तरल फैलाव माध्यम के साथ फैलाव प्रणाली। बिखरा हुआ चरण - यह क्या है? कोलाइडल समाधान और प्रणालियाँ

बिखरी हुई प्रणालियाँ

शुद्ध पदार्थ प्रकृति में बहुत दुर्लभ हैं। एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में विभिन्न पदार्थों का मिश्रण विषम और सजातीय प्रणालियाँ - बिखरी हुई प्रणालियाँ और समाधान बना सकता है।
तितर - बितर विषमांगी प्रणालियाँ कहलाती हैं जिनमें एक पदार्थ बहुत छोटे कणों के रूप में दूसरे पदार्थ के आयतन में समान रूप से वितरित होता है।
वह पदार्थ जो कम मात्रा में मौजूद होता है और दूसरे के आयतन में वितरित होता है, कहलाता है परिक्षेपित प्रावस्था . इसमें कई पदार्थ शामिल हो सकते हैं.
अधिक मात्रा में उपस्थित वह पदार्थ, जिसके आयतन में परिक्षिप्त प्रावस्था वितरित होती है, कहलाता है फैलाव माध्यम . इसके और परिक्षिप्त चरण के कणों के बीच एक इंटरफ़ेस होता है, इसलिए परिक्षिप्त प्रणालियों को विषम (इनहोमोजीनियस) कहा जाता है।
परिक्षेपण माध्यम और परिक्षिप्त चरण दोनों को एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं - ठोस, तरल और गैसीय - में पदार्थों द्वारा दर्शाया जा सकता है।
परिक्षेपण माध्यम की समग्र अवस्था और परिक्षिप्त चरण के संयोजन के आधार पर, 9 प्रकार की ऐसी प्रणालियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

परिक्षिप्त चरण बनाने वाले पदार्थों के कण आकार के आधार पर, परिक्षिप्त प्रणालियों को 100 एनएम से अधिक के कण आकार के साथ मोटे तौर पर परिक्षिप्त (निलंबन) और 100 से 1 तक कण आकार के साथ बारीक परिक्षिप्त (कोलाइडल समाधान या कोलाइडल सिस्टम) में विभाजित किया जाता है। एनएम. यदि पदार्थ को 1 एनएम से कम आकार के अणुओं या आयनों में विभाजित किया जाता है, तो एक सजातीय प्रणाली बनती है - एक समाधान। यह एकसमान (सजातीय) है, कणों और माध्यम के बीच कोई इंटरफ़ेस नहीं है।

बिखरी हुई प्रणालियों और समाधानों के साथ पहले से ही एक त्वरित परिचय से पता चलता है कि वे रोजमर्रा की जिंदगी और प्रकृति में कितने महत्वपूर्ण हैं।

स्वयं जज करें: नील गाद के बिना प्राचीन मिस्र की महान सभ्यता का जन्म नहीं होता; पानी, हवा, चट्टानों और खनिजों के बिना, जीवित ग्रह का अस्तित्व ही नहीं होता - हमारा सामान्य घर - पृथ्वी; कोशिकाओं के बिना कोई जीवित जीव नहीं होगा, आदि।

फैलाव प्रणालियों और समाधानों का वर्गीकरण

निलंबित करें

निलंबित करें - ये छितरी हुई प्रणालियाँ हैं जिनमें चरण कण का आकार 100 एनएम से अधिक है। ये अपारदर्शी प्रणालियाँ हैं, जिनके अलग-अलग कणों को नग्न आंखों से देखा जा सकता है। परिक्षिप्त चरण और परिक्षेपण माध्यम को व्यवस्थित करके आसानी से अलग किया जा सकता है। ऐसी प्रणालियों को इसमें विभाजित किया गया है:
1) इमल्शन (माध्यम और चरण दोनों एक दूसरे में अघुलनशील तरल पदार्थ हैं)। ये प्रसिद्ध दूधिया, लसीका, पानी आधारित पेंट आदि हैं;
2) निलंबन (माध्यम एक तरल है, और चरण इसमें अघुलनशील एक ठोस है)। ये मोर्टार हैं (उदाहरण के लिए, " नीबू का दूध"सफेदी के लिए), पानी में निलंबित नदी और समुद्री गाद, समुद्री जल में सूक्ष्म जीवों का एक जीवित निलंबन - प्लवक, जिसे विशाल व्हेल खाते हैं, आदि;
3) एयरोसौल्ज़ - तरल पदार्थ या ठोस पदार्थों के छोटे कणों का गैस में निलंबन (उदाहरण के लिए, हवा में)। धूल, धुएँ और कोहरे के बीच अंतर करें। पहले दो प्रकार के एरोसोल गैस में ठोस कणों (धूल में बड़े कण) का निलंबन हैं, बाद वाले गैस में तरल की छोटी बूंदों का निलंबन हैं। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक एरोसोल: कोहरा, गरज के साथ बादल - हवा में पानी की बूंदों का निलंबन, धुआं - छोटे ठोस कण। और दुनिया के सबसे बड़े शहरों पर छाया हुआ धुआं भी ठोस और तरल बिखरे हुए चरण वाला एक एयरोसोल है। सीमेंट कारखानों के पास की बस्तियों के निवासी हवा में हमेशा लटकी रहने वाली बेहतरीन सीमेंट की धूल से पीड़ित हैं, जो सीमेंट के कच्चे माल को पीसने और उसके फायरिंग उत्पाद - क्लिंकर के दौरान बनती है। इसी तरह के हानिकारक एरोसोल - धूल - धातुकर्म उत्पादन वाले शहरों में भी मौजूद हैं। फ़ैक्टरी की चिमनियों से निकलने वाला धुआँ, धुआँ, फ़्लू रोगी के मुँह से उड़ने वाली लार की छोटी-छोटी बूँदें, और हानिकारक एरोसोल भी।
एरोसोल प्रकृति, रोजमर्रा की जिंदगी और मानव उत्पादन गतिविधियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। बादलों का संचय, खेतों का रासायनिक उपचार, स्प्रे पेंट अनुप्रयोग, ईंधन परमाणुकरण, दूध पाउडर का उत्पादन, और श्वसन पथ उपचार (साँस लेना) उन घटनाओं और प्रक्रियाओं के उदाहरण हैं जहां एरोसोल लाभ प्रदान करते हैं। एरोसोल समुद्री लहरों, झरनों और फव्वारों के पास कोहरे हैं; उनमें दिखाई देने वाला इंद्रधनुष व्यक्ति को खुशी और सौंदर्य आनंद देता है।
रसायन विज्ञान के लिए, बिखरी हुई प्रणालियाँ जिनमें माध्यम पानी और तरल समाधान हैं, सबसे महत्वपूर्ण हैं।
प्राकृतिक जल में हमेशा घुले हुए पदार्थ होते हैं। प्राकृतिक जलीय घोल मिट्टी निर्माण प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं और पौधों को पोषक तत्व प्रदान करते हैं। मानव और पशु शरीर में होने वाली जटिल जीवन प्रक्रियाएँ भी समाधानों में होती हैं। रासायनिक और अन्य उद्योगों में कई तकनीकी प्रक्रियाएं, उदाहरण के लिए, एसिड, धातु, कागज, सोडा, उर्वरक का उत्पादन, समाधान में होती हैं।

