عرض تقديمي عن كيمياء المحاليل الغروية. عرض تقديمي "الأنظمة المشتتة والغروانية"

تم تصنيع أنظمة التفريق والغروية بواسطة الطالب GR. ZM -11 مدرسة بالاشوف التقنية للمكننة الزراعية ليودوفسكيخ رسلان الرئيس: جالاكتيونوفا آي.

الأنظمة المشتتة تشمل الأنظمة غير المتجانسة التي تتكون من مرحلتين أو أكثر مع واجهة متطورة للغاية بينهما. خصائص خاصة أنظمة متفرقةويرجع ذلك على وجه التحديد إلى حجم الجسيمات الصغير ووجود سطح بيني كبير. وفي هذا الصدد، فإن الخصائص المحددة هي خصائص السطح، وليس الجسيمات ككل. العمليات المميزة هي تلك التي تحدث على السطح، وليس داخل الطور.

خصوصية الأنظمة المشتتة هي تشتتها - يجب سحق إحدى المراحل، وتسمى المرحلة المشتتة. يُطلق على الوسط المستمر الذي يتم فيه توزيع جزيئات الطور المشتت اسم وسط التشتت.

تصنيف الأنظمة المشتتة حسب حجم جسيمات الطور المشتت - مشتتة بشكل خشن (> 10 ميكرومتر): حبيبات السكر، التربة، الضباب، قطرات المطر، الرماد البركاني، الصهارة، إلخ. - متوسطة مشتتة (0.1-10 ميكرومتر): الإنسان خلايا الدم الحمراء، الإشريكية القولونية، إلخ. - شديدة الانتشار (1-100 نانومتر): فيروس الأنفلونزا، والدخان، والعكارة في المياه الطبيعية، والتربة الرطبة التي يتم الحصول عليها صناعيًا مواد مختلفة، المحاليل المائية للبوليمرات الطبيعية (الألبومين، الجيلاتين، إلخ)، إلخ. - بحجم النانو (1-10 نانومتر): جزيء الجليكوجين، المسام الدقيقة للفحم، المواد المعدنية التي يتم الحصول عليها في وجود الجزيئات مادة عضويةوالحد من نمو الجسيمات وأنابيب الكربون النانوية والأسلاك النانوية المغناطيسية المصنوعة من الحديد والنيكل وغيرها.

المعلقات معلقات (متوسطة – سائلة ، طورية – غير قابلة للذوبان فيها صلب). هذه هي حلول البناء، وطمي الأنهار والبحر المعلقة في الماء، والتعليق الحي للكائنات الحية المجهرية في مياه البحر - العوالق التي تغذي العمالقة - الحيتان، وما إلى ذلك.

المستحلبات المستحلبات (كل من الوسط والطور عبارة عن سوائل غير قابلة للذوبان في بعضها البعض). يمكن تحضير المستحلب من الماء والزيت عن طريق رج الخليط لمدة طويلة. هذه هي الدهانات المعروفة بالحليب واللمف والدهانات المائية وما إلى ذلك.

الهباء الجوي عبارة عن معلقات في الغاز (مثل الهواء) لجزيئات صغيرة من السوائل أو المواد الصلبة. هناك الغبار والدخان والضباب. النوعان الأولان من الهباء الجوي عبارة عن معلقات من الجسيمات الصلبة في الغاز (الجزيئات الأكبر حجمًا في الغبار)، أما الأخير فهو عبارة عن معلقات من القطرات السائلة في الغاز. على سبيل المثال: الضباب، السحب الرعدية - تعليق قطرات الماء في الهواء، الدخان - جزيئات صلبة صغيرة. والضباب الدخاني الذي يخيم على أكبر مدن العالم هو أيضًا هباء ذو ​​مرحلة مشتتة صلبة وسائلة.

الأنظمة الغروية (مترجمة من اليونانية "colla" تعني الغراء، "eidos" هو نوع يشبه الغراء) هي أنظمة مشتتة يكون فيها حجم جسيم الطور من 100 إلى 1 نانومتر. هذه الجسيمات غير مرئية للعين المجردة، ومن الصعب فصل الطور المشتت والوسط المشتت في مثل هذه الأنظمة عن طريق الترسيب.

المحاليل الغروية أو sols المحاليل الغروية أو sols. هذه هي غالبية سوائل الخلية الحية (السيتوبلازم، العصير النووي - الكاريوبلازم، محتويات العضيات والفجوات). والكائن الحي ككل (الدم، اللمف، سائل الأنسجة، العصارات الهضمية، وغيرها) تشكل هذه الأنظمة المواد اللاصقة، والنشا، والبروتينات، وبعض البوليمرات.

Micelles Micelles هي جسيم منفصل من الطور المشتت للمحلول الملحي، أي نظام غرواني عالي التشتت مع تشتت سائل. تتكون المذيلة من نواة من بنية بلورية أو غير متبلورة وطبقة سطحية، بما في ذلك الجزيئات المرتبطة بالمذابات (جزيئات السائل المحيط).

التخثر - ظاهرة التصاق الجسيمات الغروية ببعضها وترسيبها - يتم ملاحظتها عندما يتم تحييد شحنات هذه الجسيمات عند إضافة إلكتروليت إلى المحلول الغروي. في هذه الحالة، يتحول الحل إلى تعليق أو هلام. تتخثر بعض الغرويات العضوية عند تسخينها (الغراء، بياض البيض) أو عندما تتغير البيئة الحمضية القاعدية للمحلول.

