Dispers sistemi olan. Dağılmış mühit. Rəng xüsusiyyətlərinin görünməsi və yox olması

№ 6. Dispers sistemlərin təsnifatı üçün cədvələ baxın. 3.

DISPERS SİSTEMLƏRİNİN TƏSİRLƏNMƏSİ Cədvəl AQRAQA VƏZİYYƏTİNA GÖRƏ

Dispersiv mühit	Dağılmış	Bəzi təbii və məişət dispers sistemlərinin nümunələri

	Maye	Duman, neft damcıları ilə səmt qazı, avtomobil mühərriklərində karbüratör qarışığı (havadakı benzin damcıları), aerozollar
	Möhkəm	Havada toz, duman, duman, simumlar (toz və qum fırtınaları), bərk aerozollar
Maye		Efervesan içkilər, köpüklər
	Maye	Emulsiyalar. Bədənin maye mühiti (qan plazması, limfa, həzm şirələri), hüceyrələrin maye tərkibi (sitoplazma, karioplazma)
	Möhkəm	Sollar, gellər, pastalar (jele, jele, yapışqanlar). Suda asılı olan çay və dəniz lilləri; minaatanlar
bərk,		İçində hava qabarcıqları olan qar qabığı, torpaq, tekstil parçalar, kərpic və keramika, köpük kauçuk, qazlı şokolad, tozlar
	Maye	Nəmli torpaq, tibbi və kosmetik məhsullar (məlhəm, tuş, pomada və s.)
	Möhkəm	Daşlar, rəngli şüşələr, bəzi ərintilər

§ 14. DISPERS SİSTEMLERİ

Təbiətdə təmiz maddələr çox yayılmışdırnadir hallarda. Müxtəlif aqreqatlarda müxtəlif maddələrin qarışıqlarıdövlətlər heterojen və homo təşkil edə bilərgen sistemləri – dispers sistemlər və həllər.

Dağılmış heterojen adlanır sistemləri , bir maddənin çox kiçik hissəciklər şəklində olduğustits digərinin həcmində bərabər paylanır.

Həmin maddə (və ya bir neçə maddə) kidispers sistemdə daha az miqdarda mövcuddurkeyfiyyət və həcmdə paylanmış adlanırdağıtmaqyeni mərhələ . Daha çox miqdarda təqdim edinhəcmində dispers paylanan maddəbu mərhələ adlanır dispersiya mühiti . Arasındadispersiya mühiti və dispers faza hissəcikləriinterfeysi var, buna görə dispers sistemlər deyilir heterojen, yəni. heterojen.
Həm dispersiya mühiti, həm də dispers faza müxtəlif birləşmə vəziyyətlərində olan maddələrdən ibarət ola bilər. Dispersiya mühitinin və dispers fazanın vəziyyətlərinin birləşməsindən asılı olaraq belə sistemlərin səkkiz növünü ayırmaq olar (Cədvəl 2).
cədvəl 2

Dispers sistemlərin təsnifatı
fiziki vəziyyətinə görə

dispersiya- naya mühit	dağıtmaq nar faza	Bəzi nümunələr təbii və məişət dispers sistemlər
Qaz	Maye	Duman, səmt qazı yağ damcıları ilə, karbüratör qarışığı avtomobil mühərriklərində biley (ben- damcıları) havada zin)
Qaz	Möhkəm maddə	Havada toz tüstü, duman, duman (tozlu və qumlu fırtınalar)
Maye	Qaz	Qazlı içkilər, köpük vannası
	Maye	Üzvi maye mühit nizm (qan plazması, limfa, həzm bədən şirələri), maye hüceyrə tərkibi (sitoplazma, kario- plazma)
	Möhkəm maddə	Jelly, jele, yapışqanlar, suda asılır çay və ya dəniz lil, tikinti yaradıcılığı
Möhkəm maddə	Qaz	Pu- ilə qar qabığı hava kabarcıkları mikrob, torpaq, tekstil parçalar, kərpic və keramika, köpük kauçuk, məsaməli şokolad, tozlar
	Maye	Yaş torpaq, mis Qing və kosmetika yerli vasitələr (məlhəmlər, tuş, dodaq boyası və s.)
	Möhkəm maddə	Daşlar, rəng - təzə eynək, bəziləri ərintilər

Dispers fazanı təşkil edən maddənin hissəciklərinin ölçüsünə əsasən, dispers sistemlər hissəcik ölçüləri 100 nm-dən çox olan qaba və 1-dən 100 nm-ə qədər incə səpələnmiş hissəciklərə bölünür. Maddə ölçüsü 1 nm-dən az olan molekullara və ya ionlara parçalanırsa, homojen bir sistem yaranır - məhlul. Məhlul homojendir, hissəciklər və mühit arasında heç bir interfeys yoxdur və buna görə də dispers sistemlərə aid deyil.

Dağınıq sistemlər və həllərlə tanış olmaq onların gündəlik həyatda və təbiətdə nə qədər vacib olduğunu göstərir. Özünüz mühakimə edin: Nil lili olmasaydı, Qədim Misirin böyük sivilizasiyası baş verməzdi (şək. 15); su, hava, qayalar, minerallar olmasaydı, canlı planet ümumiyyətlə mövcud olmazdı - bizim ümumi evimiz - Yer; hüceyrələr olmasaydı, canlı orqanizm olmazdı.

düyü. 15. Nil daşqınları və sivilizasiyanın tarixi
Faza hissəciklərinin ölçüsündən asılı olaraq dispers sistemlərin və məhlulların təsnifatı sxem 1-də verilmişdir.
Sxem 1
Dispers sistemlərin və məhlulların təsnifatı

Kobud dispers sistemlər. Kobud dispers sistemlər üç qrupa bölünür: emulsiyalar, süspansiyonlar və aerozollar.

Emulsiyalar– bunlar maye dispersiya mühiti və maye dispers fazası olan dispers sistemlərdir.

Onları da iki qrupa bölmək olar:
1) birbaşa – qütb mühitində qeyri-qütblü mayenin damcıları (suda yağ);
2) tərs (yağda su).
Emulsiyaların tərkibindəki dəyişiklik və ya xarici təsirlər birbaşa emulsiyanın tərs emulsiyaya və əksinə çevrilməsinə səbəb ola bilər. Ən məşhur təbii emulsiyaların nümunələri süd (birbaşa emulsiya) və yağdır (əks emulsiya). Tipik bir bioloji emulsiya limfadakı yağ damcılarıdır.
LABORATORİYA TƏCRÜBƏSİ Tam südü boşqaba tökün. Səthə bir neçə rəngli qida boyası damcısı qoyun. Pambıq çubuqunu yuyucu vasitədə isladın və boşqabın ortasına toxun. Süd hərəkət etməyə başlayır və rənglər qarışmağa başlayır. Niyə?
İnsan təcrübəsində məlum olan emulsiyalar arasında kəsici mayelər, bitumlu materiallar, pestisidlər, dərmanlar və kosmetika, qida məhsulları var. Məsələn, tibbi praktikada yağ emulsiyaları venadaxili infuziya vasitəsilə ac və ya zəifləmiş bədəni enerji ilə təmin etmək üçün geniş istifadə olunur. Belə emulsiyaları əldə etmək üçün zeytun, pambıq və soya yağlarından istifadə olunur.
Kimyəvi texnologiyada rezin, polistirol, polivinil asetat və s. istehsalı üçün əsas üsul kimi emulsiya polimerləşməsindən geniş istifadə olunur.
Süspansiyonlar– bunlar bərk dispers fazası və maye dispersiya mühiti olan qaba sistemlərdir.
Tipik olaraq, süspansiyonun dispers fazasının hissəcikləri o qədər böyükdür ki, onlar cazibə qüvvəsinin - çöküntünün təsiri altında çökürlər. Dispers fazanın və dispersiya mühitinin sıxlığında kiçik fərqə görə çökmənin çox yavaş baş verdiyi sistemlərə də süspansiyonlar deyilir. Praktik olaraq əhəmiyyətli tikinti dayandırılması
Boşluqlar ağartma (“əhəng südü”), emaye boyaları, müxtəlif tikinti asqıları, məsələn, “sement məhlulu” adlananlardır. Süspansiyonlara həmçinin dərmanlar daxildir, məsələn, maye məlhəmlər - linimentlər.
Xüsusi qrup kobud dispers sistemlərdən ibarətdir ki, burada dispers fazanın konsentrasiyası süspansiyonlarda aşağı konsentrasiyası ilə müqayisədə nisbətən yüksəkdir. Belə dispers sistemlərə pastalar deyilir. Məsələn, gündəlik həyatdan sizə yaxşı tanış olan diş, kosmetika, gigiyena və s.
Aerozollar– bunlar dispersiya mühitinin hava olduğu qaba dispers sistemlərdir və dispers faza maye damcıları (buludlar, göy qurşağı, saç lakı və ya qutudan ayrılan dezodorant) və ya bərk maddənin hissəcikləri (toz buludu, tornado) ola bilər (Şəkil 2). 16).