कोलाइडल प्रणाली

कोलाइडल प्रणाली - ये परिक्षिप्त प्रणालियाँ हैं जिनमें चरण कण का आकार 100 से 1 एनएम तक होता है। ये कण नग्न आंखों को दिखाई नहीं देते हैं, और ऐसी प्रणालियों में बिखरे हुए चरण और फैलाव माध्यम को व्यवस्थित करके अलग करना मुश्किल होता है।
इन्हें सोल (कोलाइडल विलयन) और जैल (जेली) में विभाजित किया गया है।
1. कोलाइडल समाधान, या सॉल। यह एक जीवित कोशिका (साइटोप्लाज्म, परमाणु रस - कैरियोप्लाज्म, ऑर्गेनेल और रिक्तिका की सामग्री) और समग्र रूप से जीवित जीव (रक्त, लसीका, ऊतक द्रव, पाचन रस, हास्य तरल पदार्थ, आदि) के अधिकांश तरल पदार्थ हैं। ऐसी प्रणालियाँ चिपकने वाले पदार्थ, स्टार्च, प्रोटीन और कुछ पॉलिमर बनाती हैं।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप कोलाइडल समाधान प्राप्त किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, जब पोटेशियम या सोडियम सिलिकेट्स ("घुलनशील ग्लास") के घोल एसिड घोल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, तो सिलिकिक एसिड का एक कोलाइडल घोल बनता है। गर्म पानी में आयरन क्लोराइड (III) के हाइड्रोलिसिस के दौरान एक सॉल भी बनता है। कोलॉइडी विलयन दिखने में वास्तविक विलयन के समान होते हैं। उन्हें बाद वाले से "चमकदार पथ" द्वारा अलग किया जाता है जो बनता है - एक शंकु जब प्रकाश की किरण उनके माध्यम से गुजरती है।

इस घटना को कहा जाता है टिंडल प्रभाव . सोल के परिक्षिप्त चरण के कण, वास्तविक विलयन से बड़े होते हैं, अपनी सतह से प्रकाश को परावर्तित करते हैं, और पर्यवेक्षक को कोलाइडल विलयन वाले बर्तन में एक चमकदार शंकु दिखाई देता है। यह वास्तविक विलयन में नहीं बनता है। आप सिनेमाघरों में एक समान प्रभाव देख सकते हैं, लेकिन तरल कोलाइड के बजाय केवल एयरोसोल के लिए, जब मूवी कैमरे से प्रकाश की किरण सिनेमा हॉल की हवा से गुजरती है।

थर्मल गति के कारण विलायक अणुओं के साथ लगातार टकराव के कारण कोलाइडल समाधान के बिखरे हुए चरण के कण अक्सर दीर्घकालिक भंडारण के दौरान भी व्यवस्थित नहीं होते हैं। उनकी सतह पर एक ही नाम के विद्युत आवेशों की उपस्थिति के कारण एक-दूसरे के पास आने पर वे आपस में चिपकते नहीं हैं। लेकिन कुछ शर्तों के तहत, जमावट प्रक्रिया हो सकती है।

जमावट - कोलाइडल कणों के आपस में चिपकने और अवक्षेपित होने की घटना - तब देखी जाती है जब कोलाइडल घोल में इलेक्ट्रोलाइट मिलाने पर इन कणों के आवेश निष्प्रभावी हो जाते हैं। इस मामले में, समाधान एक निलंबन या जेल में बदल जाता है। कुछ कार्बनिक कोलाइड गर्म होने पर (गोंद, अंडे का सफेद भाग) या जब घोल का अम्ल-क्षार वातावरण बदलता है तो जम जाता है।

2. जैल , या जेली, जो सोल के जमाव के दौरान बनने वाली जिलेटिनस तलछट हैं। इनमें बड़ी संख्या में पॉलिमर जैल शामिल हैं, जो कन्फेक्शनरी, कॉस्मेटिक और मेडिकल जैल (जिलेटिन, जेली मीट, जेली, मुरब्बा, बर्ड्स मिल्क केक) के लिए जाने जाते हैं और निश्चित रूप से प्राकृतिक जैल की एक अंतहीन विविधता: खनिज (ओपल), जेलिफ़िश शरीर, उपास्थि, कण्डरा, बाल, मांसपेशी और तंत्रिका ऊतक, आदि। पृथ्वी पर जीवन के विकास के इतिहास को एक साथ पदार्थ की कोलाइडल अवस्था के विकास का इतिहास माना जा सकता है। समय के साथ, जैल की संरचना बाधित हो जाती है और उनमें से पानी निकलने लगता है। इस घटना को कहा जाता है तालमेल .

समाधान

समाधान कहा जाता है दो या दो से अधिक पदार्थों से बनी सजातीय प्रणाली।
समाधान हमेशा एकल-चरण होते हैं, अर्थात वे एक सजातीय गैस, तरल या ठोस होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एक पदार्थ दूसरे के द्रव्यमान में अणुओं, परमाणुओं या आयनों (कण का आकार 1 एनएम से कम) के रूप में वितरित होता है।
समाधान कहा जाता है सत्य , यदि आप कोलाइडल समाधानों से उनके अंतर पर जोर देना चाहते हैं।
विलायक एक ऐसा पदार्थ माना जाता है जिसकी एकत्रीकरण की स्थिति समाधान के निर्माण के दौरान नहीं बदलती है। उदाहरण के लिए, टेबल नमक, चीनी, कार्बन डाइऑक्साइड के जलीय घोल में पानी। यदि कोई घोल गैस के साथ गैस, तरल के साथ तरल और ठोस के साथ ठोस को मिलाकर बनाया जाता है, तो विलायक को वह घटक माना जाता है जो घोल में अधिक प्रचुर मात्रा में होता है। तो, वायु नाइट्रोजन (विलायक) में ऑक्सीजन, उत्कृष्ट गैसों, कार्बन डाइऑक्साइड का एक समाधान है। टेबल सिरका, जिसमें 5 से 9% एसिटिक एसिड होता है, पानी में इस एसिड का एक घोल है (विलायक पानी है)। लेकिन एसिटिक सार में, एसिटिक एसिड विलायक की भूमिका निभाता है, क्योंकि इसका द्रव्यमान अंश 70-80% है, इसलिए, यह एसिटिक एसिड में पानी का एक समाधान है।

चांदी और सोने के तरल मिश्र धातु को क्रिस्टलीकृत करते समय, विभिन्न रचनाओं के ठोस समाधान प्राप्त किए जा सकते हैं।
समाधानों को इसमें विभाजित किया गया है:
आणविक - ये गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोल हैं - कार्बनिक पदार्थ (शराब, ग्लूकोज, सुक्रोज, आदि);
आणविक आयन- ये कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स (नाइट्रस, हाइड्रोसल्फाइड एसिड, आदि) के समाधान हैं;
आयनिक - ये मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स (क्षार, लवण, एसिड - NaOH, K 2 S0 4, HN0 3, HC1O 4) के समाधान हैं।
पहले, विघटन और समाधान की प्रकृति पर दो दृष्टिकोण थे: भौतिक और रासायनिक। पहले के अनुसार, समाधानों को यांत्रिक मिश्रण के रूप में माना जाता था, दूसरे के अनुसार - पानी या किसी अन्य विलायक के साथ एक विघटित पदार्थ के कणों के अस्थिर रासायनिक यौगिकों के रूप में। अंतिम सिद्धांत 1887 में डी.आई. मेंडेलीव द्वारा व्यक्त किया गया था, जिन्होंने समाधानों के अध्ययन के लिए 40 से अधिक वर्ष समर्पित किए। आधुनिक रसायन विज्ञान विघटन को एक भौतिक रासायनिक प्रक्रिया और समाधान को भौतिक रासायनिक प्रणाली मानता है।
समाधान की अधिक सटीक परिभाषा यह है:
समाधान - एक सजातीय (सजातीय) प्रणाली जिसमें एक विघटित पदार्थ के कण, एक विलायक और उनकी बातचीत के उत्पाद शामिल होते हैं।

