سیستم های پراکنده و کلوئیدی توسط STUDENT GR. ZM -11 BALASHOV دانشکده فنی مکانیزاسیون کشاورزی لیودوفسکیخ روسلان رئیس: GALAKTIONOVA I. A.
سیستم های پراکنده شامل سیستم های ناهمگن متشکل از دو یا چند فاز با رابط بسیار توسعه یافته بین آنها می شود. خواص ویژه سیستم های پراکندهدقیقاً به دلیل اندازه ذرات کوچک و وجود سطح سطحی بزرگ است. از این نظر، خواص تعیین کننده، خواص سطح هستند، نه ذرات به عنوان یک کل. فرآیندهای مشخصه آنهایی هستند که در سطح اتفاق می‌افتند و نه در داخل فاز.
ویژگی سیستم های پراکنده پراکندگی آنها است - یکی از فازها باید خرد شود، به آن فاز پراکنده می گویند. محیط پیوسته ای که ذرات فاز پراکنده در آن توزیع می شوند، محیط پراکندگی نامیده می شود.
طبقه بندی سیستم های پراکنده بر اساس اندازه ذرات فاز پراکنده - پراکنده درشت (> 10 میکرومتر): شکر دانه بندی شده، خاک، مه، قطرات باران، خاکستر آتشفشانی، ماگما و غیره - پراکندگی متوسط (0.1-10 میکرومتر): انسان گلبول های قرمز، E. coli، و غیره - بسیار پراکنده (100-100 نانومتر): ویروس آنفولانزا، دود، کدورت در آب های طبیعی، sols به دست آمده مصنوعی مواد مختلف، محلول های آبی پلیمرهای طبیعی (آلبومین، ژلاتین و غیره) و غیره - در اندازه نانو (10-1 نانومتر): مولکول گلیکوژن، منافذ ریز زغال سنگ، سل های فلزی به دست آمده در حضور مولکول ها مواد آلیمحدود کردن رشد ذرات، نانولوله های کربنی، نانوسیم های مغناطیسی ساخته شده از آهن، نیکل و غیره.
سوسپانسیون ها سوسپانسیون ها (متوسط – مایع، فاز – نامحلول در آن جامد). اینها راه حل های ساختمانی، گل و لای رودخانه و دریا معلق در آب، یک تعلیق زنده از موجودات زنده میکروسکوپی در آب دریا - پلانکتون ها هستند که غول ها - نهنگ ها و غیره را تغذیه می کنند.
امولسیون ها امولسیون ها (هم محیط و هم فاز مایعاتی هستند که در یکدیگر حل نمی شوند). با تکان دادن طولانی مدت مخلوط، امولسیون را می توان از آب و روغن تهیه کرد. اینها رنگ های معروف شیر، لنفاوی، آب پایه و غیره هستند.
آئروسل ها آئروسل ها معلق هایی هستند که در یک گاز (مانند هوا) از ذرات کوچک مایعات یا جامدات قرار دارند. گرد و غبار، دود و مه وجود دارد. دو نوع اول آئروسل ها معلق ذرات جامد در گاز (ذرات بزرگتر در غبار) هستند، دومی تعلیق قطرات مایع در گاز است. به عنوان مثال: مه، رعد و برق - تعلیق قطرات آب در هوا، دود - ذرات جامد کوچک. و دود معلق بر روی بزرگترین شهرهای جهان نیز یک آئروسل با فاز جامد و مایع پراکنده است.
سیستم های کلوئیدی (ترجمه شده از یونانی "colla" به معنای چسب، "eidos" نوعی چسب مانند است) سیستم های پراکنده ای هستند که در آنها اندازه ذرات فاز از 100 تا 1 نانومتر است. این ذرات با چشم غیرمسلح قابل رویت نیستند و فاز پراکنده و محیط پراکنده در چنین سیستم هایی با ته نشین شدن به سختی جدا می شوند.
محلول های کلوئیدی یا محلول های کلوئیدی محلول های کلوئیدی یا sols. این اکثر مایعات یک سلول زنده است (سیتوپلاسم، آب هسته ای - کاریوپلاسم، محتویات اندامک ها و واکوئل ها). و موجود زنده به عنوان یک کل (خون، لنف، مایع بافتی، شیره های گوارشی و غیره) چنین سیستم هایی چسب، نشاسته، پروتئین ها و برخی پلیمرها را تشکیل می دهند.
میسل ها میسل ها ذره ای جداگانه از فاز پراکنده یک سل هستند، یعنی یک سیستم کلوئیدی بسیار پراکنده با پراکندگی مایع. یک میسل از هسته ای از ساختار کریستالی یا بی شکل و یک لایه سطحی شامل مولکول های متصل به حلال (مولکول های مایع اطراف) تشکیل شده است.