düyü. 16. Bərk cisimləri olan qaba sistemlərin nümunələri

Dispers faza: a – asma – məhlul;
b – aerozol – toz fırtınası
Kolloid sistemlər. Kolloid sistemlər qaba sistemlərlə həqiqi məhlullar arasında aralıq mövqe tutur. Onlar təbiətdə geniş yayılmışdır. Torpaq, gil, təbii sular, bir çox minerallar, o cümlədən bəzi qiymətli daşlar hamısı kolloid sistemlərdir.
Kolloid sistemlər biologiya və tibb üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. İstənilən canlı orqanizmin tərkibinə ətraf mühitlə mürəkkəb əlaqədə olan bərk, maye və qaz halında olan maddələr daxildir. Kimyəvi nöqteyi-nəzərdən bədən bütövlükdə bir çox kolloid sistemlərin mürəkkəb toplusudur.
Bioloji mayelər (qan, plazma, limfa, serebrospinal maye və s.) zülallar, xolesterin, qlikogen və bir çox başqaları kimi üzvi birləşmələrin kolloid vəziyyətdə olduğu kolloid sistemlərdir. Təbiət niyə ona belə üstünlük verir? Bu xüsusiyyət, ilk növbədə, kolloid vəziyyətdə olan bir maddənin daha yaxşı metabolik reaksiyalara kömək edən fazalar arasında böyük bir interfeysə malik olması ilə bağlıdır.
LABORATORİYA TƏCRÜBƏLƏRİ: Bir xörək qaşığı nişastanı plastik stəkana tökün. Tədricən isti su əlavə edin və qarışığı qaşıqla yaxşıca ovuşdurun. Suyu çox doldura bilməzsiniz, qarışıq qalın olmalıdır. Yaranan kolloid məhluldan bir xörək qaşığı ovcunuza tökün və digər əlinizin barmağı ilə ona toxunun. Qarışıq sərtləşir. Barmağınızı çıxarsanız, qarışıq yenidən maye olur.
Təzyiq altında olan kolloidlər vəziyyətini dəyişə bilər. Hazırlanmış kolloidə barmaq təzyiqi nəticəsində nişasta hissəcikləri bir-biri ilə birləşir və qarışıq bərk olur. Təzyiq azad edildikdə, qarışıq orijinal maye vəziyyətinə qayıdır.

Kolloid sistemlər bölünür sols (kolloid həllər) və gellər (jele).
Hüceyrənin əksər bioloji mayeləri (artıq qeyd olunan sitoplazma, nüvə şirəsi - karioplazma, vakuolların tərkibi) və bütövlükdə canlı orqanizm kolloid məhlullardır (sols).
Sols laxtalanma fenomeni ilə xarakterizə olunur, yəni. kolloid hissəciklərin yapışması və onların çökməsi. Bu zaman kolloid məhlul suspenziyaya və ya gelə çevrilir. Bəzi üzvi kolloidlər qızdırıldıqda (yumurtanın ağları, yapışdırıcılar) və ya turşu əsaslı mühit dəyişdikdə (həzm şirələri) laxtalanır.
Gellər dispers fazanın hissəciklərinin fəza quruluşu əmələ gətirdiyi kolloid sistemlərdir.
Gellər gündəlik həyatda rastlaşdığınız dispers sistemlərdir (Sxem 2).
Sxem 2
Gellərin təsnifatı

Zamanla gellərin strukturu pozulur və onlardan maye ayrılır. Sinerez baş verir - mayenin ayrılması ilə müşayiət olunan jelin həcminin kortəbii azalması. Sinerezis qida, tibbi və kosmetik gellərin saxlama müddətini müəyyən edir. Pendir və kəsmik hazırlayarkən bioloji sinerez çox vacibdir. İsti qanlı heyvanlarda qanın laxtalanması deyilən proses olur: spesifik amillərin təsiri altında həll olunan qan zülalı fibrinogen fibrinə çevrilir ki, onun laxtalanması sinerez prosesində yaranı qalınlaşdırır və bağlayır. Qanın laxtalanması çətinləşirsə, o zaman insan hemofiliyalı ola bilər. Biologiya kursunuzdan bildiyiniz kimi, qadınlar hemofiliya geninin daşıyıcısıdır, kişilər isə onu alırlar. Tanınmış tarixi sülalə nümunəsi: 300 ildən artıq hakimiyyətdə olmuş rus Romanovlar sülaləsi bu xəstəlikdən əziyyət çəkirdi.
Görünüşdə həqiqi və kolloid məhlulları bir-birindən ayırmaq çətindir. Bunun üçün onlar Tyndall effektindən istifadə edirlər - kolloid məhluldan işıq şüası keçdikdə "işıqlı yol" konusunun əmələ gəlməsi (şək. 17). Solun dispers fazasının hissəcikləri öz səthi ilə işığı əks etdirir, lakin həqiqi məhlulun hissəcikləri əks etdirmir. Bənzər bir effekti müşahidə edə bilərsiniz, ancaq kinoteatrda kinokameradan gələn işıq şüası auditoriyanın tozlu havasından keçən zaman maye kolloid deyil, aerozol üçün.

düyü. 17. Tyndall effekti vizual olaraq fərqləndirməyə imkan verir
kolloiddən həqiqi məhlul (sağ şüşədə).
(sol şüşədə)

? 1. Dispers sistemlər hansılardır? Dispersiv mühit? Dispers faza?
2. Dispers sistemlər mühitin və fazanın aqreqasiya vəziyyətinə görə necə təsnif edilir? Nümunələr verin.
3. Nə üçün hava, təbii qaz və həqiqi məhlullar dispers sistemlər kimi təsnif edilmir?
4. Kobud sistemlər necə bölünür? Hər qrupun nümayəndələrini adlandırın və onların əhəmiyyətini göstərin.
5. İncə dispers sistemlər necə bölünür? Hər qrupun nümayəndələrini adlandırın və onların əhəmiyyətini göstərin.
6. Gelləri hansı alt qruplara bölmək olar? Kosmetik, tibbi və qida gellərinin saxlama müddəti necə müəyyən edilir?
7. Koaqulyasiya nədir? Buna nə səbəb ola bilər?
8. Sinerez nədir? Buna nə səbəb ola bilər?
9. Nə üçün təbiət təkamülün daşıyıcısı kimi kolloid sistemləri seçdi?
10. İnternet resurslarından istifadə etməklə “Kolloid sistemlərin insan həyatında estetik, bioloji və mədəni rolu” mövzusunda mesaj hazırlayın.
11. M. Tsvetaevanın qısa şeirində hansı dispers sistemlərdən bəhs olunur?
İnciləri götür - göz yaşları qalacaq,
Qızılı götürün - yarpaqlar qalır
Payız ağcaqayın, bənövşəyi götür -
Qan qalacaq.