इलेक्ट्रोलाइट समाधानों के व्यवहार और गुणों को, जैसा कि आप अच्छी तरह से जानते हैं, रसायन विज्ञान के एक अन्य महत्वपूर्ण सिद्धांत द्वारा समझाया गया है - इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत, एस अरहेनियस द्वारा विकसित, डी. आई. मेंडेलीव के छात्रों द्वारा विकसित और पूरक, और मुख्य रूप से आई. ए. काबलुकोव द्वारा।

समेकित करने के लिए प्रश्न:
1. फैलाव प्रणालियाँ क्या हैं?
2. जब त्वचा क्षतिग्रस्त (घाव) हो जाती है, तो रक्त का थक्का जम जाता है - सोल का जमाव। इस प्रक्रिया का सार क्या है? यह घटना शरीर के लिए सुरक्षात्मक कार्य क्यों करती है? उस बीमारी का क्या नाम है जिसमें रक्त का थक्का जमना मुश्किल होता है या नहीं होता है?
3. हमें रोजमर्रा की जिंदगी में विभिन्न फैलाव प्रणालियों के महत्व के बारे में बताएं।
4. पृथ्वी पर जीवन के विकास के दौरान कोलाइडल प्रणालियों के विकास का पता लगाएं।

परिक्षेपण माध्यम और परिक्षिप्त चरण दोनों एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में पदार्थों से बने हो सकते हैं। परिक्षेपण माध्यम और परिक्षिप्त चरण की अवस्थाओं के संयोजन के आधार पर, ऐसी आठ प्रकार की प्रणालियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है

एकत्रीकरण की स्थिति के आधार पर बिखरी हुई प्रणालियों का वर्गीकरण

फैलाव माध्यम	परिक्षेपित प्रावस्था	कुछ प्राकृतिक और घरेलू फैलाव प्रणालियों के उदाहरण
	तरल	कोहरा, तेल की बूंदों से जुड़ी गैस, कार इंजन में कार्बोरेटर मिश्रण (हवा में गैसोलीन की बूंदें)
ठोस	हवा में धूल, धुआं, धुंध, सिमूम्स (धूल और रेत के तूफान)
तरल		फ़िज़ी पेय, बुलबुला स्नान
तरल	शरीर का तरल माध्यम (रक्त प्लाज्मा, लसीका, पाचक रस), कोशिकाओं की तरल सामग्री (साइटोप्लाज्म, कैरियोप्लाज्म)
ठोस	किसेल, जेली, चिपकने वाले पदार्थ, नदी या समुद्री गाद पानी में निलंबित, मोर्टार
ठोस		हवा के बुलबुले वाली बर्फ की परत, मिट्टी, कपड़ा, ईंट और चीनी मिट्टी की चीज़ें, फोम रबर, वातित चॉकलेट, पाउडर
तरल	नम मिट्टी, चिकित्सा और कॉस्मेटिक उत्पाद (मलहम, काजल, लिपस्टिक, आदि)
ठोस	चट्टानें, रंगीन शीशे, कुछ मिश्रधातुएँ

इसके अलावा, एक वर्गीकरण विशेषता के रूप में, हम इस तरह की अवधारणा को एक बिखरे हुए सिस्टम के कणों के आकार के रूप में अलग कर सकते हैं:

• - मोटे तौर पर फैला हुआ (> 10 माइक्रोन): दानेदार चीनी, मिट्टी, कोहरा, बारिश की बूंदें, ज्वालामुखीय राख, मैग्मा, आदि।
• - मध्यम-ठीक (0.1-10 माइक्रोन): मानव रक्त एरिथ्रोसाइट्स, ई. कोलाई, आदि।

फैला हुआ इमल्शन सस्पेंशन जेल

• - अत्यधिक फैला हुआ (1-100 एनएम): इन्फ्लूएंजा वायरस, धुआं, प्राकृतिक जल में मैलापन, विभिन्न पदार्थों के कृत्रिम रूप से प्राप्त सॉल, प्राकृतिक पॉलिमर (एल्ब्यूमिन, जिलेटिन, आदि) के जलीय घोल, आदि।
• - नैनो-आकार (1-10 एनएम): ग्लाइकोजन अणु, कोयले के बारीक छिद्र, कार्बनिक पदार्थों के अणुओं की उपस्थिति में प्राप्त धातु सॉल जो कणों के विकास को सीमित करते हैं, कार्बन नैनोट्यूब, लोहे, निकल आदि से बने चुंबकीय नैनोथ्रेड।

मोटे तौर पर फैली हुई प्रणालियाँ: इमल्शन, सस्पेंशन, एरोसोल

परिक्षिप्त चरण को बनाने वाले पदार्थ के कणों के आकार के आधार पर, परिक्षिप्त प्रणालियों को 100 एनएम से अधिक के कण आकार के साथ मोटे और 1 से 100 एनएम तक के कण आकार के साथ बारीक रूप से परिक्षिप्त में विभाजित किया जाता है। यदि पदार्थ को 1 एनएम से कम आकार के अणुओं या आयनों में विभाजित किया जाता है, तो एक सजातीय प्रणाली बनती है - एक समाधान। समाधान सजातीय है, कणों और माध्यम के बीच कोई इंटरफ़ेस नहीं है, और इसलिए यह फैलाव प्रणालियों से संबंधित नहीं है। मोटे तौर पर फैली हुई प्रणालियों को तीन समूहों में विभाजित किया गया है: इमल्शन, सस्पेंशन और एरोसोल।

इमल्शन एक तरल फैलाव माध्यम और एक तरल फैलाव चरण के साथ फैलाई गई प्रणालियाँ हैं।

इन्हें भी दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: 1) प्रत्यक्ष - ध्रुवीय वातावरण में गैर-ध्रुवीय तरल की बूंदें (पानी में तेल); 2) उलटा (तेल में पानी)। इमल्शन की संरचना में परिवर्तन या बाहरी प्रभावों के कारण प्रत्यक्ष इमल्शन रिवर्स इमल्शन में बदल सकता है और इसके विपरीत भी। सबसे प्रसिद्ध प्राकृतिक इमल्शन के उदाहरण दूध (डायरेक्ट इमल्शन) और तेल (रिवर्स इमल्शन) हैं। एक विशिष्ट जैविक इमल्शन लसीका में वसा की बूंदें हैं।

मानव व्यवहार में ज्ञात इमल्शन में काटने वाले तरल पदार्थ, बिटुमिनस सामग्री, कीटनाशक, दवाएं और सौंदर्य प्रसाधन और खाद्य उत्पाद शामिल हैं। उदाहरण के लिए, चिकित्सा पद्धति में, भूखे या कमजोर शरीर को अंतःशिरा जलसेक के माध्यम से ऊर्जा प्रदान करने के लिए वसा इमल्शन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ऐसे इमल्शन प्राप्त करने के लिए जैतून, बिनौला और सोयाबीन तेल का उपयोग किया जाता है। रासायनिक प्रौद्योगिकी में, इमल्शन पोलीमराइजेशन का व्यापक रूप से रबर, पॉलीस्टाइनिन, पॉलीविनाइल एसीटेट आदि के उत्पादन के लिए मुख्य विधि के रूप में उपयोग किया जाता है। सस्पेंशन एक ठोस फैलाव चरण और एक तरल फैलाव माध्यम के साथ मोटे सिस्टम हैं।