المواد الهلامية أو الهلامية المواد الهلامية أو الهلامية هي رواسب هلامية تتشكل أثناء تخثر المحاليل. وتشمل هذه عددًا كبيرًا من المواد الهلامية البوليمرية، المعروفة جيدًا بالنسبة لك في مجال الحلويات والمواد الهلامية التجميلية والطبية (الجيلاتين واللحوم الهلامية والمربى وكعكة حليب الطيور) وبالطبع مجموعة لا حصر لها من المواد الهلامية الطبيعية: المعادن (العقيق) وأجسام قنديل البحر، الغضاريف والأوتار والشعر والعضلات والأنسجة العصبية، الخ.

المحاليل الغروية. "مذكرة التفاهم لمدرسة يسينوفيتشسكايا الثانوية" تم الانتهاء من العمل من قبل طالبة الصف الحادي عشر بتروفا غالينا.

المحاليل الغروية. تم اكتشاف المحاليل الغروية في منتصف القرن التاسع عشر. الكيميائي الإنجليزي ت. جراهام. أعطى Op الاسم (من الكلمة اليونانية kollat ​​+ eidos "الغراء"، الذي له مظهر الغراء) الغرويات. هذه أنظمة متفرقة من النوع t/l: صلبة في سائلة. في البداية، تم فهم الغرويات على أنها مجموعة خاصة من المواد، ولكن في بداية القرن العشرين. لقد ثبت أنه يمكن الحصول على أي مادة على شكل مادة غروانية.

يمكن التعرف على المحاليل الغروية من خلال تسليط مصباح يدوي عليها من الجانب: فهي تبدو غائمة. تصبح الجسيمات الصغيرة التي تشكل المحلول الغروي مرئية لأنها تشتت الضوء (“تأثير تيندال”). لا يمكن تحديد حجم وشكل كل جسيم، ولكن كل منهم ككل سيجعل من الممكن تتبع مسار الضوء.

في تجاربنا، سنحتاج إلى حاويات شفافة - أسطوانات زجاجية، أو أكواب، أو قوارير أو ببساطة أوعية زجاجية شفافة، ومصباح ينتج شعاعًا موجهًا من الضوء (سقف أو مصباح طاولة أو مصباح يدوي للتصوير الفوتوغرافي). صب في وعاء محلول غرواني تم تحضيره عن طريق خلط أ) بياض البيض مع الماء، ب) غراء السيليكات (الزجاج القابل للذوبان)، ج) معجون النشا مع الماء. التجارب

دعونا نضيء الحاويات التي تحتوي على محاليل غروية بمصباح كشاف من الجانب أو من الأسفل (الصورة على اليمين) ونلاحظ تشتت الضوء.

الأنظمة الغروية المحاليل الغروية هي أنظمة ثنائية الطور شديدة التشتت تتكون من وسط تشتت وطور مشتت، مع أحجام الجسيمات الخطية للأخير تتراوح من 1 إلى 100 نانومتر. كما يمكن أن نرى، المحاليل الغروية متوسطة الحجم بين المحاليل الحقيقية والمعلقات والمستحلبات. تتكون الجسيمات الغروية عادة من عدد كبير من الجزيئات أو الأيونات.

تشير الأنظمة الغروية إلى الأنظمة المشتتة - الأنظمة التي يتم فيها توزيع مادة واحدة على شكل جزيئات ذات أحجام مختلفة في مادة أخرى (انظر القسم 4.1). الأنظمة المتفرقة متنوعة للغاية؛ تقريبا كل نظام حقيقي مشتت. يتم تصنيف الأنظمة المشتتة في المقام الأول حسب حجم جسيمات الطور المشتت (أو درجة التشتت)؛ بالإضافة إلى أنها مقسمة إلى مجموعات تختلف في طبيعتها و حالة التجميعالمرحلة المشتتة ووسط التشتت. إذا كان وسط التشتت سائلاً والطور المشتت عبارة عن جسيمات صلبة، يُسمى النظام تعليقًا أو تعليقًا؛ إذا كانت المرحلة المشتتة تتكون من قطرات سائلة، فإن النظام يسمى مستحلب. وتنقسم المستحلبات بدورها إلى نوعين: مباشر، أو "زيت في ماء" (عندما يكون الطور المشتت سائلاً غير قطبي، ووسط التشتت سائلاً قطبياً) والعكس، أو "ماء في زيت" ( عندما ينتثر سائل قطبي في سائل غير قطبي). تشتمل الأنظمة المشتتة أيضًا على الرغاوي (غاز مشتت في سائل) والأجسام المسامية (مرحلة صلبة ينتشر فيها الغاز أو السائل). وترد الأنواع الرئيسية لأنظمة التفريق في الجدول 1.

الجدول 1. الأنواع الرئيسية لأنظمة التفريق

حسب درجة التشتت، عادة ما يتم تمييز الفئات التالية من الأنظمة المشتتة: الأنظمة المشتتة بشكل خشن - الأنظمة التي يتجاوز فيها حجم الجسيمات في الطور المشتت 10-7 م. الأنظمة الغروية - الأنظمة التي يكون فيها حجم الجسيمات في الطور المشتت هي 10-7 - 10-9 م. تتميز الأنظمة الغروية بعدم التجانس، أي. وجود واجهات الطور ومساحة سطحية كبيرة جدًا للطور المشتت. يؤدي هذا إلى مساهمة كبيرة في الطور السطحي في حالة النظام ويؤدي إلى ظهور أنظمة غروانية ذات خصائص خاصة متأصلة فيها فقط. في بعض الأحيان يتم عزل الأنظمة الجزيئية (الأيونية) المشتتة، والتي، بالمعنى الدقيق للكلمة، هي حلول حقيقية، أي. أنظمة متجانسة، لأنها لا تحتوي على واجهات المرحلة.