Dispersiya şkalası.

Xüsusi səth sahəsi. Dağılma dərəcəsi. Təsnifat

dispers sistemlər. Anlayışlar: dispers faza və dispersiv

çərşənbə. Dispers sistemlərin alınması üsulları

Dağılmış bir maddənin digərinin mühitində paylandığı və hissəciklər ilə dispersiya mühiti arasında faza sərhədinin mövcud olduğu sistem deyilir. Dispers sistemlər dispers faza və dispersiya mühitindən ibarətdir.

Dağılmış faza - Bunlar mühitdə paylanmış hissəciklərdir. Onun əlamətləri: dispersiya Və aralıq(Şəkil 1.1.1.1).

Dispersiv mühit - dispers fazanın yerləşdiyi maddi mühit. Onun əlaməti davamlılıq .

Faza interfeysi ilə xarakterizə olunur parçalanma Və heterojenlik. Parçalanma ilə xarakterizə olunur:

1)dispersiya dərəcəsi :

, [sm -1 ; m -1 ], harada S- ümumi faza səthi və ya dispers fazanın bütün hissəciklərinin səthi; V- dispers faza hissəciklərinin həcmi.

2)dispersiya- minimum ölçüsün əksi:

; ];

3)xüsusi səth :

, [m 2 /kq; sm 2 /g];

harada m- dispers faza hissəciklərinin kütləsi.

4) səthin əyriliyi :

. Düzensiz formalı hissəcik üçün,

Harada r 1 və r 2 - səthdən keçərkən dairələrin radiusu və iki perpendikulyar müstəvilərin verilmiş nöqtəsində ona normal.

1. Dispersiyaya görə onlar fərqləndirilir:

A) qaba onlar üçün sistemlər D < 10 3 (рис. 1.1.1.3);

b) mikroheterogen onlar üçün sistemlər D = 10 3 - 10 5 ;

V) ultramikroheterogen onlar üçün sistemlər D = 10 5 - 10 7 .

2. tərəfindən aqreqasiya vəziyyəti dispers faza və dispersiya mühiti. Bu təsnifat Ostvald tərəfindən təklif edilmişdir (bax Cədvəl 1.1.1.1).

3. Quruluşuna görə dispers sistemlər fərqləndirilir:

1) pulsuz dispers sistemlər, sistemin hər iki komponentinin hissəcikləri bir-birinə nisbətən sərbəst hərəkət edə bildikdə (sol);

2) əlaqəli dispers sistemlər, sistemin tərkib hissələrindən biri strukturlaşdırılmış sistem olduqda, yəni. faza hissəcikləri bir-birinə möhkəm bağlıdır (jelly, kompozitlər).

Cədvəl 1.1.1.1

Fazaların yığılma vəziyyətinə görə təsnifat

Dispers fazanın məcmu vəziyyəti	Dispersiya mühitinin məcmu vəziyyəti	Simvol mərhələsi/orta	Sistem adı	Nümunələr
G	G	g/g w/g tv/g	Aerozollar	Yer atmosferi
və	G			duman, təbəqə buludları
TV	G			tüstü, toz, sirr buludları
G	və	g/f	Qaz emulsiyaları, köpüklər	qazlı su, sabun və pivə köpüyü
və	və	w/w	Emulsiyalar	süd, yağ, kremlər və s.
TV	və	TV/W	Liozollar, süspansiyonlar	liofob kolloid məhlullar, suspenziyalar, pastalar, boyalar və s.
G	TV	g/tv	Qatı köpüklər	pomza, polistirol köpük, aktivləşdirilmiş karbon, çörək, köpük beton və s.
və	TV	g TV	Bərk emulsiyalar	parafində su, maye daxilolmaları olan minerallar, mayedə məsaməli cisimlər
TV	TV	tv/tv	Bərk sollar	polad, çuqun, rəngli şüşə, qiymətli daşlar

4. Fazalararası qarşılıqlı təsirə görə - liyofil Və liofobik sistemləri (Q. Freundlix tərəfindən təklif edilmişdir). Təsnifat yalnız maye dispersiya mühiti olan sistemlər üçün uyğundur.

Liyofilik sistemlər– onlarda dispers faza dispersiya mühiti ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və müəyyən şəraitdə orada həll oluna bilir – kolloid səthi aktiv maddələrin məhlulları, Dəniz Qüvvələrinin məhlulları. D sisteminin sərbəst enerjisi F < 0.

D F=D U – TdS ; D S qarışdırma > 0;

D U = W nə vaxt - W həll etmək,

Harada W dişli - birləşmə işi;

W solv - həll işi.

D-də U> 0, D U < 0 ÞTdS>D U. Bu qrup interfeysdə aşağı səth gərginliyi ilə xarakterizə olunur.

Liofob sistemlər– onlarda dispers faza dispersiya mühiti ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilmir və onda həll olur. Onlar üçün D F> 0. Dispersiya bu halda ya xarici iş, ya da sistemdə özbaşına baş verən digər proseslər (kimyəvi reaksiya) hesabına baş verir və solvasiya enerjisinin aşağı qiymətinə uyğun gələn faza sərhəddində yüksək səth gərginliyi ilə xarakterizə olunur.

İki qrup üsul var qəbul dispers sistemlər:

1. Metodlar dağıtmaq bədəni kolloid vəziyyətə salmaqdan ibarətdir (un dəyirmanı).

2. Metodlar kondensasiya hissəciklərin, atomların, molekulların kolloid ölçülü hissəciklərə qədər genişlənməsindən ibarətdir (çöküntü əmələ gəlməsi ilə kimyəvi reaksiya).

Dispers sistemlərin molekulyar-kinetik xassələri

Bütün molekulyar kinetik xassələrə molekulların translyasiya, fırlanma və vibrasiya hərəkətindən ibarət olan dispersiya mühitinin molekullarının xaotik istilik hərəkəti səbəb olur.

Maye və qaz halında olan dispersiya mühitinin molekulları daimi hərəkətdədir və bir-biri ilə toqquşur. Bir molekulun qonşusu ilə toqquşmadan əvvəl qət etdiyi orta məsafəyə orta sərbəst yol deyilir. Molekulların müxtəlif kinetik enerjiləri var. Müəyyən bir temperaturda molekulların kinetik enerjisinin orta dəyəri sabit qalır, bir molekul və bir mol təşkil edir:

;

Harada m- bir molekulun kütləsi;

M - bir mol kütləsi;

v– molekulların hərəkət sürəti;

k– Boltzman sabiti;

R- universal qaz sabiti.

Molekulyar kinetik xassələrin səbəbi dispersiya mühitinin molekullarının kinetik enerjisinin dəyərlərinin dəyişməsi (yəni orta göstəricidən sapma) olur.

Molekulyar kinetik xassələrin öyrənilməsi çoxlu elementlərdən (molekullardan) ibarət sistemlər üçün keçərli olan statistik tədqiqat metodlarının tətbiqi nəticəsində mümkündür. Fərdi molekulların hərəkətinin təsadüfi olduğu fərziyyəsinə əsaslanaraq, nəzəriyyə bir çox obyektlərin sistemləri üçün ən çox ehtimal olunan birləşməni müəyyənləşdirir. Molekulyar kinetik xüsusiyyətlər molekulları mütləq hərəkətli olan maye və qaz mühitində özünü göstərir.

Brown hərəkəti

Brown hərəkəti, dispersiya mühitinin molekullarının təsiri nəticəsində mayelərdə və ya qazlarda asılı olan kiçik hissəciklərin bütün istiqamətlərdə davamlı, xaotik, eyni dərəcədə ehtimal olunan hərəkətidir.