आमतौर पर, निलंबन के बिखरे हुए चरण के कण इतने बड़े होते हैं कि वे गुरुत्वाकर्षण - तलछट के प्रभाव में बस जाते हैं। वे प्रणालियाँ जिनमें परिक्षिप्त चरण और परिक्षेपण माध्यम के घनत्व में छोटे अंतर के कारण अवसादन बहुत धीरे-धीरे होता है, उन्हें निलंबन भी कहा जाता है। व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण निर्माण सस्पेंशन व्हाइटवॉश ("नींबू का दूध"), इनेमल पेंट और विभिन्न निर्माण सस्पेंशन हैं, उदाहरण के लिए जिन्हें "सीमेंट मोर्टार" कहा जाता है। निलंबन में दवाएं भी शामिल हैं, उदाहरण के लिए तरल मलहम - लिनिमेंट। एक विशेष समूह में मोटे तौर पर परिक्षिप्त प्रणालियाँ शामिल होती हैं, जिसमें परिक्षिप्त चरण की सांद्रता निलंबन में इसकी कम सांद्रता की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक होती है। ऐसी बिखरी हुई प्रणालियों को पेस्ट कहा जाता है। उदाहरण के लिए, दंत चिकित्सा, कॉस्मेटिक, स्वच्छता आदि, जो आप रोजमर्रा की जिंदगी से अच्छी तरह से जानते हैं।

एरोसोल मोटे तौर पर बिखरी हुई प्रणालियाँ हैं जिनमें फैलाव का माध्यम हवा है, और बिखरा हुआ चरण तरल बूंदें (बादल, इंद्रधनुष, हेयरस्प्रे या कैन से निकलने वाला डिओडोरेंट) या ठोस पदार्थ के कण (धूल के बादल, बवंडर) हो सकते हैं।

कोलाइडल प्रणालियाँ - इनमें कोलाइडल कणों का आकार 100 एनएम तक पहुँच जाता है। ऐसे कण पेपर फिल्टर के छिद्रों में आसानी से प्रवेश कर जाते हैं, लेकिन पौधों और जानवरों की जैविक झिल्लियों के छिद्रों में नहीं घुसते। चूंकि कोलाइडल कणों (मिसेल) में विद्युत आवेश होता है और वे आयनिक कोशों को घोलते हैं, जिसके कारण वे निलंबित रहते हैं, वे काफी लंबे समय तक अवक्षेपित नहीं हो सकते हैं। कोलाइडल प्रणाली का एक उल्लेखनीय उदाहरण जिलेटिन, एल्ब्यूमिन, गोंद अरबी और सोने और चांदी के कोलाइडल समाधान हैं।

कोलाइडल प्रणालियाँ मोटे सिस्टम और सच्चे समाधान के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखती हैं। वे प्रकृति में व्यापक हैं। मिट्टी, मिट्टी, प्राकृतिक जल, कुछ कीमती पत्थरों सहित कई खनिज, सभी कोलाइडल प्रणाली हैं।

कोलाइडल समाधान के दो समूह हैं: तरल (कोलाइडल समाधान - सोल) और जेल-जैसे (जेली - जैल)।

कोशिका के अधिकांश जैविक तरल पदार्थ (पहले से उल्लेखित साइटोप्लाज्म, परमाणु रस - कैरियोप्लाज्म, रिक्तिका की सामग्री) और समग्र रूप से जीवित जीव कोलाइडल समाधान (सोल) हैं। जीवित जीवों में होने वाली सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाएँ पदार्थ की कोलाइडल अवस्था से जुड़ी होती हैं। प्रत्येक जीवित कोशिका में बायोपॉलिमर (न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन, ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स, ग्लाइकोजन) बिखरे हुए सिस्टम के रूप में पाए जाते हैं।

जैल कोलाइडल प्रणालियां हैं जिनमें बिखरे हुए चरण के कण एक स्थानिक संरचना बनाते हैं।

जैल हो सकते हैं: भोजन - मुरब्बा, मार्शमॉलो, जेलीयुक्त मांस, जेली; जैविक - उपास्थि, कण्डरा, बाल, मांसपेशी और तंत्रिका ऊतक, जेलीफ़िश शरीर; सौंदर्य प्रसाधन - शॉवर जैल, क्रीम; चिकित्सा - दवाएं, मलहम; खनिज - मोती, ओपल, कारेलियन, चैलेडोनी।

जीव विज्ञान और चिकित्सा के लिए कोलाइडल प्रणालियाँ बहुत महत्वपूर्ण हैं। किसी भी जीवित जीव की संरचना में ठोस, तरल और गैसीय पदार्थ शामिल होते हैं जिनका पर्यावरण के साथ जटिल संबंध होता है। रासायनिक दृष्टिकोण से, संपूर्ण शरीर कई कोलाइडल प्रणालियों का एक जटिल संग्रह है।

जैविक तरल पदार्थ (रक्त, प्लाज्मा, लसीका, मस्तिष्कमेरु द्रव, आदि) कोलाइडल प्रणालियाँ हैं जिनमें प्रोटीन, कोलेस्ट्रॉल, ग्लाइकोजन और कई अन्य कार्बनिक यौगिक कोलाइडल अवस्था में होते हैं। प्रकृति उसे इतनी तरजीह क्यों देती है? यह विशेषता मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण है कि कोलाइडल अवस्था में किसी पदार्थ के चरणों के बीच एक बड़ा इंटरफ़ेस होता है, जो बेहतर चयापचय प्रतिक्रियाओं में योगदान देता है।

प्राकृतिक और कृत्रिम फैलाव प्रणालियों के उदाहरण. प्राकृतिक मिश्रण के रूप में खनिज और चट्टानें

सारी प्रकृति जो हमें घेरती है - पशु और पौधे जीव, जलमंडल और वायुमंडल, पृथ्वी की पपड़ी और उपमृदा कई अलग-अलग और विभिन्न प्रकार के मोटे और कोलाइडल प्रणालियों का एक जटिल संग्रह है। हमारे ग्रह के बादल हमारे चारों ओर मौजूद सारी प्रकृति के समान ही जीवित प्राणी हैं। वे पृथ्वी के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे सूचना चैनल हैं। आख़िरकार, बादल पानी के केशिका पदार्थ से बने होते हैं, और पानी, जैसा कि आप जानते हैं, जानकारी के लिए एक बहुत अच्छा भंडारण उपकरण है। प्रकृति में जल चक्र इस तथ्य की ओर ले जाता है कि ग्रह की स्थिति और लोगों की मनोदशा के बारे में जानकारी वायुमंडल में जमा हो जाती है, और बादलों के साथ मिलकर पृथ्वी के पूरे अंतरिक्ष में घूमती है। प्रकृति की एक अद्भुत रचना - बादल, जो लोगों को खुशी, सौंदर्य आनंद और बस कभी-कभी आकाश को देखने की इच्छा देते हैं।

कोहरा प्राकृतिक फैलाव प्रणाली का एक उदाहरण भी हो सकता है, हवा में पानी का संचय, जब जल वाष्प के छोटे संघनन उत्पाद बनते हैं (हवा के तापमान पर? 10 डिग्री से ऊपर - पानी की छोटी बूंदें, पर? 10..? 15° - पानी की बूंदों और क्रिस्टल बर्फ का मिश्रण, नीचे के तापमान पर? 15° - बर्फ के क्रिस्टल सूरज की किरणों में या चंद्रमा और लालटेन की रोशनी में चमकते हैं)। कोहरे के दौरान सापेक्ष वायु आर्द्रता आमतौर पर 100% के करीब होती है (कम से कम 85-90% से अधिक)। हालाँकि, आबादी वाले क्षेत्रों में, रेलवे स्टेशनों और हवाई क्षेत्रों में गंभीर ठंढ (? 30° और नीचे) में, किसी भी सापेक्ष वायु आर्द्रता (50% से भी कम) पर कोहरा देखा जा सकता है - ईंधन दहन के दौरान बने जल वाष्प के संघनन के कारण (इंजन, भट्टियों आदि में) और निकास पाइप और चिमनी के माध्यम से वायुमंडल में छोड़ा जाता है।

