დისპერსიული სისტემა თხევადი დისპერსიული საშუალებით. დისპერსიული ფაზა - რა არის ეს? კოლოიდური ხსნარები და სისტემები

დისპერსიული სისტემები

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

დისპერსიული ფაზის შემადგენელი ნივთიერებების ნაწილაკების ზომიდან გამომდინარე, დისპერსიული სისტემები იყოფა უხეშად დისპერსიულ (სუსპენზიებად) ნაწილაკების ზომით 100 ნმ-ზე მეტი და წვრილად დაშლილ (კოლოიდური ხსნარები ან კოლოიდური სისტემები) ნაწილაკების ზომით 100-დან 1-მდე. ნმ. თუ ნივთიერება დაყოფილია მოლეკულებად ან იონებად 1 ნმ-ზე ნაკლები ზომის, წარმოიქმნება ერთგვაროვანი სისტემა - ხსნარი. ის არის ერთგვაროვანი (ერთგვაროვანი), არ არის ინტერფეისი ნაწილაკებსა და გარემოს შორის.

უკვე დისპერსიული სისტემებისა და გადაწყვეტილებების სწრაფი გაცნობა აჩვენებს, თუ რამდენად მნიშვნელოვანია ისინი ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ბუნებაში.

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

დისპერსიული სისტემებისა და ხსნარების კლასიფიკაცია

შეაჩერე

შეაჩერე - ეს არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც ფაზის ნაწილაკების ზომა 100 ნმ-ზე მეტია. ეს არის გაუმჭვირვალე სისტემები, რომელთა ცალკეული ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალითაც ჩანს. დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო ადვილად გამოიყოფა დასახლებით. ასეთი სისტემები იყოფა:
1) ემულსიები (როგორც საშუალო, ასევე ფაზა არის ერთმანეთში უხსნადი სითხეები). ეს არის ცნობილი რძის, ლიმფის, წყლის დაფუძნებული საღებავები და ა.შ.
2) შეჩერებები (საშუალო არის თხევადი, ხოლო ფაზა არის მასში უხსნადი მყარი). ეს არის ნაღმტყორცნები (მაგალითად, " ცაცხვის რძე„გათეთრებისთვის), წყალში შეკიდული მდინარის და ზღვის სილა, ზღვის წყალში მიკროსკოპული ცოცხალი ორგანიზმების ცოცხალი სუსპენზია – პლანქტონი, რომლითაც გიგანტური ვეშაპები იკვებებიან და სხვ.;
3) აეროზოლები - თხევადი ან მყარი ნაწილაკების გაზში (მაგალითად, ჰაერში) სუსპენზია. განასხვავებენ მტვერს, კვამლს და ნისლს. აეროზოლების პირველი ორი ტიპი არის მყარი ნაწილაკების სუსპენზია გაზში (უფრო დიდი ნაწილაკები მტვერში), ეს უკანასკნელი არის გაზში სითხის მცირე წვეთების სუსპენზია. მაგალითად, ბუნებრივი აეროზოლები: ნისლი, ჭექა-ქუხილი - ჰაერში წყლის წვეთების შეჩერება, კვამლი - პატარა მყარი ნაწილაკები. და მსოფლიოს უდიდეს ქალაქებზე ჩამოკიდებული სმოგი ასევე არის აეროზოლი მყარი და თხევადი დისპერსიული ფაზით. ცემენტის ქარხნების მახლობლად დასახლებული პუნქტების მაცხოვრებლები იტანჯებიან ჰაერში ყოველთვის ჩამოკიდებული ცემენტის მტვრისგან, რომელიც წარმოიქმნება ცემენტის ნედლეულის დაფქვის დროს და მისი გამოწვის პროდუქტი - კლინკერი. მსგავსი მავნე აეროზოლები - მტვერი - გვხვდება მეტალურგიული წარმოების ქალაქებშიც. ქარხნის ბუხრების კვამლი, სმოგი, ნერწყვის პაწაწინა წვეთები, რომლებიც გრიპით დაავადებულის პირიდან გამოფრინავს და ასევე მავნე აეროზოლები.
აეროზოლები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბუნებაში, ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ადამიანის წარმოების საქმიანობაში. ღრუბლის დაგროვება, მინდვრების ქიმიური დამუშავება, სპრეის საღებავის გამოყენება, საწვავის ატომიზაცია, რძის ფხვნილის წარმოება და სასუნთქი გზების მკურნალობა (ინჰალაცია) არის ფენომენებისა და პროცესების მაგალითები, სადაც აეროზოლები სარგებელს იძლევა. აეროზოლები არის ნისლები ზღვის სერფინგზე, ჩანჩქერებისა და შადრევნების მახლობლად; მათში გამოჩენილი ცისარტყელა ადამიანს სიხარულს და ესთეტიკურ სიამოვნებას ანიჭებს.
ქიმიისთვის, დისპერსიულ სისტემებს, რომლებშიც გარემო არის წყალი და თხევადი ხსნარები, უდიდესი მნიშვნელობა აქვს.
ბუნებრივი წყალი ყოველთვის შეიცავს გახსნილ ნივთიერებებს. ბუნებრივი წყალხსნარები მონაწილეობენ ნიადაგის წარმოქმნის პროცესებში და ამარაგებენ მცენარეებს საკვები ნივთიერებებით. რთული სასიცოცხლო პროცესები, რომლებიც ხდება ადამიანის და ცხოველის სხეულებში, ასევე ხდება ხსნარებში. მრავალი ტექნოლოგიური პროცესი ქიმიურ და სხვა მრეწველობაში, მაგალითად, მჟავების, ლითონების, ქაღალდის, სოდის, სასუქების წარმოება ხდება 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 ასეთ სისტემებში დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო ძნელია განცალკევება დასახლებით.
ისინი იყოფა სოლებად (კოლოიდური ხსნარები) და გელებად (ჟელე).
1. კოლოიდური ხსნარები, ან ხსნარები. ეს არის ცოცხალი უჯრედის (ციტოპლაზმა, ბირთვული წვენი - კარიოპლაზმა, ორგანელებისა და ვაკუოლების შიგთავსი) და მთლიანად ცოცხალი ორგანიზმის სითხეების უმრავლესობა (სისხლი, ლიმფა, ქსოვილის სითხე, საჭმლის მომნელებელი წვენები, ჰუმორული სითხეები და ა.შ.). ასეთი სისტემები ქმნიან ადჰეზივებს, სახამებელს, ცილებს და ზოგიერთ პოლიმერს.
კოლოიდური ხსნარების მიღება შესაძლებელია ქიმიური რეაქციების შედეგად; მაგალითად, როდესაც კალიუმის ან ნატრიუმის სილიკატების („ხსნადი მინა“) ხსნარები რეაგირებს მჟავას ხსნარებთან, წარმოიქმნება სილიციუმის მჟავას კოლოიდური ხსნარი. სოლი ასევე წარმოიქმნება ცხელ წყალში რკინის ქლორიდის (III) ჰიდროლიზის დროს. კოლოიდური ხსნარები გარეგნულად მსგავსია ჭეშმარიტ ხსნარებთან. ამ უკანასკნელისგან ისინი გამოირჩევიან „მნათობი ბილიკით“, რომელიც წარმოიქმნება - კონუსი, როდესაც მათში სინათლის სხივი გადის.