Əhəmiyyətsiz kütlənin ən kiçik hissəcikləri dispersiya mühitinin molekullarından qeyri-bərabər təsirlərə məruz qalır, hissəciyi hərəkət etdirən bir qüvvə yaranır, qüvvənin istiqaməti və impulsu davamlı olaraq dəyişir, buna görə də hissəcik xaotik hərəkətlər edir.

Bu dəyişikliklər 1907-ci ildə A. Eynşteyn və M. Smoluxovski tərəfindən müəyyən edilmiş və ətraf mühitin molekulyar kinetik xüsusiyyətləri ilə əlaqələndirilmişdir. Hesablama dispers faza hissəciyinin həqiqi yoluna deyil, hissəciklərin yerdəyişməsinə əsaslanır. Əgər hissəcik yolu qırıq bir xətt ilə müəyyən edilirsə, onda sürüşmə X müəyyən vaxt ərzində zərrəciyin koordinatlarının dəyişməsini xarakterizə edir. Orta yerdəyişmə hissəciyin orta-kvadrat yerdəyişməsini müəyyən edir:

Harada X 1 , X 2 , X i– müəyyən vaxt ərzində hissəciklərin yerdəyişməsi.

Brownian hərəkət nəzəriyyəsi təsadüfi bir qüvvənin qarşılıqlı təsiri ideyasına əsaslanır f(t), molekulların təsirlərini xarakterizə edən qüvvə F t, zamandan və dispers fazanın hissəcikləri dispersiya mühitində v sürəti ilə hərəkət edərkən sürtünmə qüvvəsindən asılı olaraq. Brouer hərəkətinin tənliyi (Langevin tənliyi) aşağıdakı formaya malikdir:

, burada m hissəcik kütləsidir; h - dispersiya mühitinin özlülük əmsalı. Böyük müddətlər üçün (t>> m/h) hissəcik ətaləti ( m (dv / d t) diqqətdən kənarda qala bilər. tənliyi birləşdirdikdən sonra.

təsadüfi qüvvə impulslarının orta hasilinin sıfır olması şərtilə, orta dalğalanma dəyəri (orta sürüşmə) bərabərdir:

, burada t vaxtdır; r - dispers faza hissəciklərinin radiusu; N A hissəciklərin Avoqadro sayıdır.

Təbiətdə saf elementlər yoxdur. Prinsipcə, bunların hamısı fərqli qarışıqlardır. Onlar, öz növbəsində, heterojen və ya homojen ola bilər. Onlar müxtəlif fazaların mövcud olduğu xüsusi bir dispersiya sistemi yaradaraq, məcmu vəziyyətdə olan maddələrdən əmələ gəlir. Bundan əlavə, qarışıqlarda adətən dispersiya mühiti olur. Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, bir maddənin paylandığı böyük həcmli bir element hesab olunur. Dispers sistemdə faza və mühit elə yerləşdirilir ki, onların arasında interfeys hissəcikləri olsun. Buna görə də heterojen və ya heterojen adlanır. Bunu nəzərə alaraq, bütövlükdə hissəciklərin deyil, səthin hərəkəti böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Dispers sistemin təsnifatı

Faza, məlum olduğu kimi, müxtəlif vəziyyətlərdə olan maddələrlə təmsil olunur. Və bu elementlər bir neçə növə bölünür. Dispers fazanın məcmu vəziyyəti onun içindəki mühitin birləşməsindən asılıdır və nəticədə 9 növ sistem yaranır:

Qaz. Sözügedən maye, bərk və element. Homojen qarışıq, duman, toz, aerozollar.
Maye dispers faza. Qaz, su, qaz. Köpüklər, emulsiyalar, məhlullar.
Bərk dispers faza. Bu vəziyyətdə nəzərə alınan maye, qaz və maddə. Torpaq, dərman və ya kosmetika, qayalar.

Bir qayda olaraq, dispers sistemin ölçüləri faza hissəciklərinin ölçüsü ilə müəyyən edilir. Aşağıdakı təsnifat var:

qaba (asma);
incə və doğru).

Dispersiya sisteminin hissəcikləri

Kobud qarışıqları tədqiq etməklə, bu birləşmələrin quruluşdakı hissəciklərinin ölçülərinin 100 nm-dən çox olması səbəbindən adi gözlə görünə biləcəyini müşahidə etmək olar. Süspansiyonlar ümumiyyətlə dispers fazanın mühitdən ayrıla biləcəyi bir sistemə aiddir. Bunun səbəbi onların qeyri-şəffaf hesab edilməsidir. Süspansiyonlar emulsiyalara (həll olmayan mayelər), aerozollara (xırda hissəciklər və bərk maddələr) və suspenziyalara (suda bərk maddələr) bölünür.

Kolloid maddə, başqa bir elementin içərisində bərabər paylanmış keyfiyyətə malik olan hər hansı bir maddədir. Yəni mövcuddur, daha doğrusu, dispers fazanın bir hissəsidir. Bu, bir materialın digərində, daha doğrusu, həcmində tamamilə paylandığı bir vəziyyətdir. Süd nümunəsində maye yağ sulu məhlulda dağılır. Bu halda, kiçik molekul 1 nanometr və 1 mikrometr içərisindədir və qarışıq homojen olduqdan sonra onu optik mikroskop üçün görünməz edir.

Yəni məhlulun heç bir hissəsində dispers fazanın konsentrasiyası digərindən daha yüksək və ya aşağı deyil. Təbiətdə kolloid olduğunu söyləmək olar. Daha böyük olanı davamlı faza və ya dispersiya mühiti adlanır. Çünki onun ölçüsü və paylanması dəyişmir və sözügedən element onun üzərinə yayılır. Kolloidlərin növlərinə aerozollar, emulsiyalar, köpüklər, dispersiyalar və hidrozol adlanan qarışıqlar daxildir. Hər bir belə sistemin iki mərhələsi var: dispers və davamlı faza.

Tarixdə kolloidlər

20-ci əsrin əvvəllərində bütün elmlərdə bu cür maddələrə böyük maraq var idi. Eynşteyn və digər elm adamları onların xüsusiyyətlərini və tətbiqlərini diqqətlə öyrəndilər. O dövrdə bu yeni elm sahəsi nəzəriyyəçilər, tədqiqatçılar və istehsalçılar üçün aparıcı tədqiqat sahəsi idi. 1950-ci ildən əvvəl maraq zirvəsindən sonra kolloidlər üzərində tədqiqatlar əhəmiyyətli dərəcədə azaldı. Maraqlıdır ki, daha yüksək güclü mikroskopların və "nanotexnologiyaların" (obyektlərin xüsusi kiçik miqyasda tədqiqi) son dövrlərdə meydana çıxması ilə yeni materialların öyrənilməsinə yenidən elmi maraq yaranıb.

Bu maddələr haqqında daha çox oxuyun

Həm təbiətdə, həm də süni məhlullarda müşahidə olunan kolloid xassələrə malik elementlər var. Məsələn, mayonez, kosmetik losyon və sürtkü yağları süni emulsiya növləridir, süd isə təbii olaraq meydana gələn oxşar qarışıqdır. Kolloid köpüklərə çırpılmış krem və təraş köpüyü, yeməlilərə isə yağ, zefir və jele daxildir. Yeməkdən əlavə, bu maddələr bəzi ərintilər, boyalar, mürəkkəblər, yuyucu vasitələr, insektisidlər, aerozollar, polistirol köpük və kauçuk şəklində mövcuddur. Buludlar, mirvarilər və opallar kimi gözəl təbii cisimlər belə kolloid xüsusiyyətlərə malikdir, çünki onlar arasında bərabər paylanmış digər maddələr var.