कोहरे की निरंतर अवधि आमतौर पर कई घंटों (और कभी-कभी आधे घंटे से एक घंटे) से लेकर कई दिनों तक होती है, खासकर ठंड के मौसम में।

कोहरा सभी प्रकार के परिवहन (विशेष रूप से विमानन) के सामान्य संचालन को रोकता है, इसलिए कोहरे का पूर्वानुमान अत्यधिक आर्थिक महत्व रखता है।

एक जटिल फैलाव प्रणाली का एक उदाहरण दूध है, जिसके मुख्य घटक (पानी की गिनती नहीं) वसा, कैसिइन और दूध चीनी हैं। वसा एक इमल्शन के रूप में होती है और जब दूध खड़ा होता है, तो यह धीरे-धीरे ऊपर (क्रीम) में आ जाता है। कैसिइन एक कोलाइडल घोल के रूप में मौजूद होता है और अनायास जारी नहीं होता है, लेकिन जब दूध को अम्लीकृत किया जाता है, उदाहरण के लिए, सिरका के साथ, तो इसे आसानी से (पनीर के रूप में) अवक्षेपित किया जा सकता है। प्राकृतिक परिस्थितियों में, दूध खट्टा होने पर कैसिइन निकलता है। अंत में, दूध की चीनी एक आणविक घोल के रूप में होती है और केवल तभी निकलती है जब पानी वाष्पित हो जाता है।

कई गैसें, तरल पदार्थ और ठोस पदार्थ पानी में घुल जाते हैं। चीनी और टेबल नमक पानी में आसानी से घुल जाते हैं; कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया और कई अन्य पदार्थ, पानी से टकराने पर, घोल में चले जाते हैं और एकत्रीकरण की अपनी पिछली स्थिति खो देते हैं। किसी विलेय को किसी घोल से एक निश्चित तरीके से अलग किया जा सकता है। यदि आप टेबल नमक के घोल को वाष्पित करते हैं, तो नमक ठोस क्रिस्टल के रूप में रहता है।

जब पदार्थ पानी (या किसी अन्य विलायक) में घुलते हैं, तो एक समान (सजातीय) प्रणाली बनती है। इस प्रकार, एक समाधान एक सजातीय प्रणाली है जिसमें दो या दो से अधिक घटक होते हैं। समाधान तरल, ठोस और गैसीय हो सकते हैं। को तरल समाधानउदाहरण के लिए, पानी में चीनी या टेबल नमक का घोल, पानी में अल्कोहल आदि शामिल करें। एक धातु के दूसरे में ठोस समाधान में मिश्र धातु शामिल हैं: पीतल तांबे और जस्ता का एक मिश्र धातु है, कांस्य तांबे और टिन का एक मिश्र धातु है, और इसी तरह। गैसीय पदार्थ वायु या गैसों का कोई मिश्रण है।

कलिनिनग्राद व्यापार और अर्थशास्त्र कॉलेज

संघीय राज्य बजटीय की शाखा

उच्च शिक्षा का शैक्षणिक संस्थान व्यावसायिक शिक्षा

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था और सार्वजनिक सेवा की रूसी अकादमी

रूसी संघ के अध्यक्ष के अधीन

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विषय: "बिखरी हुई प्रणालियाँ"

कलिनिनग्राद, 2013

विषय: "बिखरी हुई प्रणालियाँ"

परिक्षिप्त प्रणालियाँ तरल, ठोस या गैसीय माध्यम में वितरित कई छोटे कणों से बनी प्रणालियाँ हैं।

बिखरी हुई प्रणाली में दो अनिवार्य घटक शामिल हैं:परिक्षेपित प्रावस्था - कुचला हुआ पदार्थफैलाव माध्यम - एक पदार्थ जिसमें परिक्षिप्त चरण वितरित होता है।
सभी बिखरी हुई प्रणालियाँ दो मुख्य विशेषताओं की विशेषता होती हैं:

उच्च फैलाव.

विषमता.

बिखरी हुई प्रणालियाँ

बारीक बिखरा हुआ

कोलाइडल प्रणाली

मोटे तौर पर बिखरा हुआ

ट्रू सोल सस्पेंशन

इमल्शन जैल

एयरोसौल्ज़

फैलाव प्रणालियों का वर्गीकरण

चरणों के एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार

परिक्षेपण माध्यम और परिक्षिप्त चरण दोनों को एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं - ठोस, तरल और गैसीय - में पदार्थों द्वारा दर्शाया जा सकता है।परिक्षेपण माध्यम की समग्र अवस्था और परिक्षिप्त चरण के संयोजन के आधार पर, 9 प्रकार की ऐसी प्रणालियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

फैलाव प्रणालियों के मुख्य प्रकार

फैलाव माध्यम

कण आकार के अनुसार

फैलाव की डिग्री के अनुसार, प्रणालियों को प्रकारों में विभाजित किया जाता है

100 एनएम से अधिक के कण त्रिज्या के साथ मोटे तौर पर फैला हुआ

100 एनएम से 1 एनएम के कण आकार के साथ कोलाइडल परिक्षिप्त (सोल)।

1 एनएम से कम कण आकार वाले आणविक या आयनिक समाधान।

मोटे तौर पर बिखरी हुई प्रणालियाँ।

इमल्शन (माध्यम और चरण दोनों एक दूसरे में अघुलनशील तरल पदार्थ हैं, जिसमें एक तरल पदार्थ बूंदों के रूप में दूसरे में निलंबित रहता है)। ये दूध, लसीका, पानी आधारित पेंट, खट्टा क्रीम, मेयोनेज़, आइसक्रीम, आदि हैं;

निलंबन (माध्यम एक तरल है, और चरण इसमें अघुलनशील एक ठोस है)। ये निर्माण समाधान हैं (उदाहरण के लिए, सफेदी के लिए "नींबू का दूध"), पानी में निलंबित नदी और समुद्री गाद, और शुद्ध सूप।

एयरोसौल्ज़ - परिक्षिप्त प्रणालियाँ, जिनका परिक्षेपण माध्यम एक गैस है, और परिक्षिप्त चरण ठोस कण या तरल बूंदें हो सकता है। धूल, धुएँ और कोहरे के बीच अंतर करें। पहले दो प्रकार के एरोसोल गैस में ठोस कणों (धूल में बड़े कण) का निलंबन हैं, बाद वाले गैस में तरल की छोटी बूंदों का निलंबन हैं। बायोएरोसोल पराग और पौधे के बीजाणु हैं।

फोम - अत्यधिक संकेंद्रित मोटे सिस्टम जिसमें परिक्षेपण माध्यम तरल होता है और परिक्षिप्त चरण गैस होता है।