انعقاد انعقاد - پدیده چسبیدن و رسوب ذرات کلوئیدی به هم - زمانی مشاهده می شود که بارهای این ذرات با اضافه شدن یک الکترولیت به محلول کلوئیدی خنثی شوند. در این حالت محلول به سوسپانسیون یا ژل تبدیل می شود. برخی از کلوئیدهای آلی هنگام گرم شدن (چسب، سفیده تخم مرغ) یا زمانی که محیط اسید-باز محلول تغییر می کند، منعقد می شوند.
ژل ها یا ژله ها ژل ها یا ژله ها رسوبات ژلاتینی هستند که در طی انعقاد ذرات تشکیل می شوند. اینها شامل تعداد زیادی ژل پلیمری است که برای شما شناخته شده است ژل های شیرینی پزی، آرایشی و پزشکی (ژلاتین، گوشت ژله ای، مارمالاد، کیک شیر پرنده) و البته تنوع بی پایانی از ژل های طبیعی: مواد معدنی (اپال)، بدن چتر دریایی، غضروف، تاندون، مو، بافت عضلانی و عصبی و غیره
محلول های کلوئیدی "مدرسه متوسطه MOU Yesenovichskaya" این کار توسط دانش آموز کلاس یازدهم پترووا گالینا تکمیل شد.
محلول های کلوئیدی محلول های کلوئیدی در اواسط قرن 19 کشف شد. شیمیدان انگلیسی تی. گراهام. Op نام (از یونانی kollat + eidos "چسب" که ظاهر چسب دارد) کلوئیدها را داد. اینها سیستم های پراکنده از نوع t/l هستند: جامد در مایع. در ابتدا، کلوئیدها به عنوان گروه خاصی از مواد شناخته می شدند، اما در آغاز قرن بیستم. ثابت شده است که هر ماده ای را می توان به شکل کلوئید به دست آورد.
محلول های کلوئیدی را می توان با تابش یک چراغ قوه از کنار به آنها تشخیص داد: آنها کدر به نظر می رسند. ذرات کوچکی که محلول کلوئیدی را تشکیل می دهند به دلیل پراکندگی نور قابل مشاهده می شوند ("اثر تیندال"). اندازه و شکل هر ذره را نمی توان تعیین کرد، اما همه آنها به طور کلی ردیابی مسیر نور را ممکن می کنند.
برای آزمایش‌هایمان به ظروف شفاف نیاز داریم - استوانه‌های شیشه‌ای، لیوان‌ها، فلاسک‌ها یا شیشه‌های شیشه‌ای شفاف، و لامپی که یک پرتو مستقیم نور تولید می‌کند (صوف، چراغ رومیزی یا چراغ قوه عکاسی). یک محلول کلوئیدی که از مخلوط کردن الف) سفیده تخم مرغ با آب، ب) چسب سیلیکات (شیشه محلول)، ج) خمیر نشاسته با آب تهیه شده است، در ظرفی بریزید. آزمایشات
بیایید ظروف را با محلول های کلوئیدی با لامپ نورافکن از کنار یا از پایین (عکس سمت راست) روشن کنیم و پراکندگی نور را مشاهده کنیم.
سیستمهای کلوئیدی محلولهای کلوئیدی سیستمهای دو فازی بسیار پراکنده هستند که از یک محیط پراکندگی و یک فاز پراکنده تشکیل شده‌اند که اندازه ذرات خطی آن از 1 تا 100 نانومتر متغیر است. همانطور که مشاهده می شود محلول های کلوئیدی از نظر اندازه ذرات حد واسط بین محلول های واقعی و سوسپانسیون ها و امولسیون ها هستند. ذرات کلوئیدی معمولاً از تعداد زیادی مولکول یا یون تشکیل شده اند.
سیستم های کلوئیدی به سیستم های پراکنده اطلاق می شود - سیستم هایی که در آن یک ماده به شکل ذرات با اندازه های مختلف در دیگری توزیع می شود (به بخش 4.1 مراجعه کنید). سیستم های پراکنده بسیار متنوع هستند. تقریباً هر سیستم واقعی پراکنده است. سیستم های پراکنده در درجه اول بر اساس اندازه ذرات فاز پراکنده (یا درجه پراکندگی) طبقه بندی می شوند. علاوه بر این، آنها به گروه هایی تقسیم می شوند که از نظر ماهیت و حالت تجمعفاز پراکنده و محیط پراکندگی. اگر محیط پراکندگی مایع و فاز پراکنده ذرات جامد باشد، سیستم را سوسپانسیون یا سوسپانسیون می نامند. اگر فاز پراکنده از قطرات مایع تشکیل شده باشد، سیستم امولسیون نامیده می شود. امولسیون ها به نوبه خود به دو نوع تقسیم می شوند: مستقیم یا "روغن در آب" (زمانی که فاز پراکنده یک مایع غیر قطبی است و محیط پراکندگی یک مایع قطبی است) و معکوس یا "آب در روغن". هنگامی که یک مایع قطبی در یک مایع غیر قطبی پراکنده می شود). سیستم های پراکنده همچنین شامل فوم ها (گاز پراکنده در مایع) و اجسام متخلخل (فاز جامدی که در آن گاز یا مایع پراکنده می شود) می باشد. انواع اصلی سیستم های پراکنده در جدول 1 آورده شده است.