ამ ფენომენს ე.წ ტინდალის ეფექტი . სოლის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები, უფრო დიდი ვიდრე ნამდვილ ხსნარში, ირეკლავენ სინათლეს მათი ზედაპირიდან და დამკვირვებელი ხედავს მანათობელ კონუსს ჭურჭელში კოლოიდური ხსნარით. ის არ ყალიბდება ნამდვილ ხსნარში. თქვენ შეგიძლიათ დააკვირდეთ მსგავს ეფექტს, მაგრამ მხოლოდ აეროზოლისთვის, ვიდრე თხევადი კოლოიდის, კინოთეატრებში, როდესაც კინოკამერის სინათლის სხივი გადის კინოდარბაზის ჰაერში.

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

კოაგულაცია - კოლოიდური ნაწილაკების ერთმანეთთან შეკვრისა და 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, რომლებიც წარმოადგენენ ჟელატინის ნალექებს, რომლებიც წარმოიქმნება სოლების კოაგულაციის დროს. მათ შორისაა პოლიმერული გელების დიდი რაოდენობა, თქვენთვის კარგად ცნობილი საკონდიტრო ნაწარმი, კოსმეტიკური და სამედიცინო გელები (ჟელატინი, ჟელე ხორცი, ჟელე, მარმელადი, ჩიტის რძის ნამცხვარი) და რა თქმა უნდა ბუნებრივი გელების უსასრულო მრავალფეროვნება: მინერალები (ოპალი), მედუზა. სხეულები, ხრტილები, მყესები, თმა, კუნთი და ნერვული ქსოვილი და ა.შ. დედამიწაზე სიცოცხლის განვითარების ისტორია ერთდროულად შეიძლება ჩაითვალოს მატერიის კოლოიდური მდგომარეობის ევოლუციის ისტორიად. დროთა განმავლობაში გელების სტრუქტურა ირღვევა და მათგან წყალი გამოიყოფა. ამ ფენომენს ე.წ სინერეზი .

გადაწყვეტილებები

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

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

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

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

დისპერსიული გარემოც და დისპერსიული ფაზაც შეიძლება შედგებოდეს აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებებისგან. დისპერსიული გარემოსა და დისპერსიული ფაზის მდგომარეობების კომბინაციიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიყოს ასეთი სისტემების რვა ტიპი.

დისპერსირებული სისტემების კლასიფიკაცია აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით

დისპერსიული საშუალება	დისპერსიული ფაზა	ზოგიერთი ბუნებრივი და საყოფაცხოვრებო დისპერსიული სისტემის მაგალითები
	თხევადი	ნისლი, ასოცირებული გაზი ზეთის წვეთებთან, კარბურატორის ნარევი მანქანის ძრავებში (ბენზინის წვეთები ჰაერში)
Მყარი	მტვერი ჰაერში, კვამლი, სმოგი, სიმუმები (მტვერი და ქვიშის ქარიშხალი)
თხევადი		გაზიანი სასმელები, ბუშტუკოვანი აბაზანა
თხევადი	სხეულის თხევადი მედია (სისხლის პლაზმა, ლიმფა, საჭმლის მომნელებელი წვენები), უჯრედების თხევადი შემცველობა (ციტოპლაზმა, კარიოპლაზმა)
Მყარი	კოცნა, ჟელე, წებო, წყალში ჩამოკიდებული მდინარის ან ზღვის სილა, ნაღმტყორცნები
Მყარი		თოვლის ქერქი ჰაერის ბუშტებით, ნიადაგი, ტექსტილის ქსოვილები, აგური და კერამიკა, ქაფი რეზინი, გაზიანი შოკოლადი, ფხვნილები
თხევადი	ტენიანი ნიადაგი, სამედიცინო და კოსმეტიკური პროდუქტები (მალამოები, ტუში, პომადა და ა.შ.)
Მყარი	კლდეები, ფერადი სათვალეები, ზოგიერთი შენადნობები

ასევე, როგორც კლასიფიკაციის მახასიათებელი, შეგვიძლია განვასხვავოთ ისეთი კონცეფცია, როგორიცაა დისპერსიული სისტემის ნაწილაკების ზომა:

- უხეშად გაფანტული (> 10 მიკრონი): გრანულირებული შაქარი, ნიადაგი, ნისლი, წვიმის წვეთები, ვულკანური ფერფლი, მაგმა და ა.შ.
- საშუალო წვრილი (0,1-10 მიკრონი): ადამიანის სისხლის ერითროციტები, E. coli და სხვ.