تنقسم الأنظمة الغروية بدورها إلى مجموعتين، تختلفان بشكل حاد في طبيعة التفاعلات بين جزيئات الطور المشتت ووسط التشتت - المحاليل الغروية الكارهة للماء (sols) ومحاليل المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي (HMCs)، والتي كانت في السابق تسمى الغرويات الليوفيلية. تشمل الغرويات الكارهة للماء الأنظمة التي تتفاعل فيها جزيئات الطور المشتت بشكل ضعيف مع وسط التشتت؛ لا يمكن الحصول على هذه الأنظمة إلا باستهلاك الطاقة وتكون مستقرة فقط في وجود المثبتات.

الفضة الغروية.

تركيبة نباتية غروانية لاستعادة توازن السكر والحفاظ عليه

المحاليل الغروية. المواد الهلامية. عندما يضيء المحلول الغروي، يصبح براقًا، لأن الجزيئات الموجودة فيه تمنع المرور الخطي للضوء عبر السائل. في الكائن الحي، تحدث جميع العمليات الفسيولوجية في المحاليل والمحاليل الغروية والمواد الهلامية (تسمى المحاليل الغروية الكثيفة المواد الهلامية). تشمل المحاليل الغروية بياض البيض ومحاليل الصابون وهلام الجيلاتين والمواد اللاصقة. تستخدم المواد الهلامية المختلفة على نطاق واسع في مستحضرات التجميل. عناصرها الأساسية هي الماء وبعض المواد الغروية مثل الجيلاتين والصمغ العربي وكربوكسي ميثيل السليلوز وغيرها.

المحلول الغروي للمعادن الوصف: مجموعة كاملة من المعادن في شكل سهل الهضم. يشارك في تكوين أنسجة العظام وتكوين خلايا الدم. ضروري للعمل الطبيعي للقلب والأوعية الدموية و الأنظمة العصبية. ينظم قوة العضلات وتكوين السائل داخل الخلايا.

آلة لإنتاج المحاليل الغروية عالية الثبات

يوجد في أنبوب الاختبار الموجود على اليسار محلول غرواني لجزيئات الذهب النانوية في الماء.

المحاليل الغروية لاستبدال الحجم تنقسم المحاليل الغروية تقليديا إلى الاصطناعية والطبيعية (البروتين). وتشمل الأخيرة محاليل FFP والألبومين. تجدر الإشارة إلى أنه وفقًا للأفكار الحديثة المنصوص عليها في توصيات منظمة الصحة العالمية، لا يتم تضمين نقص حجم الدم في قائمة المؤشرات لعمليات نقل الألبومين والـ FFP، ومع ذلك، في بعض الحالات يحتفظون أيضًا بوظيفة استبدال الحجم. نحن نتحدث عن تلك المواقف عندما تصل الجرعة المعطاة من الغرويات الاصطناعية إلى الحد الأقصى الآمن، ولكن تظل الحاجة إلى الغرويات الاصطناعية أو استخدام الغرويات الاصطناعية مستحيلاً (على سبيل المثال، في المرضى الذين يعانون من اضطرابات الإرقاء اللا تعويضية).

وهكذا، وفقا لمركز أمراض الدم، في المرضى الذين يعانون من أمراض الإرقاء المقبولين في وحدة العناية المركزة مع متلازمة نقص حجم الدم، فإن حصة FFP هي أكثر من 35٪ من الحجم الإجمالي للحلول الغروية لاستبدال الحجم المستخدمة. وبطبيعة الحال، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار التأثير الحجمي للغرويات الطبيعية المنقولة وفقا للمؤشرات الرئيسية.

محلول غرواني من الذهب في الماء منزوع المعادن

محلول غرواني للمعادن.

السائل المغناطيسي هو محلول غرواني.

تعتمد خصائص التشتت الغروي أيضًا على طبيعة السطح البيني بين مرحلة التشتت والوسط المشتت. على الرغم من نسبة السطح إلى الحجم الكبيرة، فإن كمية المواد المطلوبة لتعديل الواجهة في الأنظمة المشتتة النموذجية صغيرة جدًا؛ إن إضافة كميات صغيرة من المواد المناسبة (خاصة المواد الخافضة للتوتر السطحي والبوليمرات والأضداد متعددة التكافؤ) يمكن أن تغير بشكل كبير الخواص السائبة لأنظمة التشتت الغروية. على سبيل المثال، يمكن أن يحدث تغيير واضح في اتساق (الكثافة واللزوجة) لمعلقات الطين عن طريق إضافة كميات صغيرة من أيونات الكالسيوم (سماكة، وضغط) أو أيونات الفوسفات (التسييل). وعلى هذا يمكن اعتبار كيمياء الظواهر السطحية عنصرالكيمياء الغروية، على الرغم من أن العلاقة العكسية ليست ضرورية على الإطلاق

الشريحة 2

الأنظمة المشتتة هي أنظمة غير متجانسة ذات واجهة داخلية متطورة للغاية بين المراحل.

الشريحة 3

وسط التشتت هو مرحلة مستمرة (جسم)، يتم في حجمها توزيع مرحلة أخرى (مشتتة) على شكل جزيئات صلبة صغيرة أو قطرات سائلة أو فقاعات غازية. الطور المشتت عبارة عن مجموعة من الجزيئات الصلبة الصغيرة المتجانسة أو القطرات السائلة أو فقاعات الغاز، موزعة بالتساوي في وسط (التشتت) المحيط.