جدول 1. انواع اصلی سیستم های پراکنده
با توجه به درجه پراکندگی، کلاس های زیر معمولاً متمایز می شوند: سیستم های پراکنده درشت - سیستم هایی که در آنها اندازه ذرات فاز پراکنده بیش از 10-7 متر است - سیستم هایی که در آنها اندازه ذرات فاز پراکنده است سیستم های کلوئیدی 10-7 - 10-9 متر است که با ناهمگنی مشخص می شود. وجود رابط های فاز و سطح ویژه بسیار بزرگ فاز پراکنده. این باعث می شود که فاز سطحی سهم قابل توجهی در وضعیت سیستم داشته باشد و منجر به ظهور سیستم های کلوئیدی با خواص ویژه ای می شود که فقط برای آنها ذاتی است. گاهی اوقات سیستم های پراکنده مولکولی (یونی) جدا می شوند، که به طور دقیق، راه حل های واقعی هستند، به عنوان مثال. سیستم های همگن، چون رابط فاز ندارند.
سیستمهای کلوئیدی به نوبه خود به دو گروه تقسیم می‌شوند که از نظر ماهیت برهمکنش بین ذرات فاز پراکنده و محیط پراکندگی - محلولهای کلوئیدی لیوفوبیک (sols) و محلولهای ترکیبات با وزن مولکولی بالا (HMCs) که قبلاً وجود داشتند، به شدت متفاوت هستند. کلوئیدهای لیوفیلیک نامیده می شوند. کلوئیدهای لیوفوبیک شامل سیستم هایی هستند که در آنها ذرات فاز پراکنده به طور ضعیفی با محیط پراکندگی برهمکنش می کنند. این سیستم ها فقط با صرف انرژی قابل دستیابی هستند و فقط در حضور تثبیت کننده ها پایدار هستند.
نقره کلوئیدی
فرمول فیتو کلوئیدی برای بازیابی و حفظ تعادل قند
محلول های کلوئیدی ژل. هنگامی که یک محلول کلوئیدی روشن می شود، مادی می شود، زیرا ذرات موجود در آن از عبور خطی نور از مایع جلوگیری می کنند. در یک موجود زنده، تمام فرآیندهای فیزیولوژیکی در محلول ها، محلول های کلوئیدی و ژل ها اتفاق می افتد (محلول های کلوئیدی متراکم ژل نامیده می شوند). محلول های کلوئیدی شامل سفیده تخم مرغ، محلول های صابون، ژله ژلاتین و چسب ها هستند. ژل های مختلف به طور گسترده در لوازم آرایشی استفاده می شود. عناصر اصلی آنها آب و برخی مواد کلوئیدی مانند ژلاتین، صمغ عربی، کربوکسی متیل سلولز و غیره است.
محلول کلوئیدی مواد معدنی توضیحات: مجموعه کاملی از مواد معدنی به شکل آسان هضم. در تشکیل بافت استخوانی و ایجاد سلول های خونی شرکت می کند. لازم برای عملکرد طبیعی قلب و عروق و سیستم های عصبی. تون عضلانی و ترکیب مایع داخل سلولی را تنظیم می کند.
ماشینی برای تولید محلول های کلوئیدی بسیار پایدار
در لوله آزمایش در سمت چپ محلول کلوئیدی نانوذرات طلا در آب قرار دارد.
محلول های کلوئیدی جایگزین حجم محلول های کلوئیدی به طور سنتی به مصنوعی و طبیعی (پروتئین) تقسیم می شوند. دومی شامل محلول های FFP و آلبومین است. لازم به ذکر است که طبق ایده های مدرن که در توصیه های WHO ذکر شده است ، هیپوولمی در لیست نشانه های تزریق آلبومین و FFP گنجانده نشده است ، اما در برخی موارد آنها عملکرد جایگزینی حجم را نیز حفظ می کنند. ما در مورد شرایطی صحبت می کنیم که دوز تجویز شده کلوئیدهای مصنوعی به حداکثر میزان ایمن رسیده است، اما نیاز به کلوئیدها باقی می ماند یا استفاده از کلوئیدهای مصنوعی غیرممکن است (به عنوان مثال، در بیماران مبتلا به اختلالات هموستاز جبران نشده).
بنابراین، بر اساس گزارش مرکز هماتولوژی، در بیماران مبتلا به پاتولوژی هموستاز بستری در بخش مراقبت‌های ویژه با سندرم هیپوولمی، سهم FFP بیش از 35 درصد از حجم کل محلولهای جایگزین حجم کلوئیدی است. به طور طبیعی، باید اثر حجمی کلوئیدهای طبیعی تزریق شده با توجه به نشانه های اصلی را در نظر گرفت.