Kolloid qarışıqların hazırlanması

Kiçik molekulları 1-1 mikrometr diapazonuna qədər böyütməklə və ya böyük hissəcikləri eyni ölçüyə endirməklə. Kolloid maddələr əldə etmək olar. Sonrakı istehsal dispers və davamlı fazalarda istifadə olunan elementlərin növündən asılıdır. Kolloidlər adi mayelərdən fərqli davranırlar. Və bu, nəqliyyat və fiziki-kimyəvi xassələrdə müşahidə olunur. Məsələn, bir membran maye molekullara bərkidilmiş bərk molekullarla həqiqi məhlulun içindən keçməsinə imkan verə bilər. Bir mayenin içindən dağılmış bərk cismi olan kolloid maddə isə membran tərəfindən dartılacaq. Paylanmanın pariteti ikinci element boyunca boşluqda mikroskopik bərabərlik nöqtəsinə qədər vahiddir.

Həqiqi həllər

Koloidal dispersiya homojen bir qarışıq şəklində təqdim olunur. Element iki sistemdən ibarətdir: davamlı və dispers faza. Bu, bir neçə maddədən ibarət olan yuxarıdakı qarışıqla birbaşa əlaqəli olduqları üçün bu işin əlaqəli olduğunu göstərir. Bir kolloiddə ikincisi, birincidə bərabər paylanmış kiçik hissəciklər və ya damlacıqlardan ibarət bir quruluşa malikdir. 1 nm-dən 100 nm-ə qədər ən azı bir ölçüdə dispers fazanı, daha dəqiq desək, hissəcikləri təşkil edən ölçüdür. Bu diapazonda göstərilən ölçülərə malik dispers fazı təsvirə uyğun gələn təxmini elementlər adlandırmaq olar: kolloid aerozollar, emulsiyalar, köpüklər, hidrozollar. Sözügedən kompozisiyalarda mövcud olan hissəciklər və ya damcılar əsasən səthin kimyəvi tərkibindən təsirlənir.

Kolloid məhlullar və sistemlər

Nəzərə almaq lazımdır ki, dispers fazanın ölçüsü sistemdə ölçülməsi çətin dəyişəndir. Həlllər bəzən öz xüsusiyyətləri ilə xarakterizə olunur. Kompozisiyaların göstəricilərini qavramağı asanlaşdırmaq üçün kolloidlər onlara bənzəyir və demək olar ki, eyni görünür. Məsələn, maye içində dağılmış bərk bir forma malikdirsə. Nəticədə hissəciklər membrandan keçməyəcək. Həll edilmiş ionlar və ya molekullar kimi digər komponentlər ondan keçə bilir. Əgər daha sadə təhlil etsək, məlum olur ki, həll olunan komponentlər membrandan keçir, lakin kolloid hissəciklər nəzərdən keçirilən faza ilə keçə bilməz.

Rəng xüsusiyyətlərinin görünməsi və yox olması

Tyndall effektinə görə bəzi bu cür maddələr şəffaf olur. Elementin strukturunda işığın səpilməsidir. Digər sistemlər və kompozisiyalar bir növ rənglə gəlir və ya tamamilə qeyri-şəffafdır, müəyyən bir rəngə malikdir, hətta bəziləri tünd olsa belə. Kərə yağı, süd, qaymaq, aerozollar (duman, duman, tüstü), asfalt, boyalar, boyalar, yapışqan və dəniz köpüyü daxil olmaqla bir çox tanış maddələr kolloidlərdir. Bu tədqiqat sahəsi 1861-ci ildə Şotland alimi Tomas Qrem tərəfindən təqdim edilmişdir. Bəzi hallarda kolloid homojen (heterojen olmayan) qarışıq hesab edilə bilər. Çünki “həll edilmiş” və “dənəcikli” maddə arasındakı fərq bəzən yanaşma məsələsi ola bilər.

Maddələrin hidrokolloid növləri

Bu komponent hissəciklərin suda dağıldığı kolloid sistem kimi müəyyən edilir. Hidrokolloid elementlər, mayenin miqdarından asılı olaraq, müxtəlif vəziyyətlər, məsələn, gel və ya sol ola bilər. Onlar geri dönməz (bir hissəli) və ya geri dönə bilən ola bilər. Məsələn, agar, ikinci növ hidrokolloid. Gel və sol vəziyyətlərində mövcud ola bilər və istiliyin əlavə edilməsi və ya çıxarılması ilə vəziyyətlər arasında alternativ ola bilər.

Çoxlu hidrokolloidlər təbii mənbələrdən alınır. Məsələn, karagen yosunlardan, jelatin iribuynuzlu heyvanların piyindən, pektin isə sitrus qabığından və alma pomasından alınır. Hidrokolloidlər qidalarda əsasən teksturaya və ya özlülüyünə (sous) təsir etmək üçün istifadə olunur. Həm də dəriyə qulluq üçün və ya zədədən sonra müalicəvi vasitə kimi istifadə olunur.

Koloidal sistemlərin əsas xüsusiyyətləri

Bu məlumatdan aydın olur ki, kolloid sistemlər dispers sferanın bir hissəsidir. Onlar, öz növbəsində, həllər (sols) və ya jel (jelly) ola bilər. Birincilər, əksər hallarda, canlı kimya əsasında yaradılır. Sonuncular solların laxtalanması zamanı yaranan çöküntülər altında əmələ gəlir. Məhlullar üzvi maddələrlə, zəif və ya güclü elektrolitlərlə sulu ola bilər. Kolloidlərin dispers fazasının hissəcik ölçüləri 100 ilə 1 nm arasında dəyişir. Onları çılpaq gözlə görmək mümkün deyil. Çökmə nəticəsində faza və mühiti ayırmaq çətindir.

Dispers faza hissəciklərinin növləri üzrə təsnifat

Çoxmolekulyar kolloidlər. Həll edildikdə, atomlar və ya daha kiçik maddələr molekulları (diametri 1 nm-dən az olan) oxşar ölçülü hissəciklər yaratmaq üçün birləşdikdə. Bu sollarda səpələnmiş faza molekulyar ölçüsü 1 nm-dən az olan atom və ya molekulların aqreqatlarından ibarət strukturdur. Məsələn, qızıl və kükürd. Bunlar van der Waals qüvvələri tərəfindən bir yerdə saxlanılır. Onlar adətən liyofil təbiətlidirlər. Bu, əhəmiyyətli hissəciklərin qarşılıqlı təsiri deməkdir.

Yüksək molekulyar ağırlıqlı kolloidlər. Bunlar həll edildikdə müəyyən bir diametr meydana gətirən böyük molekullara (sözdə makromolekullar) malik olan maddələrdir. Belə maddələrə makromolekulyar kolloidlər deyilir. Dispers fazanı meydana gətirən bu elementlər adətən çox yüksək molekulyar çəkiyə malik polimerlərdir. Təbii makromolekullara nişasta, sellüloza, zülallar, fermentlər, jelatin və s. daxildir. Süni olanlara neylon, polietilen, plastik, polistirol və s. kimi sintetik polimerlər daxildir. Onlar adətən liofob olurlar, yəni bu halda zəif qarşılıqlı təsir göstərən hissəciklərdir.

Bağlı kolloidlər. Bunlar bir mühitdə həll edildikdə, aşağı konsentrasiyalarda normal elektrolitlər kimi davranan maddələrdir. Lakin onlar yığılmış elementlərin əmələ gəlməsi səbəbindən komponentlərin daha böyük enzimatik komponenti olan kolloid hissəciklərdir. Bu şəkildə əmələ gələn məcmu hissəciklərə misellər deyilir. Onların molekullarında həm liyofil, həm də liofob qruplar var.