დისპერსიული ემულსიური სუსპენზიის გელი

- ძლიერ დისპერსიული (1-100 ნმ): გრიპის ვირუსი, კვამლი, ბუნებრივ წყლებში სიმღვრივე, სხვადასხვა ნივთიერების ხელოვნურად მიღებული სოლები, ბუნებრივი პოლიმერების წყალხსნარები (ალბუმინი, ჟელატინი და სხვ.) და სხვ.
- ნანო ზომის (1-10 ნმ): გლიკოგენის მოლეკულა, ნახშირის წვრილი ფორები, ორგანული ნივთიერებების მოლეკულების თანდასწრებით მიღებული ლითონის ხსნარები, რომლებიც ზღუდავენ ნაწილაკების ზრდას, ნახშირბადის ნანომილები, რკინის, ნიკელის მაგნიტური ნანოძაფები და ა.შ.

უხეში დისპერსიული სისტემები: ემულსიები, სუსპენზია, აეროზოლები

ნივთიერების ნაწილაკების ზომიდან გამომდინარე, რომლებიც ქმნიან დისპერსიულ ფაზას, დისპერსიული სისტემები იყოფა უხეში ნაწილაკების ზომით 100 ნმ-ზე მეტი და წვრილად დაშლილი ნაწილაკების ზომით 1-დან 100 ნმ-მდე. თუ ნივთიერება დაყოფილია მოლეკულებად ან იონებად 1 ნმ-ზე ნაკლები ზომის, წარმოიქმნება ერთგვაროვანი სისტემა - ხსნარი. ხსნარი ერთგვაროვანია, არ არის ინტერფეისი ნაწილაკებსა და გარემოს შორის და, შესაბამისად, ის არ მიეკუთვნება დისპერსიულ სისტემებს. უხეში დისპერსიული სისტემები იყოფა სამ ჯგუფად: ემულსიები, სუსპენზიები და აეროზოლები.

ემულსიები არის დისპერსიული სისტემები თხევადი დისპერსიის საშუალებით და თხევადი დისპერსიული ფაზით.

ისინი ასევე შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად: 1) პირდაპირი - არაპოლარული სითხის წვეთები პოლარულ გარემოში (ზეთი წყალში); 2) რევერსი (წყალი ზეთში). ემულსიების შემადგენლობის ან გარეგანი ზემოქმედების ცვლილებამ შეიძლება გამოიწვიოს პირდაპირი ემულსიის გადაქცევა საპირისპირო ემულსიად და პირიქით. ყველაზე ცნობილი ბუნებრივი ემულსიების მაგალითებია რძე (პირდაპირი ემულსია) და ზეთი (უკუ ემულსია). ტიპიური ბიოლოგიური ემულსია არის ცხიმის წვეთები ლიმფში.

ადამიანის პრაქტიკაში ცნობილ ემულსიებს შორისაა საჭრელი სითხეები, ბიტუმიანი მასალები, პესტიციდები, მედიკამენტები და კოსმეტიკა და საკვები პროდუქტები. მაგალითად, სამედიცინო პრაქტიკაში ცხიმოვანი ემულსიები ფართოდ გამოიყენება შიმშილის ან დასუსტებული ორგანიზმისთვის ინტრავენური ინფუზიის გზით ენერგიის უზრუნველსაყოფად. ასეთი ემულსიების მისაღებად გამოიყენება ზეითუნის, ბამბის და სოიოს ზეთები. ქიმიურ ტექნოლოგიაში ფართოდ გამოიყენება ემულსიური პოლიმერიზაცია, როგორც რეზინის, პოლისტიროლის, პოლივინილაცეტატის და ა.შ. წარმოების ძირითადი მეთოდი. სუსპენზიები არის უხეში სისტემები მყარი დისპერსიული ფაზათი და თხევადი დისპერსიული გარემოთი.

როგორც წესი, სუსპენზიის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები იმდენად დიდია, რომ წყდება გრავიტაციის - ნალექის გავლენის ქვეშ. სისტემებს, რომლებშიც დალექვა ხდება ძალიან ნელა, დისპერსიული ფაზის და დისპერსიული გარემოს სიმკვრივის მცირე სხვაობის გამო, ასევე უწოდებენ სუსპენზიას. პრაქტიკულად მნიშვნელოვანი სამშენებლო სუსპენზიაა ქვითკირის („ცაცხვის რძე“), მინანქრის საღებავები და სხვადასხვა სამშენებლო საკიდრები, მაგალითად, „ცემენტის ნაღმტყორცნები“. სუსპენზიებში ასევე შედის მედიკამენტები, მაგალითად თხევადი მალამოები - ლინიმენტები. სპეციალური ჯგუფი შედგება უხეში დისპერსიული სისტემებისგან, რომლებშიც დისპერსიული ფაზის კონცენტრაცია შედარებით მაღალია სუსპენზიებში მის დაბალ კონცენტრაციასთან შედარებით. ასეთ დისპერსიულ სისტემებს პასტები ეწოდება. მაგალითად, ყოველდღიური ცხოვრებიდან კარგად ნაცნობი სტომატოლოგიური, კოსმეტიკური, ჰიგიენური და ა.შ.

აეროზოლები არის უხეში დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც დისპერსიული გარემო არის ჰაერი, ხოლო დისპერსიული ფაზა შეიძლება იყოს თხევადი წვეთები (ღრუბლები, ცისარტყელა, თმის ლაქი ან დეზოდორანტი, რომელიც გამოიყოფა ქილა) ან მყარი ნივთიერების ნაწილაკები (მტვრის ღრუბელი, ტორნადო).

კოლოიდური სისტემები - მათში კოლოიდური ნაწილაკების ზომები 100 ნმ-მდე აღწევს. ასეთი ნაწილაკები ადვილად აღწევენ ქაღალდის ფილტრების ფორებში, მაგრამ არ აღწევენ მცენარეებისა და ცხოველების ბიოლოგიური გარსების ფორებში. ვინაიდან კოლოიდურ ნაწილაკებს (მიცელებს) აქვთ ელექტრული მუხტი და სოლვატური იონური გარსები, რის გამოც ისინი შეჩერებულნი რჩებიან, ისინი შეიძლება საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში არ დალექონ. კოლოიდური სისტემის თვალსაჩინო მაგალითია ჟელატინის, ალბუმინის, არაბული რეზინის და ოქროსა და ვერცხლის კოლოიდური ხსნარები.

