაწერეთ თხზულება 1-2 გვერდზე: „რა მნიშვნელობა აქვს ამ გაფანტულ სისტემას ადამიანის ცხოვრებაში? რომელი მსგავსი დისპერსიული სისტემები მსგავსი ფუნქციებით არის ცნობილი ჯერ კიდევ?

გმადლობთ გაკვეთილისთვის.