Misellər. Onlar məhlulda kolloidin birləşməsindən əmələ gələn çoxluqlu və ya yığılmış hissəciklərdir. Ümumi nümunələr sabun və yuyucu vasitələrdir. Formalaşma müəyyən Kraft temperaturundan və müəyyən kritik miselizasiya konsentrasiyasından yuxarı baş verir. Onlar ion əmələ gətirməyə qadirdirlər. Misellərdə 100-ə qədər molekul və ya daha çox ola bilər, natrium stearat tipik bir nümunədir. Suda həll edildikdə ionlar əmələ gətirir.

Dispers sistemlər. Tərif. Təsnifat.

Həll yolları

Əvvəlki paraqrafda danışdıq həllər. Burada bu anlayışı qısaca xatırlayaq.

Həll yolları iki və ya daha çox komponentdən ibarət homojen (homogen) sistemlər adlanır.

Homojen sistem kimyəvi tərkibi və fiziki xassələri bütün hissələrində eyni olan və ya davamlı olaraq dəyişən, sıçrayışlar olmadan (sistemin hissələri arasında interfeyslər yoxdur) bircinsli sistemdir.

Həllin bu tərifi tamamilə doğru deyil. Daha çox istinad edir həqiqi həllər.

Eyni zamanda, var kolloid məhlullar, homojen olmayan, lakin heterojen, yəni. interfeyslə ayrılmış müxtəlif fazalardan ibarətdir.

Təriflərdə daha çox aydınlığa nail olmaq üçün başqa bir termin istifadə olunur - dispers sistemlər.

Dispers sistemləri nəzərdən keçirməzdən əvvəl onların öyrənilmə tarixi və belə bir terminin meydana çıxması haqqında bir az danışaq. kolloid məhlullar.

Fon

Hələ 1845-ci ildə kimyaçı Françesko Selmi müxtəlif məhlulların xassələrini tədqiq edərkən bioloji mayelərin - zərdab və qan plazması, limfa və digərlərinin xassələrinə görə adi həqiqi məhlullardan kəskin şəkildə fərqləndiyini və buna görə də belə mayelərin yalançı məhlullar adlandığını qeyd etdi. .

Kolloidlər və kristalloidlər

Bu istiqamətdə 1861-ci ildən ingilis alimi Tomas Qrem tərəfindən aparılan sonrakı tədqiqatlar göstərdi ki, tez diffuziya edən və bitki və heyvan membranlarından keçən bəzi maddələr asanlıqla kristallaşır, digərləri isə aşağı diffuziya qabiliyyətinə malikdir, membranlardan keçmir və kristallaşmır, amorf çöküntülər əmələ gətirir.

Birincisini Graham adlandırdı kristalloidlər, ikincisi isə - kolloidlər(yunan sözündən olan kolla - yapışqan və eidos - növ) və ya yapışqan kimi maddələr.

Xüsusilə, albumin, jelatin, ərəb saqqızı, dəmir və alüminium hidroksidləri və bəzi digər maddələr kimi amorf çöküntülər əmələ gətirə bilən maddələrin suda xörək duzu, maqnezium kimi kristal maddələrin diffuziya sürəti ilə müqayisədə yavaş yayıldığı aşkar edilmişdir. sulfat, qamış şəkəri və s.

Aşağıdakı cədvəldə bəzi kristalloidlər və kolloidlər üçün 18°C-də diffuziya əmsalları D göstərilir.

Cədvəl göstərir ki, molekulyar çəki ilə diffuziya əmsalı arasında tərs əlaqə mövcuddur.

Bundan əlavə, kristalloidlərin nəinki tez yayılma qabiliyyətinə malik olduğu, həm də aşkar edilmişdir dializ etmək, yəni. daha böyük molekulyar ölçülərə malik olan və buna görə də yavaş-yavaş yayılan və membranlara nüfuz etməyən kolloidlərdən fərqli olaraq membranlardan keçir.

Membran kimi öküz sidik kisəsinin divarları, sellofan, qara-sianidli mis plyonkaları və s.

Müşahidələrinə əsasən, Qrem bütün maddələrin bölünə biləcəyini müəyyən etdi kristalloidlər və kolloidlər.

ruslar razılaşmır

Kiyev Universitetinin professoru kimyəvi maddələrin belə ciddi şəkildə ayrılmasına etiraz edib İ.G. Borschev(1869). Borshchevin fikri sonradan başqa bir rus aliminin araşdırması ilə təsdiqləndi Veymarn, eyni maddənin şərtlərdən asılı olaraq kolloid və ya kristalloid xüsusiyyətlərini nümayiş etdirə biləcəyini sübut edən.

Məsələn, sabunun suda həlli xüsusiyyətlərinə malikdir kolloid, və spirtdə həll olunan sabun xassələri nümayiş etdirir həqiqi həllər.

Eyni şəkildə, kristal duzlar, məsələn, suda həll olunan yemək duzu verir əsl həll, və benzolda - kolloid məhlul və s.

Kolloid xüsusiyyətlərinə malik olan hemoglobin və ya yumurta albumini kristal vəziyyətdə əldə edilə bilər.

DI. Mendeleyevətraf mühitin şəraitindən və təbiətindən asılı olaraq istənilən maddənin xassə nümayiş etdirə biləcəyinə inanırdı kolloid. Hazırda istənilən maddəni kolloid vəziyyətdə əldə etmək olar.

Beləliklə, maddələri iki ayrı sinifə - kristalloidlərə və kolloidlərə bölmək üçün heç bir səbəb yoxdur, lakin maddənin kolloid və kristalloid vəziyyətlərindən danışmaq olar.

Maddənin kolloid vəziyyəti dedikdə onun müəyyən dərəcədə parçalanması və ya dağılması və həlledicidə suspenziyada kolloid hissəciklərin olması başa düşülür.

Heterojen yüksək dispers və yüksək molekulyar sistemlərin fiziki-kimyəvi xassələrini öyrənən elmə deyilir. kolloid kimya.

Dispers sistemlər

Əzilmiş (dispers) vəziyyətdə olan bir maddə digər maddənin kütləsində bərabər paylanmışdırsa, belə bir sistem dispers adlanır.

Belə sistemlərdə adətən parçalanmış maddə deyilir dispers faza, və onun yayıldığı mühitdir dispersiya mühiti.

Beləliklə, məsələn, suda qarışdırılmış gili təmsil edən bir sistem, asılmış kiçik gil hissəciklərindən - dispers fazadan və sudan - dispersiya mühitindən ibarətdir.

Dağılmış(parçalanmış) sistemlərdir heterojen.

Nisbətən böyük, davamlı fazaları olan heterojen sistemlərdən fərqli olaraq dispers sistemlər adlanır. mikroheterogen, və kolloid dispers sistemlər adlanır ultramikroheterogen.

Dispers sistemlərin təsnifatı

Dispers sistemlərin təsnifatı ən çox bunlar əsasında aparılır dispersiya dərəcəsi və ya aqreqasiya vəziyyəti dispers faza və dispersiya mühiti.

Dispersiya dərəcəsinə görə təsnifat

Hamısı dispers sistemlər Dispers faza hissəciklərinin ölçüsünə görə onları aşağıdakı qruplara bölmək olar:

İstinad üçün SI sistemində ölçü vahidləri bunlardır:
1 m (metr) = 102 sm (santimetr) = 103 mm (millimetr) = 106 mikron (mikrometr) = 109 nm (nanometr).

Bəzən digər vahidlər istifadə olunur - mk (mikron) və ya mmk (millimikron) və:
1 nm = 10 -9 m = 10 -7 sm = 1 mmk;
1 µm = 10 -6 m = 10 -4 sm = 1 µm.

Kobud dispers sistemlər.

Bu sistemlər dispers faza kimi diametrli ən böyük hissəcikləri ehtiva edir 0,1 mikron və yuxarı. Bu sistemlərə daxildir süspansiyonlar Və emulsiyalar.