კოლოიდური სისტემები იკავებენ შუალედურ ადგილს უხეში სისტემებსა და ნამდვილ ამონახსნებს შორის. ისინი ბუნებაში ფართოდ არიან გავრცელებული. ნიადაგი, თიხა, ბუნებრივი წყლები, მრავალი მინერალი, მათ შორის ზოგიერთი ძვირფასი ქვა, ეს ყველაფერი კოლოიდური სისტემებია.

არსებობს კოლოიდური ხსნარების ორი ჯგუფი: თხევადი (კოლოიდური ხსნარები - სოლები) და გელისმაგვარი (ჟელე - გელები).

უჯრედის ბიოლოგიური სითხეების უმეტესობა (უკვე ნახსენები ციტოპლაზმა, ბირთვული წვენი - კარიოპლაზმა, ვაკუოლების შიგთავსი) და მთლიანად ცოცხალი ორგანიზმის კოლოიდური ხსნარებია (სოლები). ყველა სასიცოცხლო პროცესი, რომელიც ხდება ცოცხალ ორგანიზმებში, დაკავშირებულია მატერიის კოლოიდურ მდგომარეობასთან. ყველა ცოცხალ უჯრედში ბიოპოლიმერები (ნუკლეინის მჟავები, ცილები, გლიკოზამინოგლიკანები, გლიკოგენი) გვხვდება დისპერსიული სისტემების სახით.

გელები კოლოიდური სისტემებია, რომლებშიც დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ქმნიან სივრცულ სტრუქტურას.

გელები შეიძლება იყოს: საკვები - მარმელადი, მარშამლოუ, ჟელე ხორცი, ჟელე; ბიოლოგიური - ხრტილი, მყესები, თმა, კუნთოვანი და ნერვული ქსოვილი, მედუზის სხეულები; კოსმეტიკა - შხაპის გელები, კრემები; სამედიცინო - მედიკამენტები, მალამოები; მინერალი - მარგალიტი, ოპალი, კარნელი, ქალცედონია.

კოლოიდურ სისტემებს დიდი მნიშვნელობა აქვს ბიოლოგიისა და მედიცინაში. ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის შემადგენლობაში შედის მყარი, თხევადი და აირისებრი ნივთიერებები, რომლებიც კომპლექსურ კავშირშია გარემოსთან. ქიმიური თვალსაზრისით, სხეული მთლიანად არის მრავალი კოლოიდური სისტემის კომპლექსური კოლექცია.

ბიოლოგიური სითხეები (სისხლი, პლაზმა, ლიმფა, ცერებროსპინალური სითხე და ა.შ.) კოლოიდური სისტემებია, რომლებშიც ორგანული ნაერთები, როგორიცაა ცილები, ქოლესტერინი, გლიკოგენი და მრავალი სხვა, კოლოიდურ მდგომარეობაშია. რატომ ანიჭებს მას ბუნება ასეთ უპირატესობას? ეს თვისება უპირველეს ყოვლისა განპირობებულია იმით, რომ კოლოიდურ მდგომარეობაში მყოფ ნივთიერებას აქვს დიდი ინტერფეისი ფაზებს შორის, რაც ხელს უწყობს უკეთეს მეტაბოლურ რეაქციებს.

ბუნებრივი და ხელოვნური დისპერსიული სისტემების მაგალითები. მინერალები და ქანები, როგორც ბუნებრივი ნარევები

მთელი ბუნება, რომელიც ჩვენს გარშემოა - ცხოველური და მცენარეული ორგანიზმები, ჰიდროსფერო და ატმოსფერო, დედამიწის ქერქი და წიაღისეული არის მრავალი განსხვავებული და განსხვავებული ტიპის უხეში და კოლოიდური სისტემების რთული კოლექცია. 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 შესანახად ძალიან კარგი მოწყობილობაა. ბუნებაში წყლის ციკლი იწვევს იმ ფაქტს, რომ ინფორმაცია პლანეტის მდგომარეობისა და ადამიანების განწყობის შესახებ გროვდება ატმოსფეროში და ღრუბლებთან ერთად მოძრაობს დედამიწის მთელ სივრცეში. ბუნების საოცარი ქმნილება - ღრუბლები, რომლებიც ადამიანებს ანიჭებენ სიხარულს, ესთეტიკურ სიამოვნებას და უბრალოდ სურვილს ზოგჯერ ცას შეხედონ.

ნისლი ასევე შეიძლება იყოს ბუნებრივი დისპერსიული სისტემის მაგალითი, ჰაერში წყლის დაგროვება, როდესაც წარმოიქმნება წყლის ორთქლის წვრილი კონდენსაციის პროდუქტები (ჰაერის ტემპერატურაზე ზემოთ? 10° - წყლის პაწაწინა წვეთები, ? 10..? 15° - წყლის წვეთებისა და ყინულის კრისტალების ნაზავი, დაბალ ტემპერატურაზე? 15° - ყინულის კრისტალები ცქრიალა მზის სხივებზე ან მთვარისა და ფარნების შუქზე). ნისლის დროს ჰაერის ფარდობითი ტენიანობა ჩვეულებრივ 100%-მდეა (მინიმუმ 85-90%-ს აღემატება). თუმცა, ძლიერი ყინვების დროს (? 30° და ქვემოთ) დასახლებულ ადგილებში, რკინიგზის სადგურებსა და აეროდრომებზე, ნისლი შეიძლება შეინიშნოს ჰაერის ნებისმიერ ფარდობით ტენიანობაზე (თუნდაც 50%-ზე ნაკლები) - საწვავის წვის დროს წარმოქმნილი წყლის ორთქლის კონდენსაციის გამო. (ძრავებში, ღუმელებში და ა.შ.) და გამოიყოფა ატმოსფეროში გამონაბოლქვი მილებისა და ბუხრების მეშვეობით.

ნისლების უწყვეტი ხანგრძლივობა, როგორც წესი, მერყეობს რამდენიმე საათიდან (და ზოგჯერ ნახევარი საათიდან ერთ საათამდე) რამდენიმე დღემდე, განსაკუთრებით ცივ სეზონში.

ნისლები ხელს უშლის ყველა სახის ტრანსპორტის (განსაკუთრებით ავიაციის) ნორმალურ მუშაობას, ამიტომ ნისლის პროგნოზს დიდი ეკონომიკური მნიშვნელობა აქვს.