الشريحة 4

الشريحة 5

تصنيف أنظمة التفريق

الشريحة 6

الأنظمة المشتتة الخشنة (المعلقات)

المستحلبات عبارة عن أنظمة مشتتة يكون فيها كل من الطور المشتت ووسط التشتت سوائل غير قابلة للامتزاج بشكل متبادل. يمكن تحضير المستحلب من الماء والزيت عن طريق رج الخليط لمدة طويلة. مثال على المستحلب هو الحليب، حيث تطفو كريات صغيرة من الدهون في السائل. المعلقات عبارة عن أنظمة مشتتة يكون فيها الطور المشتت مادة صلبة ووسط التشتت سائلاً، وتكون المادة الصلبة غير قابلة للذوبان عمليا في السائل. لتحضير التعليق، تحتاج إلى طحن المادة إلى مسحوق ناعم، وصبها في سائل لا تذوب فيه المادة، ورجها جيدًا (على سبيل المثال، رج الطين في الماء). بمرور الوقت، سوف تسقط الجزيئات إلى قاع الوعاء. ومن الواضح أنه كلما كانت الجزيئات أصغر، كلما طال أمد التعليق. الهباء الجوي عبارة عن معلقات في الغاز لجزيئات صغيرة من السوائل أو المواد الصلبة.

الشريحة 7

المحاليل الغروية

يتم إنتاج Sols بواسطة طرق التشتت والتكثيف. غالبًا ما يتم إجراء التشتت باستخدام "مطاحن غروانية" خاصة. باستخدام طريقة التكثيف، تتشكل الجسيمات الغروية عن طريق دمج الذرات أو الجزيئات في الركام. مع مرور الكثير التفاعلات الكيميائيةيحدث التكثيف أيضًا وتتشكل أنظمة شديدة التشتت (هطول الأمطار، التحلل المائي، تفاعلات الأكسدة والاختزال، إلخ) - الدم، الليمفاوية... المواد الهلامية. في ظل ظروف معينة، يؤدي تخثر (ظاهرة التصاق الجزيئات الغروية ببعضها البعض وترسيبها) إلى تكوين كتلة هلامية تسمى الهلام. في هذه الحالة، تتحول الكتلة الكاملة للجزيئات الغروية، التي تربط المذيب، إلى حالة شبه سائلة وشبه صلبة غريبة. - الجيلاتين، الهلام، مربى البرتقال.

الشريحة 8

تأثير تيندال

تأثير تيندال هو تأثير بصري، وهو تشتت الضوء عندما يمر شعاع ضوئي عبر وسط غير متجانس بصريًا. يُلاحظ عادة كمخروط مضيء (مخروط تيندال) مرئي على خلفية داكنة. سمة من سمات محاليل الأنظمة الغروية (على سبيل المثال، المواد الصلبة والمعادن والمطاط المخفف ودخان التبغ)، حيث تختلف الجزيئات وبيئتها في معامل الانكسار. يعتمد عدد من الطرق البصرية لتحديد حجم وشكل وتركيز الجسيمات الغروية والجزيئات الكبيرة على تأثير تيندال. تم تسمية تأثير تيندال على اسم جون تيندال، الذي اكتشفه.

الشريحة 9

من الناحية التخطيطية، تبدو عملية تشتت الضوء كما يلي:

الشريحة 10

حلول حقيقية

الجزيئية هي المحاليل المائية من غير الشوارد - المواد العضوية (الكحول، الجلوكوز، السكروز، الخ)؛ الأيونية عبارة عن محاليل إلكتروليتات قوية (القلويات والأملاح والأحماض - NaOH، K2SO4. HNO3، HClO4)؛ الجزيئية - الأيونية - هذه حلول الشوارد الضعيفة(النيتروز، أحماض الهيدروكبريتيد، الخ).

الشريحة 11

تصنيف

بحالة تجميع وسط التشتت والطور المشتت: الغاز الصلب السائل

الشريحة 12

وسط مشتت: صلب

المرحلة المشتتة – الغاز: التربة، الأقمشة النسيجية، الطوب والسيراميك، الشوكولاتة الغازية، المساحيق. المرحلة المشتتة – السائلة: التربة الرطبة، المنتجات الطبية والتجميلية. الطور المشتت – المادة الصلبة: الصخور، الزجاج الملون، بعض السبائك.

الشريحة 13

وسط مشتت: الغاز

الطور المشتت – الغاز: خليط متجانس دائمًا (هواء، غاز طبيعي) الطور المشتت – السائل: الضباب، الغاز المصاحب لقطرات الزيت، الهباء الجوي. المرحلة المتفرقة - المادة الصلبة: الغبار في الهواء، الدخان، الضباب الدخاني، العواصف الرملية.

الشريحة 14

وسط مشتت: سائل

الطور المشتت – الغاز: المشروبات الفوارة، الرغاوي. المرحلة المشتتة - السائل: المستحلبات: زيت، قشدة، حليب؛ سوائل الجسم، ومحتويات السوائل في الخلايا. المرحلة المشتتة - المادة الصلبة: المواد الصلبة والمواد الهلامية والمعاجين. حلول البناء.

