Doğada saf olan hiçbir element yoktur. Temel olarak, hepsi karışımdır. Sırasıyla, heterojen veya homojen olabilirler. Agregasyon halindeki maddelerden oluşurlar, böylece çeşitli fazların bulunduğu belirli bir dağılım sistemi oluştururlar. Ek olarak, karışımlar genellikle bir dispersiyon ortamı içerir. Özü, bazı maddelerin dağıtıldığı geniş hacimli bir element olarak kabul edilmesinde yatmaktadır. Dağınık bir sistemde, faz ve ortam, aralarında arayüzey parçacıkları olacak şekilde yerleştirilir. Bu nedenle heterojen veya heterojen olarak adlandırılır. Bunun ışığında, parçacıkların bir bütün olarak değil, yüzeyin hareketi büyük önem taşır.
Sistem sınıflandırmasını dağıtın
Faz, bildiğiniz gibi, farklı bir duruma sahip maddelerle temsil edilir. Ve bu unsurlar birkaç türe ayrılmıştır. Dağınık fazın toplanma durumu, aşağıdakilerin kombinasyonuna bağlıdır:9 tür sistemle sonuçlanan ortam:
- Gaz. Sıvı, katı ve söz konusu element. Homojen karışım, sis, toz, aerosoller.
- Sıvı dağılmış faz. Gaz, katı, su. Köpükler, emülsiyonlar, sols.
- Katı dağılmış faz. Bu durumda sıvı, gaz ve madde dikkate alınır. Toprak, tıpta veya kozmetikte anlamına gelir, kayalar.
Kural olarak, dağılmış bir sistemin boyutu, faz parçacıklarının boyutuna göre belirlenir. Aşağıdaki sınıflandırma vardır:
- kaba (süspansiyonlar);
- ince (kolloidal ve gerçek çözümler).
Dağılım sisteminin parçacıkları
Kaba karışımları incelerken, boyutlarının 100 nm'den büyük olması nedeniyle yapıdaki bu bileşiklerin parçacıklarının çıplak gözle görülebildiği gözlemlenebilir. Süspansiyonlar, kural olarak, dağılmış fazın ortamdan ayrılabildiği bir sistemi ifade eder. Bunun nedeni, opak olarak kabul edilmeleridir. Süspansiyonlar, emülsiyonlar (çözünmeyen sıvılar), aerosoller (ince parçacıklar ve katılar), süspansiyonlar (su içinde katılar) olarak ayrılır.
Koloidal bir madde, üzerinde eşit olarak dağılmış başka bir elemente sahip olma niteliğine sahip herhangi bir şeydir. Yani, mevcut veya daha doğrusu dağınık fazın bir parçası. Bu, bir malzemenin diğerine veya daha doğrusu hacmine tamamen dağıtıldığı bir durumdur. Süt örneğinde, sıvı yağ sulu bir çözelti içinde dağıtılır. Bu durumda, daha küçük molekül 1 içindedir.nanometre ve 1 mikrometre, karışım homojen hale geldiğinde optik mikroskopta görünmez hale getirir.
Yani, çözeltinin hiçbir parçası diğerlerinden daha fazla veya daha az dağılmış faz konsantrasyonuna sahip değildir. Doğada kolloidal olduğunu söyleyebiliriz. Daha büyük olana sürekli faz veya dağılım ortamı denir. Büyüklüğü ve dağılımı değişmediğinden ve söz konusu eleman onun üzerine dağıldığından. Kolloid türleri arasında aerosoller, emülsiyonlar, köpükler, dispersiyonlar ve hidrosol adı verilen karışımlar bulunur. Bu tür sistemlerin her birinin iki fazı vardır: dağınık ve sürekli bir faz.
Tarihe göre kolloidler
20. yüzyılın başında tüm bilimlerde bu tür maddelere yoğun ilgi vardı. Einstein ve diğer bilim adamları, özelliklerini ve uygulamalarını dikkatlice incelediler. O zamanlar, bu yeni bilim alanı, teorisyenler, araştırmacılar ve üreticiler için önde gelen araştırma alanıydı. 1950'ye kadar ilginin zirvesinden sonra, kolloidler üzerine araştırmalar önemli ölçüde azaldı. Son zamanlarda daha yüksek güçlü mikroskopların ve "nanoteknolojilerin" (belirli bir küçük ölçekteki nesnelerin incelenmesi) ortaya çıkmasından bu yana, yeni materyallerin araştırılmasına yönelik yenilenmiş bir bilimsel ilgi olduğunu belirtmek ilginçtir.