რთული დისპერსიული სისტემის მაგალითია რძე, რომლის ძირითადი კომპონენტები (წყალი არ ჩავთვლით) არის ცხიმი, კაზეინი და რძის შაქარი. ცხიმი ემულსიის სახითაა და როცა რძე დგება, თანდათან ზევით ამოდის (ნაღები). კაზეინი შეიცავს კოლოიდური ხსნარის სახით და არ გამოიყოფა სპონტანურად, მაგრამ ადვილად შეიძლება დალექოს (ხაჭოს სახით), როდესაც რძე მჟავდება, მაგალითად, ძმრით. ბუნებრივ პირობებში რძის მჟავიანობისას კაზეინი გამოიყოფა. და ბოლოს, რძის შაქარი არის მოლეკულური ხსნარის სახით და გამოიყოფა მხოლოდ წყლის აორთქლებისას.

ბევრი აირი, სითხე და მყარი იხსნება წყალში. შაქარი და სუფრის მარილი ადვილად იხსნება წყალში; ნახშირორჟანგი, ამიაკი და მრავალი სხვა ნივთიერება წყალთან შეჯახებისას გადადის ხსნარში და კარგავს წინა აგრეგაციის მდგომარეობას. ხსნადი შეიძლება იზოლირებული იყოს ხსნარიდან გარკვეული გზით. თუ სუფრის მარილის ხსნარს აორთქლდებით, მარილი რჩება მყარი კრისტალების სახით.

როდესაც ნივთიერებები იხსნება წყალში (ან სხვა გამხსნელში), იქმნება ერთიანი (ერთგვაროვანი) სისტემა. ამრიგად, გამოსავალი არის ერთგვაროვანი სისტემა, რომელიც შედგება ორი ან მეტი კომპონენტისგან. ხსნარები შეიძლება იყოს თხევადი, მყარი და აირისებრი. TO თხევადი ხსნარებიმოიცავს, მაგალითად, შაქრის ან სუფრის მარილის ხსნარს წყალში, ალკოჰოლს წყალში და სხვა. ერთი ლითონის მყარი ხსნარები მეორეში მოიცავს შენადნობებს: სპილენძი არის სპილენძისა და თუთიის შენადნობი, ბრინჯაო არის სპილენძისა და კალის შენადნობი და სხვა. აირისებრი ნივთიერება არის ჰაერი ან აირების ნებისმიერი ნარევი.

კალინინგრადის სავაჭრო და ეკონომიკის კოლეჯი

ფედერალური სახელმწიფო ბიუჯეტის ფილიალი

უმაღლესი საგანმანათლებლო დაწესებულება პროფესიული განათლება

რუსეთის ეროვნული ეკონომიკისა და საჯარო სამსახურის აკადემია

რუსეთის ფედერაციის პრეზიდენტის ქვეშ

დამხმარე ნოტები

თემა: "დისპერსიული სისტემები"

კალინინგრადი, 2013 წ

თემა: "დისპერსიული სისტემები"

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

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

მაღალი დისპერსიულობა.

ჰეტეროგენულობა.

დისპერსიული სისტემები

წვრილად დაარბია

კოლოიდური სისტემები

უხეშად დაარბია

True Sol Suspensions

ემულსიები გელები

აეროზოლები

დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია

ფაზების აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით

დისპერსიული გარემოც და დისპერსიული ფაზაც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებებით - მყარი, თხევადი და აირისებრი.დისპერსიული გარემოსა და დისპერსიული ფაზის აგრეგატული მდგომარეობის კომბინაციიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიყოს ასეთი სისტემის 9 ტიპი.

დისპერსიული სისტემების ძირითადი ტიპები

დისპერსიული საშუალება

ნაწილაკების ზომის მიხედვით

დისპერსიის ხარისხის მიხედვით სისტემები იყოფა ტიპებად

უხეში დისპერსიული ნაწილაკების რადიუსით 100 ნმ-ზე მეტი

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

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

უხეში დისპერსიული სისტემები.

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

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

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

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

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

უხეში დისპერსიული სისტემები არასტაბილურია.

კოლოიდური სისტემები

კოლოიდური სისტემები - ეს არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც ფაზის ნაწილაკების ზომა 100-დან 1 ნმ-მდეა. ეს ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს და ასეთ სისტემებში დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო ძნელია განცალკევება დასახლებით. ისინი იყოფასოლსი (კოლოიდური ხსნარები) დაგელები(ჟელე). 1. კოლოიდური ხსნარები, ანსოლსი . ეს არის ცოცხალი უჯრედის (ციტოპლაზმა, ბირთვული წვენი, ორგანელებისა და ვაკუოლების შიგთავსი) და მთლიანად ცოცხალი ორგანიზმის სითხეების უმრავლესობა (სისხლი, ლიმფა, ქსოვილის სითხე, საჭმლის მომნელებელი წვენები). ასეთი სისტემები ქმნიან ადჰეზივებს, სახამებელს, ცილებს და ზოგიერთ პოლიმერს. კოლოიდური ხსნარები გარეგნულად მსგავსია ჭეშმარიტ ხსნარებთან. ამ უკანასკნელისგან ისინი გამოირჩევიან „მნათობი ბილიკით“, რომელიც წარმოიქმნება - კონუსი, როდესაც მათში სინათლის სხივი გადის.