الشريحة 15

أهمية الأنظمة المتفرقة

بالنسبة للكيمياء، تعتبر الأنظمة المتفرقة التي يكون فيها الوسط هو الماء والمحاليل السائلة ذات أهمية كبيرة. تحتوي المياه الطبيعية دائمًا على مواد مذابة. تشارك المحاليل المائية الطبيعية في عمليات تكوين التربة وتزود النباتات بالمواد المغذية. العمليات الحياتية المعقدة التي تحدث في أجسام الإنسان والحيوان تحدث أيضًا في المحاليل. كثير العمليات التكنولوجيةفي الصناعات الكيماوية وغيرها، على سبيل المثال، يتم إنتاج الأحماض والمعادن والورق والصودا والأسمدة في المحاليل.

الشريحة 16

أكملته: ميلينا يكماليان

عرض كافة الشرائح

د.س. د.ف. أمثلة الرمز الغاز السائل صلب G / G F / G T / G ضباب غائب، دخان، غبار، مساحيق غاز سائل سائل صلب G / F F 1 / F 2 T / F مستحلبات رغوية معلقات، معلقات غاز صلب سائل صلب G / T F / T T 1 / T 2 خفاف، الخبز التربة، التربة، المعادن، السبائك تصنيف الأنظمة المتفرقة

10 -7 م أو > 100 نانومتر 2. أنظمة التشتيت الغروية 10 -7 - 10 -9 م، 1 - 100 نانومتر المحاليل الأيونية الجزيئية (الحقيقية): 10 -7 م أو > 100 نانومتر 2. أنظمة التشتيت الغروية 10 -7 - 10 -9 م، 1 - 100 نانومتر المحاليل الأيونية الجزيئية (الحقيقية): 5ثانيا. وفقًا لدرجة تشتت الطور المشتت 1. الأنظمة المشتتة بشكل خشن> 10 -7 م أو> 100 نانومتر 2. أنظمة التشتت الغروية م، نانومتر المحاليل الأيونية الجزيئية (الحقيقية): 10 -7 م أو> 100 نانومتر 2. الغروية الأنظمة المشتتة 10 -7 - 10 -9 م، 1 - 100 نانومتر المحاليل الأيونية الجزيئية (الحقيقية): 10 -7 م أو> 100 نانومتر 2. أنظمة التشتيت الغروية 10 -7 - 10 -9 م، 1 - 100 نانومتر جزيئية المحاليل الأيونية (الحقيقية): 10 -7 م أو > 100 نانومتر 2. أنظمة التشتت الغروية 10 -7 - 10 -9 م، 1 - 100 نانومتر المحاليل الأيونية الجزيئية (الحقيقية): 10 -7 م أو > 100 نانومتر 2 أنظمة التفريق الغروية 10 -7 - 10 -9 م، 1 - 100 نانومتر المحاليل الأيونية الجزيئية (الحقيقية): العنوان = "II. حسب درجة تشتت الطور المشتت 1. الأنظمة المشتتة بشكل خشن> 10 . -7 م أو > 100 نانومتر 2. أنظمة التشتت الغروية 10 -7 - 10 -9 م، 1 - 100 نانومتر المحاليل الأيونية الجزيئية (الحقيقية):

أنظمة مشتتة بشكل خشن الأنظمة الغروية المشتتة الحلول الحقيقية غير متجانسة غير مستقرة ديناميكيًا حراريًا الشيخوخة مع مرور الوقت لا تمر الجسيمات عبر مرشح ورقي غير متجانسة ديناميكيًا حراريًا غير مستقرة الشيخوخة مع مرور الوقت مرور متجانس مستقر لا تقادم مرور خصائص الأنظمة ذات درجات التشتت المتفاوتة

الأنظمة المشتتة بشكل خشن الأنظمة الغروية المشتتة الحلول الحقيقية الجسيمات لا تمر عبر المرشحات الفائقة (الأغشية) تعكس الضوء، وبالتالي فهي معتمة لا تمر شفافة، ولكن الضوء مبعثر، وبالتالي براق (تعطي مخروط تيندال) تمر شفافة

ثانيا. طرق التكثيف الطرق الفيزيائية: أ - طريقة استبدال المذيبات ب - طريقة تكثيف البخار الطرق الكيميائية: - تفاعلات الاختزال (Ag 2 O + H 2 2Ag + H 2 O) - تفاعلات الأكسدة (2H 2 S + SO 2 3S + 2 H 2 O) - تفاعلات التبادل ( СuСl 2 + Na 2 S CuS + 2NaCl) - تفاعلات التحلل المائي (FeСl 3 + ЗН 2 O Fe(OH) 3 +3HCI)

شروط الحصول على المحلول: 1. ضعف ذوبان D.F. في DS، أي. وجود حدود المرحلة. 2. حجم الجسيمات م (1-100 نانومتر)؛ 3. وجود أيون مثبت، والذي، عند امتصاصه في القلب، يمنع الجزيئات من الالتصاق ببعضها البعض (يتم تحديد أيون التثبيت بواسطة قاعدة بانيتا-فاينس)

إجمالي m mol (NH 4) 2 S مأخوذ في فائض n mol: n (NH 4) 2 S 2n NH n S 2- عدادات POI (إجمالي n S 2- POI core (2n-x) NH 4 + طبقة الامتزاز) x - حبيبة x NH 4 + جزء مذيلة من الطبقة المضادة المنتشرة X - غير متضمنة في طبقة الامتزاز СuSO 4 + (NH 4) 2 S CuS+(NH 4) 2 SO 4

هناك قفزتان محتملتان في المذيلة: 1) φ - الديناميكا الحرارية الكهربائية - φ ~ 1 V. 2) ζ (zetta) - الحركية الكهربائية - ζ = 0.1 V حالة الحبيبة، عندما تمر جميع أيونات الطبقة المنتشرة إلى طبقة الامتزاز و ζ = 0، تسمى تساوي الجهد الكهربي. ( n Cu 2+ (n-x) SO 4 2- ) 2x+ x SO 4 2- φ ζ