Süspansiyonlar bərk maddənin maye dispersiya mühitində olduğu sistemlər, məsələn, suda nişasta, gil və s.

Emulsiyalar bir mayenin damcılarının digər mayenin həcmində asıldığı iki qarışmayan mayenin dispersiya sistemləri adlanır. Məsələn, yağ, benzol, suda toluol və ya süddə yağ damcıları (diametri 0,1-22 mikron) və s.

Kolloid sistemlər.

Onlar dispers fazanın hissəcik ölçüsünə malikdirlər 0,1 µm-dən 1 µm-ə qədər(və ya 10 -5 ilə 10 -7 sm arasında). Belə hissəciklər filtr kağızının məsamələrindən keçə bilər, lakin heyvan və bitki membranlarının məsamələrinə nüfuz etmir.

Kolloid hissəciklərəgər onların elektrik yükü və solvasiya-ion qabıqları varsa, onlar asılı vəziyyətdə qalır və şərtləri dəyişmədən çox uzun müddət çökməyə bilər.

Koloidal sistemlərə misal olaraq albumin, jelatin, ərəb saqqızının məhlullarını, qızılın, gümüşün, arsen sulfidinin kolloid məhlullarını və s.

Molekulyar dispers sistemlər.

Belə sistemlər 1 mm-dən çox olmayan hissəcik ölçülərinə malikdir. Molekulyar dispers sistemlərə qeyri-elektrolitlərin həqiqi məhlulları daxildir.

İon-dispers sistemlər.

Bunlar müxtəlif elektrolitlərin, məsələn, duzların, əsasların və s.-nin uyğun ionlara parçalanan məhlullarıdır, ölçüləri çox kiçikdir və həddən çox kənara çıxır.
10 -8 sm.

Həqiqi həllərin dispers sistemlər kimi təqdim edilməsinin aydınlaşdırılması.

Burada verilmiş təsnifatdan aydın olur ki, istənilən məhlul (həm həqiqi, həm də kolloid) dispers mühit kimi təqdim oluna bilər. Həqiqi və kolloid məhlullar dispers fazaların hissəcik ölçülərinə görə fərqlənəcək. Lakin yuxarıda həqiqi məhlulların homojenliyi haqqında yazmışdıq və dispersiya sistemləri heterojendir. Bu ziddiyyəti necə həll etmək olar?

Haqqında danışsanız strukturu Həqiqi həllər, onda onların homojenliyi nisbi olacaqdır. Həqiqi məhlulların struktur vahidləri (molekullar və ya ionlar) kolloid məhlulların hissəciklərindən xeyli kiçikdir. Buna görə də deyə bilərik ki, kolloid məhlullar və süspansiyonlarla müqayisədə həqiqi məhlullar homojendir.

Haqqında danışsaq xassələri Həqiqi məhlullar, onda onları tam olaraq dispers sistemlər adlandırmaq olmaz, çünki dispers sistemlərin məcburi mövcudluğu dispers maddənin və dispersiya mühitinin qarşılıqlı həll olunmamasıdır.

Kolloid məhlullarda və qaba süspansiyonlarda dispers faza və dispersiya mühiti praktiki olaraq qarışmır və bir-biri ilə kimyəvi reaksiyaya girmir. Bunu əsl həllər haqqında demək olmaz. Onlarda, həll olunduqda, maddələr bir-birinə qarışır və hətta qarşılıqlı təsir göstərir. Bu səbəbdən kolloid məhlullar xassələrinə görə həqiqi məhlullardan kəskin şəkildə fərqlənir.

Bəzi molekulların, hissəciklərin, hüceyrələrin ölçüləri.

Hissəciklərin ölçüləri ən böyüyündən kiçiyə və arxaya doğru dəyişdikcə, dispers sistemlərin xassələri də müvafiq olaraq dəyişəcək. Harada kolloid sistemlər olduğu kimi tutmaq aralıq mövqe qaba süspansiyonlar və molekulyar dispers sistemlər arasında.

Dispers faza və dispersiya mühitinin aqreqasiya vəziyyətinə görə təsnifatı.

Köpük mayedə qazın dispersiyasıdır və köpüklərdə maye ayrı-ayrı qaz qabarcıqlarını ayıran nazik təbəqələrə çevrilir.

Emulsiyalar bir mayenin onu həll etməyən başqa bir maye (məsələn, yağdakı su) tərəfindən əzildiyi dispers sistemlərdir.

Süspansiyonlar mayelərdə bərk hissəciklərin aşağı dispers sistemləri adlanır.

Üç növ aqreqativ vəziyyətin birləşməsi doqquz növ dispers sistemi ayırmağa imkan verir:

Dağılmış faza	Dispersiv mühit	Başlıq və nümunə
Qazlı	Qazlı	Dispers sistemi yaranmır
Qazlı		Qaz emulsiyaları və köpüklər
Qazlı		Məsaməli bədənlər: köpük pemza
	Qazlı	Aerozollar: duman, buludlar
		Emulsiyalar: yağ, qaymaq, süd, marqarin, yağ
		Kapilyar sistemlər: məsaməli cisimlərdə, torpaqda, torpaqda maye
	Qazlı	Aerozollar (tozlar, dumanlar), tozlar
		Süspansiyonlar: pulpa, şlam, süspansiyon, pasta
		Bərk sistemlər: ərintilər, beton

Sols kolloid məhlulların başqa adıdır.

Kolloid məhlullar da adlanır sols(latınca solutus - həll edilmiş).

Qazlı dispersiya mühiti olan dispers sistemlər deyilir aerozollar. Dumanlar maye dispers fazası olan aerozollardır, toz və tüstü isə bərk dispers fazası olan aerozollardır. Tüstü, tozdan daha çox dağılmış bir sistemdir.

Maye dispersiya mühiti olan dispers sistemlər deyilir lizollar(yunan dilindən "lios" - maye).

Həlledicidən (dispersiya mühitindən) asılı olaraq, yəni. su, benzol spirti və ya efir və s., burada hidrozollar, alkosollar, benzollar, eterozollar və s.

Birgə səpələnmiş sistemlər. Gellər.

Dispers sistemlər ola bilər sərbəst səpələnmişdir Və birləşərək dağılır dispers fazanın hissəcikləri arasında qarşılıqlı təsirin olmaması və ya mövcudluğundan asılı olaraq.

TO sərbəst dağılmış sistemlər aerozollar, lizollar, seyreltilmiş süspansiyonlar və emulsiyalar daxildir. Onlar mayedir. Bu sistemlərdə dispers fazanın hissəcikləri təmasda olmur, təsadüfi istilik hərəkətində iştirak edir və cazibə qüvvəsinin təsiri altında sərbəst hərəkət edir.

Yuxarıdakı şəkillər göstərir sərbəst dispers sistemlər:
Şəkillərdə a B C təsvir edilmişdir korpuskulyar dispers sistemlər:
a, b- monodispers sistemlər,
V- polidispers sistem,
Şəkil üzərində G təsvir edilmişdir lifli dispers sistem
Şəkil üzərində d təsvir edilmişdir film dispers sistemi

- möhkəm. Onlar dispers fazanın hissəcikləri təmasda olduqda yaranır və bu, çərçivə və ya şəbəkə şəklində bir quruluşun meydana gəlməsinə səbəb olur.

Bu struktur dispers sistemin axıcılığını məhdudlaşdırır və ona öz formasını saxlamaq imkanı verir. Belə strukturlaşdırılmış kolloid sistemlər deyilir gellər.

Solun dayanıqlığının azalması nəticəsində baş verən solun gelə keçməsi adlanır. gelləşmə(və ya jelatinləşmə).