محلول کلوئیدی طلا در آب غیر معدنی
محلول کلوئیدی مواد معدنی
مایع مغناطیسی یک محلول کلوئیدی است.
خواص پراکندگی کلوئیدی همچنین به ماهیت فصل مشترک بین فاز پراکندگی و محیط پراکنده بستگی دارد. با وجود نسبت سطح به حجم زیاد، مقدار مواد مورد نیاز برای اصلاح رابط در سیستم های پراکنده معمولی بسیار کم است. افزودن مقادیر کمی از مواد مناسب (به ویژه سورفکتانت ها، پلیمرها و ضدیون های چند ظرفیتی) می تواند به طور قابل توجهی خواص توده ای سیستم های پراکنده کلوئیدی را تغییر دهد. به عنوان مثال، تغییر واضح در قوام (چگالی، ویسکوزیته) سوسپانسیون های رسی می تواند با افزودن مقادیر کمی یون کلسیم (ضخیم شدن، فشرده شدن) یا یون های فسفات (مایع شدن) ایجاد شود. بر این اساس، شیمی پدیده های سطحی را می توان در نظر گرفت جزءشیمی کلوئیدی، اگرچه رابطه معکوس اصلا ضروری نیست
اسلاید 2
سیستمهای پراکنده، سیستمهای ریزهتروژنی با رابط داخلی بسیار توسعه یافته بین فازها هستند.
اسلاید 3
محیط پراکندگی یک فاز پیوسته (بدنه) است که در حجم آن فاز (پراکنده) دیگری به صورت ذرات جامد کوچک، قطرات مایع یا حباب های گاز پخش می شود. فاز پراکنده مجموعه ای از ذرات جامد همگن کوچک، قطرات مایع یا حباب های گاز است که به طور مساوی در محیط اطراف (پراکندگی) توزیع شده اند.
اسلاید 4
اسلاید 5
طبقه بندی سیستم های پراکنده
اسلاید 6
سیستم های پراکنده درشت (تعلیق)
امولسیون‌ها سیستمهای پراکنده‌ای هستند که در آنها فاز پراکنده و محیط پراکندگی، مایعات غیرقابل امتزاج هستند. با تکان دادن طولانی مدت مخلوط، امولسیون را می توان از آب و روغن تهیه کرد. نمونه ای از امولسیون شیر است که در آن گلبول های کوچک چربی در مایع شناور است. سوسپانسیون ها سیستم های پراکنده ای هستند که در آنها فاز پراکنده جامد و محیط پراکندگی مایع است و جامد عملاً در مایع نامحلول است. برای تهیه سوسپانسیون، باید این ماده را آسیاب کنید تا به پودر ریز تبدیل شود، آن را در مایعی بریزید که ماده در آن حل نشود و خوب تکان دهید (مثلاً خاک رس را در آب تکان دهید). با گذشت زمان، ذرات به ته ظرف سقوط می کنند. بدیهی است که هرچه ذرات کوچکتر باشند، معلق ماندگاری بیشتری خواهد داشت. آئروسل ها سوسپانسیون هایی در گاز از ذرات کوچک مایعات یا جامدات هستند.
اسلاید 7
محلول های کلوئیدی
سل ها به روش های پراکندگی و تراکم تولید می شوند. پراکندگی اغلب با استفاده از "آسیاب های کلوئیدی" ویژه انجام می شود. در روش چگالش، ذرات کلوئیدی از ترکیب اتم ها یا مولکول ها به صورت سنگدانه ها تشکیل می شوند. با گذشت خیلی ها واکنش های شیمیاییتراکم نیز رخ می دهد و سیستم های بسیار پراکنده تشکیل می شود (رسوب، هیدرولیز، واکنش های ردوکس و غیره) - خون، لنف ... ژل. تحت شرایط خاصی، انعقاد (پدیده چسبیدن ذرات کلوئیدی به هم و رسوب) سل منجر به تشکیل توده ژلاتینی به نام ژل می شود. در این حالت، کل جرم ذرات کلوئیدی که حلال را به هم متصل می کنند، به حالت عجیب و غریب نیمه مایع-نیمه جامد تبدیل می شوند. - ژلاتین، ژله، مارمالاد.
اسلاید 8
اثر تیندال
اثر Tyndall یک اثر نوری است، پراکندگی نور هنگامی که یک پرتو نور از یک محیط نوری ناهمگن عبور می کند. معمولاً به صورت یک مخروط درخشان (مخروط تیندال) در پس زمینه تاریک قابل مشاهده است. مشخصه محلول های سیستم های کلوئیدی (به عنوان مثال، سل ها، فلزات، لاتکس های رقیق شده، دود تنباکو)، که در آنها ذرات و محیط آنها از نظر ضریب شکست متفاوت است. تعدادی از روشهای نوری برای تعیین اندازه، شکل و غلظت ذرات کلوئیدی و ماکرومولکول‌ها بر اساس اثر Tyndall هستند. اثر تیندال به افتخار جان تیندال که آن را کشف کرد نامگذاری شده است.