Bu maddeler hakkında daha fazla bilgi
Hem doğada hem de yapay çözeltilerde gözlenen kolloidal özelliklere sahip elementler vardır. Örneğin mayonez, kozmetik losyon ve yağlayıcılar yapay emülsiyon türleridir ve süt de benzer bir emülsiyondur.doğada bulunan bir karışım. Kolloidal köpükler krem şanti ve traş köpüğü içerirken yenilebilir ürünler arasında tereyağı, şekerleme ve jöle bulunur. Gıdaya ek olarak, bu maddeler belirli alaşımlar, boyalar, mürekkepler, deterjanlar, böcek öldürücüler, aerosoller, strafor ve kauçuk formunda bulunur. Bulutlar, inciler ve opaller gibi güzel doğal nesneler bile kolloidal özelliklere sahiptir çünkü içlerinde eşit olarak dağılmış başka bir madde vardır.
Koloidal karışımların elde edilmesi
Küçük molekülleri 1 ila 1 mikrometre aralığına yükselterek veya büyük parçacıkları aynı boyuta indirerek. Kolloidal maddeler elde edilebilir. Daha fazla üretim, dağınık ve sürekli fazlarda kullanılan elementlerin tipine bağlıdır. Kolloidler normal sıvılardan farklı davranır. Ve bu, taşıma ve fiziko-kimyasal özelliklerde gözlenir. Örneğin, bir zar, sıvı moleküllere bağlı katı moleküller ile gerçek bir çözeltinin içinden geçmesine izin verebilir. Oysa bir sıvı içinde dağılmış bir katıya sahip kolloidal bir madde, zar tarafından gerilecektir. Dağılımın paritesi, ikinci öğenin tamamı üzerindeki boşlukta mikroskobik eşitlik noktasına kadar tekdüzedir.
Gerçek çözümler
Kolloid dispersiyonu homojen bir karışım olarak temsil edilir. Eleman iki sistemden oluşur: sürekli ve dağınık faz. Bu, bu davanın ilgili olduğunu gösterir.gerçek çözümler, çünkü bunlar, birkaç maddeden oluşan yukarıdaki karışımla doğrudan ilişkilidir. Bir kolloidde, ikincisi, ilkinde eşit olarak dağılmış olan küçük parçacıklar veya damlalar yapısına sahiptir. 1 nm ila 100 nm, en az bir boyutta dağılmış fazı veya daha doğrusu parçacıkları oluşturan boyuttur. Bu aralıkta, dağılmış faz belirtilen boyutlarda homojen karışımlardır, açıklamaya uyan yaklaşık elementleri adlandırabiliriz: koloidal aerosoller, emülsiyonlar, köpükler, hidrosoller. Söz konusu formülasyonlarda bulunan partiküller veya damlacıklar, yüzeyin kimyasal bileşiminden önemli ölçüde etkilenir.
Kolloid çözeltiler ve sistemler
Dağıtılmış fazın boyutunun sistemde ölçülmesi zor bir değişken olduğu gerçeği dikkate alınmalıdır. Çözümler bazen kendi özellikleriyle karakterize edilir. Kompozisyonların göstergelerini algılamayı kolaylaştırmak için kolloidler onlara benzer ve neredeyse aynı görünür. Örneğin, sıvı dağılmış, katı bir forma sahipse. Sonuç olarak, parçacıklar zardan geçmeyecektir. Çözünmüş iyonlar veya moleküller gibi diğer bileşenler içinden geçebilir. Analiz etmek daha basitse, çözünmüş bileşenlerin zardan geçtiği ve dikkate alınan faz ile kolloidal parçacıkların geçemediği ortaya çıkıyor.
Renk özelliklerinin ortaya çıkması ve kaybolması
Tyndall etkisi nedeniyle, bu maddelerin bazıları yarı saydamdır. Elementin yapısında ışığın saçılmasıdır. Diğer sistemler ve formülasyonlar ile birlikte gelirbazıları parlak olmasa bile, belirli bir renkle gölge veya hatta opak olabilir. Tereyağı, süt, krema, aerosoller (sis, duman, duman), asf alt, boyalar, boyalar, yapıştırıcı ve deniz köpüğü dahil olmak üzere birçok tanıdık madde kolloidlerdir. Bu çalışma alanı, 1861'de İskoç bilim adamı Thomas Graham tarafından tanıtıldı. Bazı durumlarda, bir kolloid homojen (heterojen olmayan) bir karışım olarak kabul edilebilir. Bunun nedeni, "çözünmüş" ve "taneli" madde arasındaki ayrımın bazen bir yaklaşım meselesi olabilmesidir.