ამ ფენომენს ტინდალის ეფექტს უწოდებენ. სოლის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები, უფრო დიდი ვიდრე ნამდვილ ხსნარში, ირეკლავენ სინათლეს მათი ზედაპირიდან და დამკვირვებელი ხედავს მანათობელ კონუსს ჭურჭელში კოლოიდური ხსნარით. ის არ ყალიბდება ნამდვილ ხსნარში. თქვენ შეგიძლიათ დააკვირდეთ მსგავს ეფექტს, მაგრამ მხოლოდ აეროზოლისთვის, ვიდრე თხევადი კოლოიდის, კინოთეატრებში, როდესაც კინოკამერის სინათლის სხივი გადის კინოდარბაზის ჰაერში. კოლოიდური ხსნარების დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები ხშირად არ წყდება გრძელვადიანი შენახვის დროსაც კი გამხსნელების მოლეკულებთან უწყვეტი შეჯახების გამო თერმული მოძრაობის გამო. ისინი ერთმანეთთან მიახლოებისას არ ებმებიან ერთმანეთს ზედაპირზე ამავე სახელწოდების ელექტრული მუხტების არსებობის გამო. მაგრამ გარკვეულ პირობებში, კოაგულაციის პროცესი შეიძლება მოხდეს.კოაგულაცია - კოლოიდური ნაწილაკების ერთმანეთთან შეკვრისა და 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, რომლებიც წარმოადგენენ ჟელატინის ნალექებს, რომლებიც წარმოიქმნება სოლების კოაგულაციის დროს. მათ შორისაა პოლიმერული გელების დიდი რაოდენობა, თქვენთვის კარგად ცნობილი საკონდიტრო ნაწარმი, კოსმეტიკური და სამედიცინო გელები (ჟელატინი, ჟელე ხორცი, ჟელე, მარმელადი, ჩიტის რძის ნამცხვარი) და რა თქმა უნდა ბუნებრივი გელების უსასრულო მრავალფეროვნება: მინერალები (ოპალი), მედუზა. სხეულები, ხრტილები, მყესები, თმა, კუნთოვანი და ნერვული ქსოვილი და ა.შ. დროთა განმავლობაში გელების სტრუქტურა ირღვევა - მათგან წყალი გამოიყოფა. ამ ფენომენს ე.წსინერეზი.

გადაწყვეტილებები

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

მაგიდა

დისპერსიული სისტემების მაგალითები

დისპერსიული საშუალება

თვითტესტის კითხვები

რას ჰქვია დისპერსიული სისტემა, ფაზა, საშუალო?

როგორ დავაკავშიროთ დისპერსიულობა ნაწილაკების ზომასთან?

რა დისპერსიული სისტემებია კლასიფიცირებული, როგორც კოლოიდური?

რა არის კოაგულაცია და რა ფაქტორები იწვევს მას?

რა არის კოაგულაციის პრაქტიკული მნიშვნელობა?

რა არის შეჩერება?

რა არის სუსპენზიების ძირითადი თვისებები?

რა არის ემულსია და როგორ შეიძლება მისი გატეხვა?

სად გამოიყენება აეროზოლები?

რა მეთოდები არსებობს აეროზოლების განადგურებისთვის?

უსაფრთხოების ზომები ალკოჰოლურ ნათურებთან მუშაობისას

ალკოჰოლურ ნათურებთან მუშაობისას უნდა დაიცვან უსაფრთხოების წესები.

აუცილებელია ალკოჰოლური ნათურის გამოყენება მხოლოდ ტექნიკური მონაცემების ფურცელში მითითებული დანიშნულებისამებრ.

არ შეავსოთ ალკოჰოლური ნათურა ღია ცეცხლის მოწყობილობებთან ახლოს.

არ შეავსოთ ალკოჰოლური ნათურა ავზის ტევადობის ნახევარზე მეტი საწვავით.

არ გადაიტანოთ და არ ატაროთ სულიერი ნათურა ანთებული ფითილით.

შეავსეთ ალკოჰოლური ნათურა მხოლოდ ეთილის სპირტით.

ალკოჰოლური ნათურის ალი ჩააქრეთ მხოლოდ თავსახურით.

არ შეინახოთ აალებადი ნივთიერებები და მასალები, რომლებიც შეიძლება აალდეს ხანმოკლე თერმული ენერგიის წყაროს ხანმოკლე ზემოქმედებით (ასანთის ალი, ალკოჰოლური ნათურა) სამუშაო მაგიდაზე, სადაც გამოიყენება ალკოჰოლური ნათურა.

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

თუ სპირტიანი ნათურა გადახრილია და ცეცხლმოკიდებული ალკოჰოლი დაიღვრება მაგიდაზე, დაუყოვნებლივ დააფარეთ სპირტიანი ნათურა სქელი ქსოვილით და საჭიროების შემთხვევაში გამოიყენეთ ცეცხლმაქრი ალი.

ოთახი, რომელშიც ტარდება სპირტის ნათურ(ებ)თან მუშაობა, უნდა იყოს აღჭურვილი პირველადი ხანძარსაწინააღმდეგო საშუალებებით, მაგალითად, OP-1 ან OP-2 ფხვნილის ცეცხლმაქრით.

ლიტერატურა

ჯოჯოხეთი. ზიმონი "გასართობი კოლოიდური ქიმია", მოსკოვი, "აგარი", 2008 წ.

ᲖᲔ. ჟარკიხი "ქიმია ეკონომიკური კოლეჯებისთვის", დონის როსტოვი, "ფენიქსი", 2008 წ.

ფიზიკური და კოლოიდური ქიმია კვება, მოსკოვი, Alpha - M 2010 წ.

ე.ა. არუსტამოვი "ბუნების მენეჯმენტი", მოსკოვი, "დაშკოვი და კ", 2008 წ.

http://festival.1september.ru/articles/575855/

დისპერსიული სისტემები და კოლოიდური ქიმიური პროცესები მიმდინარეობს როგორც კვების მრეწველობაში, ასევე საზოგადოებრივ კვებაში. კოლოიდური ქიმიური პროცესები, როგორიცაა შეშუპება, დაშლა, გელაცია, აგრეგაცია, კოაგულაცია, ნალექი, პეპტიზაცია, ადსორბცია, საფუძვლად უდევს მრავალი საკვები პროდუქტის წარმოებას: ბულიონები, ნაყინი, სხვადასხვა საკონდიტრო ნაწარმი, რძის პროდუქტები, ასევე საცხობი, მეღვინეობა, ლუდსახარში. კარაქი, მარგარინი, მაიონეზი, არაჟანი, ნაღები, რძე რთული კოლოიდური სისტემებია. კონტროლის განსახორციელებლად ტექნოლოგიური პროცესებისურსათის წარმოება, ეკონომიკურ ინჟინრებს სჭირდებათ ცოდნა დისპერსიული სისტემების მახასიათებლებისა და მათი ძირითადი თვისებების შესახებ.