اسلاید 9
از نظر شماتیک، فرآیند پراکندگی نور به شکل زیر است:
اسلاید 10
راه حل های واقعی
مولکولی محلول های آبی غیر الکترولیت ها - مواد آلی (الکل، گلوکز، ساکارز و غیره) هستند. یونی محلول های الکترولیت های قوی هستند (قلیاها، نمک ها، اسیدها - NaOH، K2SO4. HNO3، HClO4). مولکولی - یونی - اینها محلول هستند الکترولیت های ضعیف(اسیدهای نیتروژن، هیدروسولفید و غیره).
اسلاید 11
طبقه بندی
با حالت تجمع محیط پراکندگی و فاز پراکنده: مایع گاز جامد
اسلاید 12
محیط پراکنده: جامد
فاز پراکنده – گاز: خاک، پارچه های نساجی، آجر و سرامیک، شکلات هوادهی، پودر. فاز پراکنده – مایع: خاک مرطوب، محصولات پزشکی و آرایشی. فاز پراکنده – ماده جامد: سنگ ها، شیشه های رنگی، برخی آلیاژها.
اسلاید 13
محیط پراکنده: گاز
فاز پراکنده – گاز: همیشه مخلوط همگن (هوا، گاز طبیعی) فاز پراکنده – مایع: مه، گاز همراه با قطرات نفت، ذرات معلق در هوا. فاز پراکنده - ماده جامد: گرد و غبار در هوا، دود، دود، طوفان شن.
اسلاید 14
محیط پراکنده: مایع
فاز پراکنده – گاز: نوشیدنی های جوشان، فوم ها. فاز پراکنده - مایع: امولسیون: روغن، خامه، شیر. مایعات بدن، محتویات مایع سلول ها. فاز پراکنده - ماده جامد: سل، ژل، خمیر. راهکارهای ساخت و ساز
اسلاید 15
اهمیت سیستم های پراکنده
برای شیمی، سیستم های پراکنده ای که در آنها محیط آب و محلول های مایع است، از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. آب طبیعی همیشه حاوی مواد محلول است. محلول های آبی طبیعی در فرآیندهای تشکیل خاک شرکت می کنند و مواد مغذی گیاهان را تامین می کنند. فرآیندهای زندگی پیچیده ای که در بدن انسان و حیوان رخ می دهد در محلول ها نیز رخ می دهد. بسیاری فرآیندهای تکنولوژیکیدر صنایع شیمیایی و سایر صنایع، به عنوان مثال، تولید اسیدها، فلزات، کاغذ، سودا و کودها در محلول ها اتفاق می افتد.
اسلاید 16
تکمیل شده توسط: Milena Yekmalyan
مشاهده همه اسلایدها
D.S. D.F. سمبل مثال مایع گاز جامد G / G F / G T / G غایب مه، ابرها دود، گرد و غبار، پودرها گاز مایع مایع جامد G / F F 1 / F 2 T / F فوم امولسیون ها سوسپانسیون ها، سوسپانسیون ها گاز جامد مایع جامد G / T F / T T 1 / T 2 پوکه، نان خاک، خاک مواد معدنی، آلیاژها طبقه بندی سیستم های پراکنده
10 -7 متر یا > 100 نانومتر 2. سیستمهای پراکنده کلوئیدی 10 -7 - 10 -9 متر، محلولهای یونی مولکولی 1 - 100 نانومتر (واقعی): 10 -7 متر یا >100 نانومتر 2. سیستمهای پراکنده کلوئیدی 10 -7 - محلول های مولکولی-یونی (واقعی) 10-9 متر، 1 تا 100 نانومتر: 5 II. با توجه به درجه پراکندگی فاز پراکنده 1. سیستم های پراکنده درشت >10 -7 متر یا >100 نانومتر 2. سیستم های پراکنده کلوئیدی m, nm محلول های یونی مولکولی (واقعی): 10 -7 متر یا >100 نانومتر 2. کلوئیدی سیستم های پراکنده 10 -7 - 10 -9 متر، 1 - 100 نانومتر محلول های مولکولی یونی (واقعی): 10 -7 متر یا >100 نانومتر 2. سیستم های پراکنده کلوئیدی 10 -7 - 10 -9 متر، 1 - 100 نانومتر مولکولی محلول های -یونی (واقعی): 10-7 متر یا >100 نانومتر 2. سیستم های پراکنده کلوئیدی 10-7 - 10-9 متر، 1-100 نانومتر محلول های مولکولی-یونی (واقعی): 10-7 متر یا >100 نانومتر مربع سیستم های پراکنده کلوئیدی 10 -7 - 10 -9 متر، 1 - 100 نانومتر محلول های یونی مولکولی (true): title="II. با توجه به درجه پراکندگی فاز پراکنده 1. سیستم های درشت پراکنده >10. -7 متر یا > 100 نانومتر 2. سیستمهای پراکنده کلوئیدی 10 -7 - 10 -9 متر، محلولهای یونی مولکولی (واقعی) 1 - 100 نانومتر:
سیستمهای پراکنده درشت سیستمهای پراکنده کلوئیدی محلولهای واقعی ناهمگن از نظر ترمودینامیکی ناپایدار پیری با زمان ذرات از فیلتر کاغذی عبور نمی‌کنند ناهمگن از نظر ترمودینامیکی ناپایدار پیری با گذشت زمان عبور همگن پایدار بدون پیری عبور ویژگی‌های سیستمهای با درجات پراکندگی متفاوت
سیستمهای پراکنده درشت سیستمهای پراکنده کلوئیدی محلولهای واقعی ذرات از اولترافیلتر (غشاء) عبور نمی‌کنند، نور را منعکس می‌کنند، بنابراین مات هستند عبور نمی‌کنند شفاف، اما نور را پراکنده می‌کنند، بنابراین مادی (مخروط تیندال می‌دهند) عبور شفاف
II. روش های تراکم روش های فیزیکی: الف - روش جایگزینی حلال ب - روش تراکم بخار روشهای شیمیایی: - واکنشهای احیا (Ag 2 O + H 2 2Ag + H 2 O) - واکنشهای اکسیداسیون (2H 2 S + SO 2 3S + 2H 2 O) - واکنشهای تبادلی ( СuСl 2 + Na 2 S CuS + 2NaCl) - واکنشهای هیدرولیز (FeСl 3 + ЗН 2 O Fe(OH) 3 +3HCI)
شرایط به دست آوردن سل: 1. حلالیت ضعیف D.F. در D.S.، یعنی. وجود مرز فاز؛ 2. اندازه ذرات m (100-1 نانومتر). 3. وجود یک یون تثبیت کننده، که با جذب شدن روی هسته، از چسبیدن ذرات به هم جلوگیری می کند (یون تثبیت کننده توسط قانون Panetta-Faience تعیین می شود).
مجموع m mol (NH 4) 2 S گرفته شده در n مول مازاد: n (NH 4) 2 S 2n NH n S 2- ضدیون های POI (انجماد n S 2- هسته POI (2n-x) NH 4 + لایه جذب) x - گرانول x NH 4 + قسمت میسلی از لایه پراکنده ضدیون X - در لایه جذبی شامل СuSO 4 + (NH 4) 2 S CuS+ (NH 4) 2 SO 4
2 پرش پتانسیل در میسل وجود دارد: 1) φ - الکتروترمودینامیکی - φ ~ 1 ولت. 2) ζ (زتا) - الکتروکینتیک - ζ = 0.1 ولت حالت گرانول، زمانی که تمام یون‌های لایه منتشر به داخل می‌رسند. لایه جذب و ز = 0، ایزوالکتریک نامیده می شود. ( n Сu 2+ (n-x) SO 4 2- ) 2x+ x SO 4 2- φ ζ
II. پایداری تجمعی توانایی یک سیستم برای مقاومت در برابر تجمع ذرات فاز پراکنده است. معیارها: 1. پوسته یونی، یعنی. وجود یک لایه الکتریکی دوگانه؛ DES = جذب + لایه منتشر 2. حلال (هیدرات) پوسته حلال (هرچه بیشتر، دهان). 3. مقدار ζ پتانسیل گرانول (> ζ، پایدارتر) 4. دما. ζ، تنظیم) 4. دما."> 
آستانه انعقاد - کوچکترین مقدار الکترولیت که باعث انعقاد آشکار 1 لیتر سل γ = C V / V o γ - آستانه انعقاد، مول در لیتر می شود. ج - غلظت الکترولیت، مول در لیتر. V حجم محلول الکترولیت، l است. V o - حجم سل، l. P = 1 / γ - توانایی انعقاد الکترولیت
C2C2 C1C γ2γ2 γ1γ1 انعقاد با مخلوط الکترولیت ها: 1 – افزایشی. 2- تضاد 3 - هم افزایی
محافظت از کلوئیدها در برابر انعقاد پایداری کلوئیدها در برابر عمل الکترولیت ها با افزودن BMC افزایش می یابد (پروتئین ها، پلی ساکاریدها: ژلاتین، نشاسته، کازئین سدیم. مکانیسم اثر حفاظتی BMC: 1. درشت مولکول های BMC روی ذرات کلوئیدی جذب می شوند. از آنجایی که مولکول های BMC آبدوست هستند، پس قسمت های آبگریز سل که توسط مولکول های BMC احاطه شده اند، آبدوست تر می شوند و پایداری آنها در داخل سل می باشد. محلول آبیافزایش می یابد. 2. پوسته حلالیت در اطراف ذرات آبگریز افزایش می یابد که از نزدیک شدن و چسبیدن ذرات سل به یکدیگر جلوگیری می کند.