पाउडर - परिक्षिप्त चरण एक ठोस है, और परिक्षेपण माध्यम एक गैस है।

मोटे तौर पर बिखरी हुई प्रणालियाँ अस्थिर होती हैं।

कोलाइडल प्रणाली

कोलाइडल प्रणाली - ये परिक्षिप्त प्रणालियाँ हैं जिनमें चरण कण का आकार 100 से 1 एनएम तक होता है। ये कण नग्न आंखों को दिखाई नहीं देते हैं, और ऐसी प्रणालियों में बिखरे हुए चरण और फैलाव माध्यम को व्यवस्थित करके अलग करना मुश्किल होता है। उन्हें विभाजित किया गया हैसोल (कोलाइडल समाधान) औरजैल(जेली)। 1. कोलाइडल समाधान, यासोल . यह एक जीवित कोशिका (साइटोप्लाज्म, परमाणु रस, ऑर्गेनेल और रिक्तिका की सामग्री) और समग्र रूप से जीवित जीव (रक्त, लसीका, ऊतक द्रव, पाचन रस) के अधिकांश तरल पदार्थ हैं। ऐसी प्रणालियाँ चिपकने वाले पदार्थ, स्टार्च, प्रोटीन और कुछ पॉलिमर बनाती हैं। कोलॉइडी विलयन दिखने में वास्तविक विलयन के समान होते हैं। उन्हें बाद वाले से "चमकदार पथ" द्वारा अलग किया जाता है जो बनता है - एक शंकु जब प्रकाश की किरण उनके माध्यम से गुजरती है।इस घटना को टिन्डल प्रभाव कहा जाता है। सोल के परिक्षिप्त चरण के कण, वास्तविक विलयन से बड़े होते हैं, अपनी सतह से प्रकाश को परावर्तित करते हैं, और पर्यवेक्षक को कोलाइडल विलयन वाले बर्तन में एक चमकदार शंकु दिखाई देता है। यह वास्तविक विलयन में नहीं बनता है। आप सिनेमाघरों में एक समान प्रभाव देख सकते हैं, लेकिन तरल कोलाइड के बजाय केवल एयरोसोल के लिए, जब मूवी कैमरे से प्रकाश की किरण सिनेमा हॉल की हवा से गुजरती है। थर्मल गति के कारण विलायक अणुओं के साथ लगातार टकराव के कारण कोलाइडल समाधान के बिखरे हुए चरण के कण अक्सर दीर्घकालिक भंडारण के दौरान भी व्यवस्थित नहीं होते हैं। उनकी सतह पर एक ही नाम के विद्युत आवेशों की उपस्थिति के कारण एक-दूसरे के पास आने पर वे आपस में चिपकते नहीं हैं। लेकिन कुछ शर्तों के तहत, जमावट प्रक्रिया हो सकती है।जमावट - कोलाइडल कणों के आपस में चिपकने और अवक्षेपित होने की घटना - तब देखी जाती है जब कोलाइडल घोल में इलेक्ट्रोलाइट मिलाने पर इन कणों के आवेश निष्प्रभावी हो जाते हैं। इस मामले में, समाधान एक निलंबन या जेल में बदल जाता है। कुछ कार्बनिक कोलाइड गर्म होने पर (गोंद, अंडे का सफेद भाग) या जब घोल का अम्ल-क्षार वातावरण बदलता है तो जम जाता है। 2. जैल, या जेली, जो सोल के जमाव के दौरान बनने वाली जिलेटिनस तलछट हैं। इनमें बड़ी संख्या में पॉलिमर जैल शामिल हैं, जो कन्फेक्शनरी, कॉस्मेटिक और मेडिकल जैल (जिलेटिन, जेली मीट, जेली, मुरब्बा, बर्ड्स मिल्क केक) के लिए जाने जाते हैं और निश्चित रूप से प्राकृतिक जैल की एक अंतहीन विविधता: खनिज (ओपल), जेलिफ़िश शरीर, उपास्थि, कण्डरा, बाल, मांसपेशी और तंत्रिका ऊतक, आदि। समय के साथ, जैल की संरचना बाधित हो जाती है - उनमें से पानी निकलता है। इस घटना को कहा जाता हैतालमेल।

समाधान

समाधान एक सजातीय (सजातीय) प्रणाली है जिसमें एक विघटित पदार्थ के कण, एक विलायक और उनकी बातचीत के उत्पाद शामिल होते हैंसमाधान हमेशा एकल-चरण होते हैं, अर्थात वे एक सजातीय गैस, तरल या ठोस होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एक पदार्थ दूसरे के द्रव्यमान में अणुओं, परमाणुओं या आयनों (कण का आकार 1 एनएम से कम) के रूप में वितरित होता है। समाधानों को सत्य कहा जाता है यदि कोलाइडल समाधानों से उनके अंतर पर जोर देना आवश्यक हो।

मेज़

बिखरी हुई प्रणालियों के उदाहरण

फैलाव माध्यम

स्व-परीक्षण प्रश्न

फैलाव प्रणाली, चरण, माध्यम किसे कहते हैं? फैलाव को कण आकार से कैसे संबंधित करें? किस फैलाव प्रणाली को कोलाइडल के रूप में वर्गीकृत किया गया है? जमावट क्या है और कौन से कारक इसका कारण बनते हैं? स्कंदन का व्यावहारिक महत्व क्या है? निलंबन क्या है? निलंबन के मुख्य गुण क्या हैं? इमल्शन क्या है और इसे कैसे तोड़ा जा सकता है? एरोसोल का उपयोग कहाँ किया जाता है? एरोसोल को नष्ट करने के लिए कौन सी विधियाँ मौजूद हैं?

अल्कोहल लैंप के साथ काम करते समय सुरक्षा सावधानियां

अल्कोहल लैंप के साथ काम करते समय, आपको सुरक्षा नियमों का पालन करना चाहिए।

अल्कोहल लैंप का उपयोग केवल उसके तकनीकी डेटा शीट में निर्दिष्ट इच्छित उद्देश्य के लिए करना आवश्यक है।

खुली लौ वाले उपकरणों के पास अल्कोहल लैंप में ईंधन न भरें।

अल्कोहल लैंप को टैंक की आधी क्षमता से अधिक ईंधन से न भरें।

जलती बाती वाले स्पिरिट लैंप को न हिलाएं और न ही अपने साथ रखें।

अल्कोहल लैंप को केवल एथिल अल्कोहल से भरें।

अल्कोहल लैंप की लौ को ढक्कन से ही बुझाएं।

ज्वलनशील पदार्थों और सामग्रियों को कार्यस्थल पर न रखें जो कम तापीय ऊर्जा (माचिस की लौ, अल्कोहल लैंप) वाले इग्निशन स्रोत के अल्पकालिक संपर्क से प्रज्वलित हो सकते हैं, जहां अल्कोहल लैंप का उपयोग किया जाता है।

काम करते समय, स्पिरिट लैंप को झुकाएं नहीं, और यदि ऐसी आवश्यकता उत्पन्न होती है, तो स्पिरिट लैंप का उपयोग करें जो झुकी हुई स्थिति में काम करते हैं (फेसेटेड स्पिरिट लैंप)।

यदि स्पिरिट लैंप पलट जाए और जलती हुई शराब मेज पर फैल जाए, तो तुरंत स्पिरिट लैंप को मोटे कपड़े से ढक दें, और यदि आवश्यक हो, तो आग बुझाने के लिए अग्निशामक यंत्र का उपयोग करें।

जिस कमरे में अल्कोहल लैंप के साथ काम किया जाता है, उसे प्राथमिक आग बुझाने के साधनों से सुसज्जित किया जाना चाहिए, उदाहरण के लिए, ओपी -1 या ओपी -2 पाउडर आग बुझाने वाला यंत्र।

साहित्य

नरक। ज़िमोन "मनोरंजक कोलाइडल रसायन विज्ञान", मॉस्को, "अगर", 2008 पर। ज़ारकिख "आर्थिक कॉलेजों के लिए रसायन विज्ञान", रोस्तोव-ऑन-डॉन, "फीनिक्स", 2008 भौतिक एवं कोलॉइडी रसायन शास्त्र खानपान, मॉस्को, अल्फा - एम 2010। ई.ए. अरुस्तमोव "नेचर मैनेजमेंट", मॉस्को, "दशकोव एंड के", 2008। http://ru.wikipedia.org http://festival.1september.ru/articles/575855/