ثانيا. الاستقرار التجميعي هو قدرة النظام على مقاومة تجميع جزيئات الطور المشتت. المعايير: 1. القشرة الأيونية، أي. وجود طبقة كهربائية مزدوجة. DES = الامتزاز + الطبقة المنتشرة 2. غلاف المذيب المذاب (الهيدرات) (كلما كان أكثر، كان أكثر ملاءمة)؛ 3. قيمة ζ المحتملة للحبيبة (> ζ، الأكثر استقرارا) 4. درجة الحرارة. ζ، الإعداد) 4. درجة الحرارة.">

عتبة التخثر - أصغر كمية من الإلكتروليت التي تسبب تخثرًا واضحًا لـ 1 لتر من محلول γ = C V / V o γ - عتبة التخثر، مول/لتر؛ ج - تركيز المنحل بالكهرباء، مول / لتر؛ V هو حجم محلول المنحل بالكهرباء، ل؛ V o - حجم سول، ل. P = 1/ γ - قدرة المنحل بالكهرباء على التخثر

C2C2 C1C γ2γ2 γ1γ1 التخثر بمخاليط الشوارد: 1 - الإضافة؛ 2 - الخصومة. 3 - التآزر

حماية الغرويات من التخثر يزداد استقرار الغرويات في عمل الشوارد مع إضافة BMC (البروتينات والسكريات: الجيلاتين والنشا وكازين الصوديوم. آلية العمل الوقائي لـ BMC: 1. يتم امتصاص الجزيئات الكبيرة من BMC على الجزيئات الغروية نظرًا لأن جزيئات BMC محبة للماء، فإن الأجزاء الكارهة للماء من المحلول، والمحاطة بجزيئات BMC، تصبح أكثر محبة للماء واستقرارها. محلول مائييزيد. 2. تزداد قذائف المذيبات حول الجزيئات الكارهة للماء، مما يمنع جزيئات المحلول من الاقتراب والالتصاق ببعضها البعض.

يخطط

1. علامات الأجسام الكيميائية الغروية
والخصائص الكمية
أنظمة متفرقة
2. تصنيف أنظمة التفريق
3. طرق الحصول على الأنظمة المتفرقة
4. هيكل الجزيئات الغروية (المذيلات)
5. خواص المحاليل الغروية
6. استقرار المحاليل الغروية
7. تخثر الهيدروسولات غير العضوية

الكيمياء الغروية هي علم الظواهر السطحية والخصائص الفيزيائية والكيميائية للأنظمة المشتتة.

الطور عبارة عن مجموعة من أجزاء النظام المتطابقة في التركيب والخصائص الديناميكية الحرارية.

المادة الموزعة في
على شكل جزيئات فردية (صلبة
جزيئات، قطرات سائلة،
فقاعات الغاز، الخ.)
تسمى المرحلة المتفرقة.

المادة التي يتم فيها توزيع الطور المشتت هي وسط التشتت.

المرحلة المشتتة غير قابلة للذوبان في
وسط التشتت ومنفصل
منه عن طريق الواجهة.

نظام فيه واحد
يتم سحق المادة و
موزعة في كتلة أخرى
مواد تسمى
نظام تفريق.

الخصائص الكمية لأنظمة التفريق

1. حجم الجسيمات المستعرضة
(ø، حافة المكعب) - د؛ [د] = سم، م
2. التشتت (D) – القيمة المتبادلة
حجم الجسيمات العرضية: D = 1/d؛
[د]=سم-1، م-1
درجة طحن (سحق) المادة
تسمى درجة التشتت .

اعتماد مساحة سطحية محددة على حجم الجسيمات العرضية (د) وعلى التشتت (د)

تصنيف أنظمة التفريق

I. حسب درجة التشتت
مرحلة متفرقة
1. الأنظمة الخشنة
> 10-7 م أو > 100 نانومتر
2. أنظمة التشتت الغروية
≈ 10-7 - 10-9 م، 1 - 100 نانومتر
3. الأيونية الجزيئية (صحيح)
الحلول:
< 10-9 м, < 1 нм

2. حسب درجة التفاعل بين جزيئات الطور المشتت

متناثرة بحرية - الجزيئات غير متصلة
الأنظمة التي لديها سيولة، مثل الأنظمة العادية
السوائل والمحاليل (المحاليل الغروية،
الإيقافات، الإيقافات)
يتم تنظيمها بشكل متماسك
أنظمة ذات شبكة مكانية وإطار
واكتساب خواص المواد شبه الصلبة (الهلامية،
الأجسام المسامية والرواسب غير المتبلورة)
في دثر< 2нм – микропористые
2 – 200 نانومتر – عابر
> 200 نانومتر – مسامية كبيرة

3. حسب التفاعل بين الطور المشتت ووسط التشتت (للوسط السائل)

أنظمة ذات تفاعل مكثف
المراحل والبيئات مع التكوين، على سبيل المثال، في
السوائل على سطح الطور المشتت
تسمى الطبقات الذائبة بالتجميد
(محب للماء). مع ضعيف
تفاعل المرحلة المشتتة و
يسمى وسط التشتت للنظام
كارهة للضوء (كارهة للماء).