برنامه ریزی کنید
1. علائم اجسام شیمی کلوئیدیو ویژگی های کمی
سیستم های پراکنده
2. طبقه بندی سیستم های پراکنده
3.روش های بدست آوردن سیستم های پراکنده
4-ساختار ذرات کلوئیدی (میسل)
5. خواص محلول های کلوئیدی
6. پایداری محلول های کلوئیدی
7. انعقاد هیدروسل های معدنی
شیمی کلوئیدی علم پدیده های سطحی و خواص فیزیکوشیمیایی سیستم های پراکنده است.
فاز مجموعه ای از قطعات یک سیستم است که از نظر ترکیب و خواص ترمودینامیکی یکسان هستند.
ماده توزیع شده دربه شکل ذرات منفرد (جامد
ذرات، قطرات مایع،
حباب های گاز و غیره)
فاز پراکنده نامیده می شود.
ماده ای که فاز پراکنده در آن توزیع می شود، محیط پراکندگی است.
فاز پراکنده در آن نامحلول استمحیط پراکندگی و جدا شده است
از آن توسط رابط. سیستمی که در آن یکی
ماده خرد شده و
در توده دیگری توزیع شده است
موادی به نام
سیستم پراکنده
ویژگی های کمی سیستم های پراکنده
1. اندازه ذرات عرضی(ø، لبه مکعب) - d; [d]=cm، m
2. پراکندگی (D) - ارزش متقابل
اندازه ذرات عرضی: D=1/d;
[D]=cm-1، m-1
درجه آسیاب (خرد شدن) ماده
درجه پراکندگی نامیده می شود.
وابستگی سطح ویژه به اندازه عرضی ذرات (d) و به پراکندگی (D)
طبقه بندی سیستم های پراکنده
I. بر اساس درجه پراکندگیفاز پراکنده
1. سیستم های درشت
>10-7 متر یا >100 نانومتر
2. سیستم های پراکنده کلوئیدی
≈ 10-7 - 10-9 متر، 1 - 100 نانومتر
3. مولکولی-یونی (درست)
راه حل ها:
< 10-9 м, < 1 нм
2. با توجه به درجه برهمکنش بین ذرات فاز پراکنده
آزادانه پراکنده - ذرات متصل نیستند، اینسیستم هایی که سیالیت دارند، مانند سیستم های معمولی
مایعات و محلول ها (محلول های کلوئیدی،
تعلیق، تعلیق)
منسجم پراکنده ساخته شده است
سیستم هایی با شبکه فضایی، قاب
و کسب خواص نیمه جامد (ژل،
اجسام متخلخل، رسوبات آمورف)
در dthr< 2нм – микропористые
2 - 200 نانومتر - گذرا
> 200 نانومتر - ماکرو متخلخل
3. با توجه به برهمکنش بین فاز پراکنده و محیط پراکندگی (برای یک محیط مایع)
سیستم های با تعامل فشردهفازها و محیط هایی با تشکیل، به عنوان مثال، در
مایعات، روی سطح فاز پراکنده
لایه های حل شده لیوفیلیک نامیده می شوند
(آب دوست). با ضعیف
برهمکنش فاز پراکنده و
محیط پراکندگی سیستم نامیده می شود
لیوفوبیک (آب گریز).
4. با توجه به حالت تجمع
Disperio Disperseمحیط ملی
فاز
مشروط
تعیین
نمونه ها
1. گاز
g1/g2
2. مایع
w/g
مخلوط برخی از گازها در بالا
فشارها
مه، ابرها، ذرات معلق در هوا
3. جامد
1. گاز
2. مایع
t/y
g/f
w1/w2
3. جامد
t/f
1. گاز
g/t
2. مایع
w/t
3. جامد
t1/t2
گاز
مایع
سخت
دود، گرد و غبار، ذرات معلق در هوا
فوم ها (فم آبجو، فوم آتشین، گل ختمی)
امولسیون ها (شیر، روغن، خامه، لاتکس،
سس مایونز)
سوسپانسیون، سوسپانسیون، خمیر، لجن، شکلات،
کاکائو
ژل، پوکه، زغال چوب، فوم پلی استایرن،
فوم بتن، سیلیکاژل
خاک، خاک، مروارید
آلیاژهای فلزی، بتن، مواد معدنی،
لیوان های یاقوت، آمتیست، لعاب،
مواد کامپوزیت
روش های بدست آوردن سیستم های پراکنده
پراکنده کردن (مواد ریزخرد شده - پراکنده در
ترکیب محیط پراکندگی)
تراکم (کلوئیدی
این وضعیت در نتیجه ایجاد می شود
ارتباط مولکول ها یا یون ها
مواد)
روش های پراکندگی
1. خرد کردن مکانیکی (همهسیستم های کلوئیدی طبیعی).
2. خرد کردن التراسونیک
3. خرد کردن الکتریکی
4. خرد کردن شیمیایی - پپتیزاسیون
Fe(OH)3 + NaCl → Fe(OH)2Cl + NaOH
روش های تراکم
الف. فیزیکی1. تراکم بخار در محیط گازی (مه).