Hidrokolloid madde türleri
Bu bileşen, partiküllerin suda dağıldığı kolloidal bir sistem olarak tanımlanır. Sıvı miktarına bağlı olarak hidrokolloid elementler, örneğin bir jel veya bir sol gibi çeşitli durumlar alabilir. Geri döndürülemezler (tek bileşenli) veya tersine çevrilebilir. Örneğin, ikinci tip hidrokolloid olan agar. Jel ve sol hallerinde bulunabilir ve ısı eklenmiş veya çıkarılmış durumlar arasında değişebilir.
Birçok hidrokolloid doğal kaynaklardan elde edilir. Örneğin, karagenan alglerden, jelatin sığır yağından ve pektin, turunçgil kabuğundan ve elma posasından elde edilir. Hidrokolloidler gıdalarda esas olarak doku veya viskoziteyi (sos) etkilemek için kullanılır. Ayrıca cilt bakımı için veya yaralanma sonrası iyileştirici ajan olarak da kullanılır.
Koloidal sistemlerin temel özellikleri
Bu bilgiden kolloidal sistemlerin dağınık kürenin bir alt bölümü olduğu görülebilir. Onlar da çözüm olabilirler (sollar)veya jeller (jöle). İlki çoğu durumda canlı kimyası temelinde oluşturulur. İkincisi, solların pıhtılaşması sırasında meydana gelen tortuların altında oluşur. Çözeltiler, organik maddelerle, zayıf veya güçlü elektrolitlerle sulu olabilir. Kolloidlerin dağılmış fazının partikül boyutları 100 ila 1 nm arasındadır. Çıplak gözle görülemezler. Yerleşmenin bir sonucu olarak, faz ve ortamın ayrılması zordur.
Dağılan fazın parçacık türlerine göre sınıflandırma
Multimoleküler kolloidler. Çözünme sırasında, atomlar veya daha küçük madde molekülleri (1 nm'den küçük çapa sahip) bir araya gelerek benzer büyüklükte parçacıklar oluşturduğunda. Bu sollarda, dağılmış faz, moleküler boyutu 1 nm'den küçük olan atom veya molekül kümelerinden oluşan bir yapıdır. Örneğin, altın ve kükürt. Bu kolloidlerde parçacıklar van der Waals kuvvetleri tarafından bir arada tutulur. Genellikle liyofilik karaktere sahiptirler. Bu, önemli parçacık etkileşimi anlamına gelir.
Yüksek moleküler ağırlıklı kolloidler. Bunlar, çözündüğünde belirli bir çap oluşturan büyük moleküllere (makromoleküller olarak adlandırılır) sahip maddelerdir. Bu tür maddelere makromoleküler kolloidler denir. Bu dağılmış faz oluşturucu elementler tipik olarak çok yüksek moleküler ağırlıklara sahip polimerlerdir. Doğal makromoleküller nişasta, selüloz, proteinler, enzimler, jelatin vb.'dir. Yapay olanlar arasında naylon, polietilen, plastik, polistiren vb. sentetik polimerler bulunur.e. Genellikle liyofobiktirler, bu da bu durumda parçacıkların zayıf etkileşimi anlamına gelir.
İlgili kolloidler. Bunlar, bir ortamda çözündüklerinde düşük konsantrasyonda normal elektrolitler gibi davranan maddelerdir. Ancak bunlar, kümelenmiş elementlerin oluşumu nedeniyle bileşenlerin daha büyük bir enzimatik bileşenine sahip kolloidal parçacıklardır. Bu şekilde oluşan agrega parçacıklarına miseller denir. Molekülleri hem liyofilik hem de liyofobik gruplar içerir.
Miseller. Çözeltideki bir kolloidin birleşmesiyle oluşan kümelenmiş veya kümelenmiş parçacıklardır. Yaygın örnekler sabunlar ve deterjanlardır. Oluşum, belirli bir Kraft sıcaklığının üzerinde ve belirli bir kritik miselizasyon konsantrasyonunun üzerinde gerçekleşir. İyon oluşturabilirler. Miseller 100'e kadar veya daha fazla molekül içerebilir, örneğin sodyum stearat tipik bir örnektir. Suda çözündüğünde iyonları serbest bırakır.