4. حسب حالة التجميع

تفريق تفريق
البيئة النهائية
مرحلة
شرطي
تعيين
أمثلة
1.الغاز
ز1/ز2
2. السائل
ث / ز
مخاليط بعض الغازات بارتفاع
الضغوط
الضباب والغيوم والهباء الجوي
3. الصلبة
1.الغاز
2. السائل
ر / ذ
ز/و
ث1/ث2
3. الصلبة
ر / و
1.الغاز
ز / ر
2. السائل
ث / ر
3. الصلبة
t1/t2
غاز
سائل
صعب
الأبخرة والغبار والهباء الجوي
الرغاوي (رغوة البيرة، رغوة النار، الخطمي)
المستحلبات (الحليب، الزيت، الكريمات، اللاتكس،
مايونيز)
المعلقات، المعلقات، المعاجين، الحمأة، الشوكولاته،
الكاكاو
المواد الهلامية، الخفاف، الفحم، رغوة البوليسترين،
الخرسانة الرغوية، هلام السيليكا
التربة والتربة واللؤلؤ
السبائك المعدنية والخرسانة والمعادن،
نظارات روبي، جمشت، مينا،
المواد المركبة

طرق الحصول على الأنظمة المتفرقة

تشتيت (المواد ناعما
سحقت - مشتتة في
تكوين وسط التشتت)
التكثيف (الغروية
الحالة تنشأ نتيجة لذلك
رابطة الجزيئات أو الأيونات
المواد)

طرق التشتت

1. التكسير الميكانيكي (الكل
الأنظمة الغروية الطبيعية).
2. التكسير بالموجات فوق الصوتية
3. التكسير الكهربائي
4. التكسير الكيميائي - التحضين
Fe(OH)3 + NaCl → Fe(OH)2Cl + NaOH

طرق التكثيف

أ. المادية
1. تكاثف البخار في البيئة الغازية (الضباب).
2. تكثيف البخار في السائل (الزئبق في
الماء البارد)، سولس المعدنية في الكهرباء
قوس
3. تكثيف الجزيئات عند استبدال المذيب
(الصنوبري - استبدال الكحول بالماء)
4. التكثيف المشترك للمواد ليس كذلك
قابل للذوبان في بعضها البعض (المعادن sol Al، Na،
K في المذيبات العضوية) – التبخر و
تكثيف المفاصل في الفراغ .

طرق التكثيف

ب. الكيميائية
(سمي على اسم نوع التفاعل الكيميائي)
1.الاسترداد
2HAuCl4 + 3H2O2 → 2Au + 8HCl + 3O2
2. التحلل المائي
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 +3HCl (سول هيدروكسيد الحديد)
3. تخفيض الأكسدة
3O2 + 2H2S → 3S + 2H2O (سول الكبريت)
4. تبادل رد الفعل
Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 +2NaCl

طرق تنقية المواد الغروية
الحلول:
غسيل الكلى

الترشيح الفائق

غسيل الكلى التعويضي
(فيفيدياليس) - AIP

نظرية Micellar للهيكل
الجسيمات الغروية
ميسيلا (لات. ميكا - فتات) هو جسيم منفصل من الطور المشتت
محلول غرواني مع سائل
وسط التشتت.

تتكون المذيلة من :
1. حبات.
2. طبقة الامتزاز.
3. طبقة منتشرة.
يتكون جوهر من مجموع
(بلورات دقيقة قابلة للذوبان بشكل طفيف
المواد) وتحديد الإمكانات
الأيونات (النقاط المهمة).

مخطط هيكل مذيلة الغروية سول

قاعدة بانيتا-فاينس:
يكمل الشبكة البلورية للنواة
الأيون الموجود في المحلول
الزائدة ويرد في المجموع أو
المتعلقة به.

شروط الحصول على السول:
1. ضعف الذوبان D.F. في دي إس،
أولئك. وجود حدود المرحلة.
2. حجم الجسيمات 10-7 -10-9 م (1-100 نانومتر)؛
3. وجود المثبت الأيوني
يجري امتصاصها على جوهر يمنع
تجميع الجسيمات (مثبت الأيونات
تحددها قاعدة بانيتا-فاجانس)

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+2NaCl
وحدة
م مول
يؤخذ Na2SO4 بكمية زائدة من n mol:
n Na2SO4 → 2n Na+ + n SO42 عدادات النقاط المهمة
X – غير متضمن في طبقة الامتزاز
مذيلة
حبيبة
( nSO42- 2(n-x) Na+ )2x- 2x Na+
وحدة النقاط المهمة
جزء
منتشر
جوهر
العدادات
طبقة
طبقة الامتزاز

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+ 2NaCl
يؤخذ BaCl2 بكمية زائدة من n mol؛
n BaCl2 → n Ba2+ + n 2Cl العدادات
النقاط المهمة
مذيلة
حبيبة
( م (BaSO4) ن
بي ايه 2+
2x+
2(ن-س) Cl- ) 2x Cl-
جزء
النقاط المهمة
وحدة
counterionsdiffuse
جوهر
طبقة
طبقة الامتزاز

هناك قفزتان محتملتان في المذيلة:
1) φ - الديناميكا الحرارية الكهربائية –
φ ~ 1 فولت.
2) ζ (زيتا) - الحركية الكهربائية -
ζ = 0.1 فولت
( ن Ba2+ (2n-x) Cl-)2x+ 2x Clφ
ζ
حالة الحبيبة عند جميع الأيونات
طبقة منتشرة تتحول إلى
الامتزاز و ζ = 0 - يسمى
كهروضوئية.

الإمكانات الحركية الكهربائية أو زيتا (إمكانات ξ)

يحدث بين الحبيبة و
طبقة منتشرة، أي بين
الثابتة والمتحركة
أجزاء من الجسيمات الغروية.