बिखरी हुई प्रणालियाँ और कोलाइडल रासायनिक प्रक्रियाएँ खाद्य उद्योग और सार्वजनिक खानपान दोनों में होती हैं। कोलाइडल रासायनिक प्रक्रियाएं, जैसे सूजन, विघटन, जमाव, एकत्रीकरण, जमावट, अवक्षेपण, पेप्टीकरण, सोखना, कई खाद्य उत्पादों के उत्पादन का आधार हैं: शोरबा, आइसक्रीम, विभिन्न कन्फेक्शनरी उत्पाद, डेयरी उत्पाद, साथ ही बेकरी, वाइनमेकिंग, ब्रूइंग मक्खन, मार्जरीन, मेयोनेज़, खट्टा क्रीम, क्रीम, दूध जटिल कोलाइडल सिस्टम हैं। नियंत्रण करना तकनीकी प्रक्रियाएंखाद्य उत्पादन, आर्थिक इंजीनियरों को बिखरी हुई प्रणालियों की विशेषताओं और उनके बुनियादी गुणों के ज्ञान की आवश्यकता होती है।

बिखरी हुई प्रणालियाँऐसी प्रणालियाँ हैं जिनमें एक पदार्थ होता है, जिसे बड़े या छोटे आकार के कणों में कुचल दिया जाता है, और दूसरे पदार्थ में वितरित किया जाता है। एक ही पदार्थ विखंडन की अलग-अलग डिग्री में हो सकता है: स्थूल रूप से दृश्यमान कण (>0.2-0.1 मिमी, नेत्र विभेदन), सूक्ष्मदर्शी रूप से दृश्यमान कण (0.2-0.1 मिमी से 400-300 एनएम* तक, प्रकाश में आने पर माइक्रोस्कोप की विभेदन शक्ति श्वेत प्रकाश) और आणविक (या आयनिक) अवस्था में। अणुओं की दुनिया और सूक्ष्म रूप से दिखाई देने वाले कणों के बीच पदार्थ के विखंडन का एक क्षेत्र होता है जिसमें पदार्थ के संगठन के इस रूप में निहित नए गुणों का एक परिसर होता है। ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत अदृश्य ऐसे कणों को कहा जाता है कोलाइडल,और 400-300 एनएम से 1 एनएम तक कण आकार वाले पदार्थों की कुचली (फैली हुई) अवस्था - पदार्थ की कोलाइडल अवस्था.

बिखरी हुई प्रणालियाँ एक निरंतर निरंतर चरण से बनी होती हैं - फैलाव माध्यम,जिसमें कुचले हुए कण वितरित होते हैं, और कुचले हुए कण स्वयं इस वातावरण में एक आकार या दूसरे आकार के होते हैं - परिक्षेपित प्रावस्था।बिखरी हुई प्रणालियाँ विषमांगी होती हैं, अर्थात्। वे फैलाव चरण और बिखरे हुए माध्यम के बीच वास्तविक भौतिक चरण इंटरफेस के अस्तित्व की विशेषता रखते हैं।

परिक्षिप्त प्रणाली प्राप्त करने के लिए एक शर्त परिक्षिप्त पदार्थ और परिक्षेपण माध्यम की पारस्परिक अघुलनशीलता है। उदाहरण के लिए, पानी में चीनी या टेबल नमक के कोलाइडल समाधान प्राप्त करना असंभव है, लेकिन उन्हें केरोसिन या बेंजीन में प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें ये पदार्थ व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होते हैं।

किसी पदार्थ के फैलाव (विखंडन) की एक मात्रात्मक विशेषता फैलाव की डिग्री (विखंडन की डिग्री, डी) है - बिखरे हुए कणों के आकार (ए) का व्युत्क्रम:

यहां a या तो गोलाकार या रेशेदार कणों के व्यास, या घन कणों के किनारे की लंबाई, या फिल्मों की मोटाई के बराबर है (चित्र 1)। कण का आकार जितना छोटा होगा, फैलाव उतना ही अधिक होगा, और इसके विपरीत।

*1 एनएम (नैनोमीटर) = 10-6 मिमी.

शुद्ध पदार्थ प्रकृति में बहुत दुर्लभ हैं। एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में विभिन्न पदार्थों का मिश्रण विषम और सजातीय प्रणालियाँ - बिखरी हुई प्रणालियाँ और समाधान बना सकता है।

वह पदार्थ जो कम मात्रा में मौजूद होता है और दूसरे के आयतन में वितरित होता है, परिक्षिप्त चरण कहलाता है। इसमें कई पदार्थ शामिल हो सकते हैं.

अधिक मात्रा में मौजूद पदार्थ, जिसके आयतन में परिक्षिप्त चरण वितरित होता है, परिक्षेपण माध्यम कहलाता है। इसके और परिक्षिप्त चरण के कणों के बीच एक इंटरफ़ेस होता है, इसलिए परिक्षिप्त प्रणालियों को विषम (इनहोमोजीनियस) कहा जाता है।

परिक्षेपण माध्यम और परिक्षिप्त चरण दोनों को एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं - ठोस, तरल और गैसीय - में पदार्थों द्वारा दर्शाया जा सकता है।

फैलाव माध्यम की समग्र स्थिति और बिखरे हुए चरण के संयोजन के आधार पर, 8 प्रकार की ऐसी प्रणालियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है (तालिका 11)।

तालिका 11
बिखरी हुई प्रणालियों के उदाहरण

परिक्षिप्त चरण बनाने वाले पदार्थों के कण आकार के आधार पर, परिक्षिप्त प्रणालियों को 100 एनएम से अधिक के कण आकार के साथ मोटे तौर पर परिक्षिप्त (निलंबन) और 100 से 1 तक कण आकार के साथ बारीक परिक्षिप्त (कोलाइडल समाधान या कोलाइडल सिस्टम) में विभाजित किया जाता है। एनएम. यदि पदार्थ को 1 एनएम से कम आकार के अणुओं या आयनों में विभाजित किया जाता है, तो एक सजातीय प्रणाली बनती है - एक समाधान। यह एकसमान (सजातीय) है, परिक्षिप्त चरण के कणों और माध्यम के बीच कोई इंटरफ़ेस नहीं है।

यहां तक ​​कि बिखरी हुई प्रणालियों और समाधानों के साथ एक त्वरित परिचय से पता चलता है कि वे रोजमर्रा की जिंदगी और प्रकृति में कितने महत्वपूर्ण हैं (तालिका 11 देखें)।

स्वयं जज करें: नील गाद के बिना प्राचीन मिस्र की महान सभ्यता का जन्म नहीं होता; पानी, हवा, चट्टानों और खनिजों के बिना, जीवित ग्रह का अस्तित्व ही नहीं होता - हमारा सामान्य घर - पृथ्वी; कोशिकाओं के बिना कोई जीवित जीव नहीं होगा, आदि।

फैलाव प्रणालियों और समाधानों का वर्गीकरण योजना 2 में प्रस्तुत किया गया है।

योजना 2
फैलाव प्रणालियों और समाधानों का वर्गीकरण

निलंबित करें

सस्पेंशन छितरी हुई प्रणालियाँ हैं जिनमें चरण कण का आकार 100 एनएम से अधिक है। ये अपारदर्शी प्रणालियाँ हैं, जिनके अलग-अलग कणों को नग्न आंखों से देखा जा सकता है। परिक्षिप्त चरण और परिक्षेपण माध्यम को व्यवस्थित करके आसानी से अलग किया जा सकता है। ऐसी प्रणालियों को तीन समूहों में बांटा गया है:

1. इमल्शन (माध्यम और चरण दोनों एक दूसरे में अघुलनशील तरल पदार्थ हैं)। ये प्रसिद्ध दूधिया, लसीका, पानी आधारित पेंट आदि हैं;
2. निलंबन (माध्यम एक तरल है, और चरण इसमें एक ठोस अघुलनशील है)। ये निर्माण समाधान हैं (उदाहरण के लिए, सफेदी के लिए "नींबू का दूध"), पानी में निलंबित नदी और समुद्री गाद, समुद्री जल में सूक्ष्म जीवों का जीवित निलंबन - प्लवक, जिसे विशाल व्हेल खाते हैं, आदि;
3. एरोसोल तरल या ठोस पदार्थों के छोटे कणों के गैस में (उदाहरण के लिए, हवा में) निलंबन हैं। धूल, धुएँ और कोहरे के बीच अंतर करें। पहले दो प्रकार के एरोसोल गैस में ठोस कणों (धूल में बड़े कण) का निलंबन हैं, बाद वाले गैस में तरल की छोटी बूंदों का निलंबन हैं। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक एरोसोल: कोहरा, गरज के साथ बादल - हवा में पानी की बूंदों का निलंबन, धुआं - छोटे ठोस कण। और दुनिया के सबसे बड़े शहरों पर छाया हुआ धुआं भी ठोस और तरल बिखरे हुए चरण वाला एक एयरोसोल है। सीमेंट कारखानों के पास की बस्तियों के निवासी हवा में हमेशा लटकी रहने वाली बेहतरीन सीमेंट की धूल से पीड़ित हैं, जो सीमेंट के कच्चे माल को पीसने और उसके फायरिंग उत्पाद - क्लिंकर के दौरान बनती है। इसी तरह के हानिकारक एरोसोल - धूल - धातुकर्म उत्पादन वाले शहरों में भी मौजूद हैं। फ़ैक्टरी की चिमनियों से निकलने वाला धुआँ, धुआँ, फ़्लू रोगी के मुँह से उड़ने वाली लार की छोटी-छोटी बूँदें, और हानिकारक एरोसोल भी।

एरोसोल प्रकृति, रोजमर्रा की जिंदगी और मानव उत्पादन गतिविधियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। बादलों का संचय, खेतों का रासायनिक उपचार, स्प्रे पेंट अनुप्रयोग, ईंधन परमाणुकरण, दूध पाउडर उत्पादन, और श्वसन उपचार (साँस लेना) उन घटनाओं और प्रक्रियाओं के उदाहरण हैं जहां एरोसोल लाभ प्रदान करते हैं।

एरोसोल समुद्री लहरों, झरनों और फव्वारों के पास कोहरे हैं; उनमें दिखाई देने वाला इंद्रधनुष व्यक्ति को खुशी और सौंदर्य आनंद देता है।

रसायन विज्ञान के लिए, बिखरी हुई प्रणालियाँ जिनमें पानी माध्यम है, सबसे महत्वपूर्ण हैं।

कोलाइडल प्रणाली

कोलाइडल प्रणालियाँ बिखरी हुई प्रणालियाँ हैं जिनमें चरण कण का आकार 100 से 1 एनएम तक होता है। ये कण नग्न आंखों को दिखाई नहीं देते हैं, और ऐसी प्रणालियों में बिखरे हुए चरण और फैलाव माध्यम को व्यवस्थित करके अलग करना मुश्किल होता है।

इन्हें सोल (कोलाइडल विलयन) और जैल (जेली) में विभाजित किया गया है।

1. कोलाइडल समाधान, या सोल. यह एक जीवित कोशिका (साइटोप्लाज्म, परमाणु रस - कैरियोप्लाज्म, ऑर्गेनेल और रिक्तिका की सामग्री) और समग्र रूप से जीवित जीव (रक्त, लसीका, ऊतक द्रव, पाचन रस, हास्य तरल पदार्थ, आदि) के अधिकांश तरल पदार्थ हैं। ऐसी प्रणालियाँ चिपकने वाले पदार्थ, स्टार्च, प्रोटीन और कुछ पॉलिमर बनाती हैं।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप कोलाइडल समाधान प्राप्त किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, जब पोटेशियम या सोडियम सिलिकेट्स ("घुलनशील ग्लास") के घोल एसिड घोल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, तो सिलिकिक एसिड का एक कोलाइडल घोल बनता है। गर्म पानी में आयरन (III) क्लोराइड के हाइड्रोलिसिस के दौरान एक सॉल भी बनता है। कोलॉइडी विलयन दिखने में वास्तविक विलयन के समान होते हैं। उन्हें बाद वाले से "चमकदार पथ" द्वारा अलग किया जाता है जो बनता है - एक शंकु जब प्रकाश की किरण उनके माध्यम से गुजरती है। इस घटना को टिन्डल प्रभाव कहा जाता है। सोल के परिक्षिप्त चरण के कण, वास्तविक विलयन से बड़े होते हैं, अपनी सतह से प्रकाश को परावर्तित करते हैं, और पर्यवेक्षक को कोलाइडल विलयन वाले बर्तन में एक चमकदार शंकु दिखाई देता है। यह वास्तविक विलयन में नहीं बनता है। आप सिनेमाघरों में एक समान प्रभाव देख सकते हैं, लेकिन तरल कोलाइड के बजाय केवल एयरोसोल के लिए, जब मूवी कैमरे से प्रकाश की किरण सिनेमा हॉल की हवा से गुजरती है।

थर्मल गति के कारण विलायक अणुओं के साथ लगातार टकराव के कारण कोलाइडल समाधान के बिखरे हुए चरण के कण अक्सर दीर्घकालिक भंडारण के दौरान भी व्यवस्थित नहीं होते हैं। उनकी सतह पर एक ही नाम के विद्युत आवेशों की उपस्थिति के कारण एक-दूसरे के पास आने पर वे आपस में चिपकते नहीं हैं। लेकिन कुछ शर्तों के तहत, जमावट प्रक्रिया हो सकती है।

जमावट- कोलाइडल कणों के आपस में चिपकने और अवक्षेपित होने की घटना - तब देखी जाती है जब कोलाइडल घोल में इलेक्ट्रोलाइट मिलाने पर इन कणों के आवेश निष्प्रभावी हो जाते हैं। इस मामले में, समाधान एक निलंबन या जेल में बदल जाता है। कुछ कार्बनिक कोलाइड गर्म होने पर (गोंद, अंडे का सफेद भाग) या जब घोल का अम्ल-क्षार वातावरण बदलता है तो जम जाता है।

2. कोलाइडल प्रणालियों का दूसरा उपसमूह है जैल, या जेली y सोल के जमाव के दौरान बनने वाले जिलेटिनस तलछट का प्रतिनिधित्व करता है। इनमें बड़ी संख्या में पॉलिमर जैल शामिल हैं, जो कन्फेक्शनरी, कॉस्मेटिक और मेडिकल जैल (जिलेटिन, एस्पिक, जेली, मुरब्बा, बर्ड्स मिल्क सूफले केक) के लिए जाने जाते हैं और निश्चित रूप से प्राकृतिक जैल की एक अंतहीन विविधता: खनिज (ओपल), जेलिफ़िश शरीर, उपास्थि, कण्डरा, बाल, मांसपेशी और तंत्रिका ऊतक, आदि। पृथ्वी पर जीवन के विकास के इतिहास को एक साथ पदार्थ की कोलाइडल अवस्था के विकास का इतिहास माना जा सकता है। समय के साथ, जैल की संरचना बाधित हो जाती है और उनमें से पानी निकलने लगता है। इस घटना को सिनेरिसिस कहा जाता है।