დისპერსიული სისტემებიარის სისტემები, რომლებიც შედგება ნივთიერებისგან, დაქუცმაცებულია უფრო დიდი ან მცირე ზომის ნაწილაკებად და ნაწილდება სხვა ნივთიერებაში. ერთი და იგივე ნივთიერება შეიძლება იყოს ფრაგმენტაციის სხვადასხვა ხარისხით: მაკროსკოპულად ხილული ნაწილაკები (>0,2-0,1 მმ, თვალის გარჩევადობა), მიკროსკოპულად ხილული ნაწილაკები (0,2-0,1 მმ-დან 400-300 ნმ-მდე*, მიკროსკოპის გამხსნელი ძალა, როდესაც განათებულია თეთრი სინათლე) და მოლეკულურ (ან იონურ) მდგომარეობაში. მოლეკულების სამყაროსა და მიკროსკოპულად ხილულ ნაწილაკებს შორის არის მატერიის ფრაგმენტაციის რეგიონი ახალი თვისებების კომპლექსით, რომლებიც თან ახლავს მატერიის ორგანიზების ამ ფორმას. ოპტიკური მიკროსკოპის ქვეშ უხილავ ასეთ ნაწილაკებს ე.წ კოლოიდური,და დაქუცმაცებული (დისპერსიული) მდგომარეობა ნაწილაკების ზომით 400-300 ნმ-დან 1 ნმ-მდე - ნივთიერების კოლოიდური მდგომარეობა.

დისპერსიული სისტემები შედგება უწყვეტი უწყვეტი ფაზისგან - დისპერსიული საშუალება,რომელშიც ნაწილდება დამსხვრეული ნაწილაკები და თავად ამ გარემოში მდებარე ერთი ზომის ან სხვა ფორმის დამსხვრეული ნაწილაკები - დისპერსიული ფაზა.დისპერსიული სისტემები ჰეტეროგენულია, ე.ი. ისინი ხასიათდებიან რეალური ფიზიკური ფაზის ინტერფეისების არსებობით დისპერსიულ ფაზასა და დისპერსიულ გარემოს შორის.

დისპერსიული სისტემების მიღების წინაპირობაა დისპერსიული ნივთიერებისა და დისპერსიული საშუალების ურთიერთუხსნადობა. მაგალითად, შეუძლებელია შაქრის ან სუფრის მარილის კოლოიდური ხსნარების მიღება წყალში, მაგრამ მათი მიღება შესაძლებელია ნავთში ან ბენზოლში, რომელშიც ეს ნივთიერებები პრაქტიკულად უხსნადია.

ნივთიერების დისპერსიის (ფრაგმენტაციის) რაოდენობრივი მახასიათებელია დისპერსიულობის ხარისხი (ფრაგმენტაციის ხარისხი, D) - დისპერსიული ნაწილაკების ზომის (a) ორმხრივი:

აქ a უდრის სფერული ან ბოჭკოვანი ნაწილაკების დიამეტრს, ან კუბური ნაწილაკების კიდის სიგრძეს, ან ფილმების სისქეს (ნახ. 1). რაც უფრო მცირეა ნაწილაკების ზომები, მით უფრო დიდია დისპერსია და პირიქით.

*1 ნმ (ნანომეტრი) = 10 –6 მმ.

ნივთიერებას, რომელიც არის მცირე რაოდენობით და ნაწილდება მეორის მოცულობით, დისპერსიული ფაზა ეწოდება. ის შეიძლება შედგებოდეს რამდენიმე ნივთიერებისგან.

უფრო დიდი რაოდენობით არსებულ ნივთიერებას, რომლის მოცულობაშიც განაწილებულია დისპერსიული ფაზა, ეწოდება დისპერსიული საშუალება. მასა და დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს შორის არის ინტერფეისი, ამიტომ დისპერსიულ სისტემებს უწოდებენ ჰეტეროგენულ (არაჰომოგენურს).

დისპერსიული გარემოც და დისპერსიული ფაზაც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებებით - მყარი, თხევადი და აირისებრი.

დისპერსიული გარემოსა და დისპერსიული ფაზის აგრეგატული მდგომარეობის კომბინაციიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიყოს ასეთი სისტემების 8 ტიპი (ცხრილი 11).

ცხრილი 11
დისპერსიული სისტემების მაგალითები

დისპერსიული ფაზის შემადგენელი ნივთიერებების ნაწილაკების ზომიდან გამომდინარე, დისპერსიული სისტემები იყოფა უხეშად დისპერსიულ (სუსპენზიებად) ნაწილაკების ზომით 100 ნმ-ზე მეტი და წვრილად დაშლილ (კოლოიდური ხსნარები ან კოლოიდური სისტემები) ნაწილაკების ზომით 100-დან 1-მდე. ნმ. თუ ნივთიერება დაყოფილია მოლეკულებად ან იონებად 1 ნმ-ზე ნაკლები ზომის, წარმოიქმნება ერთგვაროვანი სისტემა - ხსნარი. ის არის ერთგვაროვანი (ერთგვაროვანი), არ არის ინტერფეისი დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებსა და გარემოს შორის.

დისპერსიული სისტემებისა და გადაწყვეტილებების სწრაფი გაცნობაც კი გვიჩვენებს, თუ რამდენად მნიშვნელოვანია ისინი ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ბუნებაში (იხ. ცხრილი 11).

დისპერსიული სისტემებისა და ხსნარების კლასიფიკაცია წარმოდგენილია სქემა 2-ში.