الظواهر الحركية الكهربائية:

الرحلان الكهربائي
–
هذه هي حركة جزيئات الطور المشتت في
المجال الكهربائي
إلى القطب الكهربائي المشحون بشكل معاكس.
التناضح الكهربائي –
هذه هي الحركة الاتجاهية للتشتت
البيئة من خلال غشاء شبه منفذ
في مجال كهربائي.

استقرار المحاليل الغروية

الاستقرار الحركي

المتعلقة بقدرة الجزيئات
مرحلة متفرقة ل
الحرارية العفوية
الحركة في الحل الذي
المعروفة بالبراونية
الحركات.

الاستقرار الكلي

ويرجع ذلك إلى حقيقة أن
أسطح الجسيمات الغروية
هناك امتصاص الأيونات من
بيئة.

I. الترسيب (الحركي)
معايير الاستدامة:
1. الحركة البراونية.
2. درجة التشتت.
3. لزوجة وسط التشتت (كلما زاد عددها
فم)؛
4. درجة الحرارة (كلما كانت أكثر ملاءمة).

ثانيا. الاستقرار الكلي –
قدرة النظام على الصمود
التصاق جزيئات المرحلة المشتتة.
معايير:
1. القشرة الأيونية، أي. التوفر
طبقة كهربائية مزدوجة ديس =
الامتزاز + طبقة منتشرة
2. قذيفة مذابة (هيدرات).
المذيب (كلما كان أكثر ملاءمة) ؛
3. قيمة ζ– إمكانات الحبيبية (ال > ζ، كلما زاد<
احتمال الالتصاق وبالتالي > الفم)
4. درجة الحرارة.

العوامل الرئيسية للاستدامة
المحاليل الغروية
1. حجم الإمكانات ζ
2. حجم الكهروديناميكية
الإمكانات (φ)
3. سمك الطبقة المنتشرة
4. حجم الشحنة الحبيبية

التخثر –
عملية توسيع الجسيمات
مرحلة متفرقة من سول مع
هطول لاحق.
العوامل المسببة للتخثر:
1.
2.
3.
4.
5.
زيادة تركيز سول.
عمل الضوء
تغير درجة الحرارة
التشعيع.
إضافة الشوارد.

الاعتماد على معدل التخثر
على تركيز المنحل بالكهرباء
مختفي
صريحة
بطيء
سريع

عتبة التخثر
-
أصغر كمية من المنحل بالكهرباء،
مما يسبب تخثر واضح 1 لتر
زولا
γ = C V / Vо
γ - عتبة التخثر، مول/لتر؛
ج - تركيز المنحل بالكهرباء، مول / لتر؛
V هو حجم محلول المنحل بالكهرباء، ل؛
Vo هو حجم سول، ل.
P = 1/ γ - قدرة المنحل بالكهرباء على التخثر

قاعدة شولتز-هاردي:
للأيونات ذات التكافؤ المختلفة، تخثرها
العمل يتناسب طرديا مع الرسوم
الأيونات إلى القوة السادسة

الحبيبية (-)
Р(Al+3) : Р(Ca+2) : Р(K+1) ≈
36: 26: 16 ≈ 729: 64: 1
γ(آل+3):γ(Ca+2):γ(K+1) ≈ 1/36:1/26:1/16
حبيبة (+)
ف(PO4 3-) : ف(SO42-) : ف(Cl-) ≈ 36: 26: 16
γ(PO4 3-): γ(SO42-): γ(Cl-) ≈ 1/36:1/26:1/16

أثناء التخثر بمخاليط المنحل بالكهرباء
3 حالات محتملة:
1) المضافة –
2) العداء –
3) التآزر –

ج2
γ2
2
1
3
γ1
ج1
التخثر مع مخاليط المنحل بالكهرباء:
1 - المضافة. 2 - الخصومة. 3 - التآزر

آلية تخثر المحاليل بواسطة الإلكتروليتات
1. ضغط الطبقة المنتشرة
2. الامتزاز الانتقائي للأيونات من
شحنة معاكسة لشحنة الحبيبة
3. امتزاز التبادل الأيوني

حماية الغرويات من التخثر
مقاومة الغرويات للكهارل
يزداد عند إضافة اللولب (البروتينات،
السكريات: الجيلاتين، النشا، كازين الصوديوم.
آلية العمل الوقائي لللولب:
1. يتم امتصاص جزيئات اللولب الكبيرة على المادة الغروية
جزيئات سول. لأن إذن، جزيئات BMC محبة للماء
الأجزاء الكارهة للماء من المحلول المحاطة بجزيئات BMC،
تصبح أكثر محبة للماء واستقرارها في
يزداد المحلول المائي.
2. تذويب القذائف حول الزيادة
جزيئات مسعور، مما يمنع الاقتراب و
الالتصاق ببعض جزيئات المحلول.

الفضة الغروية هي محلول غرواني لجزيئات الفضة الصغيرة جدًا المعلقة.

تساعد الفضة الغروية
لا يستطيع الجسم مقاومة العدوى
أسوأ من استخدام المضادات الحيوية،
ولكن ليس هناك أي آثار جانبية على الإطلاق.
كتلة جزيئات الفضة
انتشار البكتيريا الضارة،
الفيروسات والفطريات، والحد منها
النشاط الحيوي. وفي الوقت نفسه، الطيف
آثار الفضة الغروية
يغطي 650 نوعا
البكتيريا (للمقارنة، الطيف
عمل أي مضاد حيوي فقط
5-10 أنواع من البكتيريا).