Şəkillərdə a B C təsvir edilmişdir birləşdirici dispers sistemlər:
A- gel,
b- sıx bir quruluşa malik laxtalanma,
V- boş "tağlı" quruluşa malik laxtalanma
Şəkillərdə g, d təsvir edilmişdir kapilyar dispers sistemlər

Tozlar (pastalar), köpüklər– birləşmiş dispers sistemlərin nümunələri.

torpaq, torpaq minerallarının və humus (üzvi) maddələrin dağılmış hissəciklərinin təması və sıxlaşması nəticəsində əmələ gələn, həm də koherent dispers sistemdir.

Davamlı bir maddə kütləsi məsamələr və kapilyarlar vasitəsilə nüfuz edə bilər, kapilyar-dispers sistemləri əmələ gətirir. Bunlara, məsələn, ağac, dəri, kağız, karton, parçalar.

Liyofillik və liofobluq

Kolloid məhlulların ümumi xarakteristikası onların dispers fazasının dispersiya mühiti ilə qarşılıqlı əlaqədə olmasıdır. Bu baxımdan iki növ sols fərqlənir:

1. Liofobik(yunan dilindən fobiya - nifrət) Və

2.Liyofilik(yunan dilindən philia - sevgi).

U liofobik Sollarda hissəciklərin həllediciyə heç bir yaxınlığı yoxdur, onunla zəif qarşılıqlı əlaqədə olur və öz ətrafında həlledici molekullardan ibarət nazik bir qabıq əmələ gətirir.

Xüsusilə, dispersiya mühiti sudursa, belə sistemlər deyilir hidrofobik məsələn, metalların zolları dəmir, qızıl, arsen sulfid, gümüş xlorid və s.

IN liyofil sistemlərdə dispers maddə ilə həlledici arasında yaxınlıq var. Dispers fazanın hissəcikləri, bu halda, həlledici molekulların daha həcmli bir qabığı əldə edirlər.

Sulu dispersiya mühiti vəziyyətində belə sistemlər deyilir hidrofilik, məsələn, zülal məhlulları, nişasta, agar-aqar, ərəb saqqızı və s.

Kolloidlərin laxtalanması. Stabilizatorlar.

İnterfeysdəki maddə.

Bütün mayelər və bərk cisimlər, məsələn, buxar, başqa bir maye və ya bərk cisim kimi müxtəlif tərkib və strukturun fazaları ilə təmasda olduqları xarici səthlə məhdudlaşır.

Bu maddənin xassələri interfasial səth, atomların və ya molekulların bir neçə diametrinin qalınlığı ilə, fazanın həcminin içərisindəki xüsusiyyətlərdən fərqlənir.

Bərk, maye və ya qaz halında olan təmiz maddənin həcminin içərisində hər hansı bir molekul oxşar molekullarla əhatə olunmuşdur.

Sərhəd qatında molekullar başqa sayda molekulla qarşılıqlı təsirdədir (maddənin həcminin daxilindəki qarşılıqlı təsirlə müqayisədə fərqlidir).

Bu, məsələn, mayenin və ya bərkin onun buxarı ilə interfeysində baş verir. Və ya sərhəd qatında maddənin molekulları fərqli kimyəvi təbiətli molekullarla, məsələn, iki qarşılıqlı zəif həll olunan mayenin sərhədində qarşılıqlı təsir göstərir.

Nəticədə, fazaların böyük hissəsi daxilində və faza sərhədində qarşılıqlı əlaqənin xarakterində fərqlər yaranır. güc sahələri bu qeyri-bərabərliklə əlaqələndirilir. (Mayenin səthi gərginliyi bölməsində bu barədə ətraflı məlumat verilir.)

Fazaların hər birində hərəkət edən molekullararası qüvvələrin intensivliyindəki fərq nə qədər çox olarsa, fazalararası səthin potensial enerjisi bir o qədər çox olar, qısaca olaraq deyilir. səth enerjisi.

Səthi gərginlik
Səth enerjisini qiymətləndirmək üçün xüsusi sərbəst səth enerjisi kimi bir kəmiyyət istifadə olunur. Bu, yeni faza interfeysinin vahid sahəsinin formalaşmasına sərf olunan işə bərabərdir (sabit temperaturu nəzərə alaraq).
İki qatılaşdırılmış faza arasında sərhəd olduğu halda bu kəmiyyət deyilir sərhəd gərginliyi.
Mayenin buxarları ilə sərhədindən danışarkən bu kəmiyyət deyilir səthi gərginlik.

Kolloidlərin laxtalanması

Bütün kortəbii proseslər sistemin enerjisinin azalması (izobar potensialı) istiqamətində baş verir.

Eynilə, faza interfeysində sərbəst səth enerjisinin azalması istiqamətində proseslər kortəbii olaraq baş verir.

Fazalararası səth nə qədər kiçik olsa, sərbəst enerji bir o qədər kiçik olar.

Və faza interfeysi, öz növbəsində, həll olunmuş maddənin dispersiya dərəcəsi ilə bağlıdır. Dispersiya nə qədər yüksəkdirsə (dispers fazanın kiçik hissəcikləri), fazalar arasındakı interfeys bir o qədər böyükdür.

Beləliklə, dispers sistemlərdə həmişə ümumi fazalararası səthin azalmasına səbəb olan qüvvələr mövcuddur, yəni. hissəciklərin genişlənməsinə. Buna görə də, dumanlarda, yağış buludlarında və emulsiyalarda kiçik damcıların birləşməsi baş verir - yüksək dispersli hissəciklərin daha böyük formasiyalara yığılması.

Bütün bunlar dağılmış sistemlərin məhvinə gətirib çıxarır: duman və yağış buludları yağış, emulsiyalar ayrılır, kolloid məhlullar laxtalanır, yəni. dispers fazanın çöküntüsünə (koaqulyasiyaya) və dispersiya mühitinə ayrılır və ya dispers fazanın uzunsov hissəcikləri halında gelə çevrilir.

Parçalanmış sistemlərin xas dispersiya dərəcəsini saxlamaq qabiliyyəti deyilir aqreqativ sabitlik.

Dispers sistemlər üçün stabilizatorlar

Daha əvvəl deyildiyi kimi, dispers sistemlər əsasən termodinamik cəhətdən qeyri-sabitdir. Dispersiya nə qədər yüksəkdirsə, sərbəst səth enerjisi bir o qədər çox olarsa, dispersiyanın kortəbii azaldılması tendensiyası da bir o qədər yüksək olar.

Buna görə də stabil əldə etmək üçün, yəni. uzunmüddətli suspenziyalar, emulsiyalar, kolloid məhlullar üçün yalnız arzu olunan dispersiyaya nail olmaq deyil, həm də onun sabitləşməsi üçün şərait yaratmaq lazımdır.

Bunu nəzərə alaraq, sabit dispers sistemlər ən azı üç komponentdən ibarətdir: dispers faza, dispersiya mühiti və üçüncü komponent - dispers sistem stabilizatoru.

Stabilizator təbiətdə ion və ya molekulyar, çox vaxt yüksək molekulyar ola bilər.

Liofob kolloidlərin sollarının ion stabilləşməsi, dispers faza ilə dispersiya mühiti arasında ion sərhəd qatlarını yaradan elektrolitlərin aşağı konsentrasiyasının olması ilə bağlıdır.

Dispers sistemləri sabitləşdirmək üçün əlavə edilən yüksək molekullu birləşmələrə (zülallar, polipeptidlər, polivinil spirti və s.) qoruyucu kolloidlər deyilir.

Faza interfeysində adsorbsiya olunaraq, onlar səth təbəqəsində mesh və geləbənzər strukturlar əmələ gətirir, dispers fazanın hissəciklərinin inteqrasiyasına mane olan struktur-mexaniki maneə yaradırlar.

Struktur-mexaniki stabilləşdirmə süspansiyonların, pastaların, köpüklərin və konsentratlı emulsiyaların sabitləşməsi üçün çox vacibdir.