სქემა 2
დისპერსიული სისტემებისა და ხსნარების კლასიფიკაცია

შეაჩერე

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 დისპერსიული გარემო ადვილად გამოიყოფა დასახლებით. ასეთი სისტემები იყოფა სამ ჯგუფად:

ემულსიები (როგორც საშუალო, ასევე ფაზა ერთმანეთში უხსნადი სითხეებია). ეს არის ცნობილი რძის, ლიმფის, წყლის დაფუძნებული საღებავები და ა.შ.
სუსპენზიები (საშუალება არის თხევადი, ხოლო ფაზა არის მასში უხსნადი მყარი). ეს არის სამშენებლო ხსნარები (მაგალითად, „ცაცხვის რძე“ გათეთრებისთვის), წყალში შეჩერებული მდინარის და ზღვის სილა, ზღვის წყალში მიკროსკოპული ცოცხალი ორგანიზმების ცოცხალი სუსპენზია - პლანქტონი, რომლითაც გიგანტური ვეშაპები იკვებებიან და ა.შ.;
აეროზოლები არის აირში (მაგალითად, ჰაერში) სითხეების ან მყარი ნაწილაკების სუსპენზია. განასხვავებენ მტვერს, კვამლს და ნისლს. აეროზოლების პირველი ორი ტიპი არის მყარი ნაწილაკების სუსპენზია გაზში (უფრო დიდი ნაწილაკები მტვერში), ეს უკანასკნელი არის გაზში სითხის მცირე წვეთების სუსპენზია. მაგალითად, ბუნებრივი აეროზოლები: ნისლი, ჭექა-ქუხილი - ჰაერში წყლის წვეთების შეჩერება, კვამლი - პატარა მყარი ნაწილაკები. და მსოფლიოს უდიდეს ქალაქებზე ჩამოკიდებული სმოგი ასევე არის აეროზოლი მყარი და თხევადი დისპერსიული ფაზით. ცემენტის ქარხნების მახლობლად დასახლებული პუნქტების მაცხოვრებლები იტანჯებიან ჰაერში ყოველთვის ჩამოკიდებული ცემენტის მტვრისგან, რომელიც წარმოიქმნება ცემენტის ნედლეულის დაფქვის დროს და მისი გამოწვის პროდუქტი - კლინკერი. მსგავსი მავნე აეროზოლები - მტვერი - გვხვდება მეტალურგიული წარმოების ქალაქებშიც. ქარხნის ბუხრების კვამლი, სმოგი, ნერწყვის პაწაწინა წვეთები, რომლებიც გრიპით დაავადებულის პირიდან გამოფრინავს და ასევე მავნე აეროზოლები.

აეროზოლები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბუნებაში, ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ადამიანის წარმოების საქმიანობაში. ღრუბლების დაგროვება, მინდვრების ქიმიური დამუშავება, სპრეის საღებავის გამოყენება, საწვავის ატომიზაცია, რძის ფხვნილის წარმოება და რესპირატორული მკურნალობა (ინჰალაცია) არის ფენომენებისა და პროცესების მაგალითები, სადაც აეროზოლები სარგებელს იძლევა.

აეროზოლები არის ნისლები ზღვის სერფინგზე, ჩანჩქერებისა და შადრევნების მახლობლად; მათში გამოჩენილი ცისარტყელა ადამიანს სიხარულს და ესთეტიკურ სიამოვნებას ანიჭებს.

ქიმიისთვის, დისპერსიულ სისტემებს, რომლებშიც წყალი არის საშუალო, უდიდესი მნიშვნელობა აქვს.

კოლოიდური სისტემები

კოლოიდური სისტემები არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც ფაზის ნაწილაკების ზომაა 100-დან 1 ნმ-მდე. ეს ნაწილაკები შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს და ასეთ სისტემებში დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო ძნელია განცალკევება დასახლებით.

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

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

კოლოიდური ხსნარების მიღება შესაძლებელია ქიმიური რეაქციების შედეგად; მაგალითად, როდესაც კალიუმის ან ნატრიუმის სილიკატების („ხსნადი მინა“) ხსნარები რეაგირებს მჟავას ხსნარებთან, წარმოიქმნება სილიციუმის მჟავას კოლოიდური ხსნარი. სოლი ასევე წარმოიქმნება ცხელ წყალში რკინის (III) ქლორიდის ჰიდროლიზის დროს. კოლოიდური ხსნარები გარეგნულად მსგავსია ჭეშმარიტ ხსნარებთან. ამ უკანასკნელისგან ისინი გამოირჩევიან „მნათობი ბილიკით“, რომელიც წარმოიქმნება - კონუსი, როდესაც მათში სინათლის სხივი გადის. ამ ფენომენს ტინდალის ეფექტს უწოდებენ. სოლის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები, უფრო დიდი ვიდრე ნამდვილ ხსნარში, ირეკლავენ სინათლეს მათი ზედაპირიდან და დამკვირვებელი ხედავს მანათობელ კონუსს ჭურჭელში კოლოიდური ხსნარით. ის არ ყალიბდება ნამდვილ ხსნარში. თქვენ შეგიძლიათ დააკვირდეთ მსგავს ეფექტს, მაგრამ მხოლოდ აეროზოლისთვის, ვიდრე თხევადი კოლოიდის, კინოთეატრებში, როდესაც კინოკამერის სინათლის სხივი გადის კინოდარბაზის ჰაერში.

კოაგულაცია- კოლოიდური ნაწილაკების ერთმანეთთან შეკვრისა და 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. კოლოიდური სისტემების მეორე ქვეჯგუფია გელები, ან ჟელეები y წარმოადგენს ჟელატინის ნალექებს, რომლებიც წარმოიქმნება სოლის კოაგულაციის დროს. მათ შორისაა პოლიმერული გელების დიდი რაოდენობა, თქვენთვის კარგად ცნობილი საკონდიტრო ნაწარმი, კოსმეტიკური და სამედიცინო გელები (ჟელატინი, ასპიკი, ჟელე, მარმელადი, ჩიტის რძის სუფლე ნამცხვარი) და რა თქმა უნდა ბუნებრივი გელების უსასრულო მრავალფეროვნება: მინერალები (ოპალი), მედუზა. სხეულები, ხრტილები, მყესები, თმა, კუნთი და ნერვული ქსოვილი და ა.შ. დედამიწაზე სიცოცხლის განვითარების ისტორია ერთდროულად შეიძლება ჩაითვალოს მატერიის კოლოიდური მდგომარეობის ევოლუციის ისტორიად. დროთა განმავლობაში გელების სტრუქტურა ირღვევა და მათგან წყალი გამოიყოფა. ამ ფენომენს სინერეზი ეწოდება.