2. تراکم بخار در مایع (جیوه در
آب سرد)، نمک های فلزی در برق
قوس
3. تراکم ذرات در هنگام جایگزینی حلال
(کلوفون - جایگزین الکل با آب)
4. تراکم مشترک مواد نیست
محلول در یکدیگر (محل فلزات Al, Na,
K در حلال های آلی) - تبخیر و
چگالش مفصل در خلاء
روش های تراکم
ب. شیمیایی(نامگذاری شده بر اساس نوع واکنش شیمیایی)
1. بازیابی
2HAuCl4 + 3H2O2 → 2Au + 8HCl + 3O2
2. هیدرولیز
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 +3HCl (سل هیدروکسید آهن)
3. اکسیداسیون - احیا
3O2 + 2H2S → 3S + 2H2O (سل گوگرد)
4. واکنش مبادله
Na2SO4 +BaCl2 = BaSO4 +2NaCl روشهای تصفیه کلوئیدی
راه حل ها:
دیالیز اولترافیلتراسیون دیالیز جبرانی
(vividialis) - AIP نظریه ساختار میسلی
ذرات کلوئیدی
MICELLA (لاتینی میکا - خرده نان) ذره ای جداگانه از فاز پراکنده است
محلول کلوئیدی با مایع
محیط پراکندگی میسل شامل موارد زیر است:
1. هسته ها
2. لایه جذب.
3. لایه پراکنده.
هسته از یک مجموعه تشکیل شده است
(کریستال های کمی محلول
مواد) و تعیین کننده پتانسیل
یون ها (POI).
طرح ساختار یک سل میسل کلوئیدی
قانون PANETTA-FAIENCE:شبکه کریستالی هسته را تکمیل می کند
یونی که در محلول است
بیش از حد و در کل موجود است یا
مربوط به او شرایط به دست آوردن سل:
1. حلالیت ضعیف D.F. در D.S.
آن ها وجود مرز فاز؛
2. اندازه ذرات 10-7 -10-9 متر (1-100 نانومتر);
3. وجود یک یون تثبیت کننده، که
از جذب شدن روی هسته جلوگیری می کند
تجمع ذرات (تثبیت کننده یون
تعیین شده توسط قانون پانتا-فاجانس) Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+2NaCl
واحد
متر مول
Na2SO4 در n مول بیش از حد گرفته می شود:
n Na2SO4 → 2n Na+ + n ضدیون SO42 POI
X - در لایه جذب گنجانده نشده است
میسل
گرانول
(nSO42- 2(n-x) Na+ )2х- 2x Na+
واحد POI
قسمت
پراکنده
هسته
ضدیون ها
لایه
لایه جذب Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+ 2NaCl
BaCl2 در n مول بیش از حد گرفته می شود.
n BaCl2 → n Ba2+ + n ضدیون 2Cl
POI
میسل
گرانول
(m(BaSO4) n
Ba2+
2x+
2 (n-x) Cl- ) 2x Cl-
قسمت
POI
واحد
ضد یون ها منتشر می شوند
هسته
لایه
لایه جذب 2 پرش احتمالی در یک میسل وجود دارد:
1) φ - الکتروترمودینامیکی -
φ ~ 1 ولت.
2) ζ (زتا) - الکتروکینتیک -
ζ = 0.1 ولت
( n Ba2+ (2n-x) Cl-)2x+ 2x Clφ
ζ
وضعیت گرانول زمانی که تمام یون ها
لایه پراکنده تبدیل به
جذب و ζ = 0 - نامیده می شود
ایزوالکتریک
پتانسیل الکتروکینتیک یا زتا (ξ-پتانسیل)
بین گرانول ولایه پراکنده، یعنی بین
ثابت و سیار
بخش هایی از یک ذره کلوئیدی
پدیده های الکتروکینتیکی:
الکتروفورز–
این حرکت ذرات فاز پراکنده به داخل است
میدان الکتریکی
به یک الکترود با بار مخالف
الکترواسموز –
این حرکت جهت دار پراکندگی است
محیط از طریق یک غشای نیمه تراوا
در میدان الکتریکی
پایداری محلول های کلوئیدی
پایداری جنبشی
مربوط به توانایی ذرات استفاز پراکنده به
حرارتی خود به خود
حرکت در محلول، که
معروف به براونی
حرکات
پایداری کل
به این دلیل است کهسطوح ذرات کلوئیدی
جذب یون از وجود دارد
محیط زیست I. رسوب گذاری (سینتیکی)
معیارهای پایداری:
1. حرکت براونی;
2. درجه پراکندگی;
3. ویسکوزیته محیط پراکندگی (هر چه بیشتر، بیشتر
دهان)؛
4. درجه حرارت (بیشتر، مناسب تر). II. ثبات تجمعی –
توانایی سیستم برای مقاومت
چسبندگی ذرات فاز پراکنده
معیارها:
1. پوسته یونی، یعنی. در دسترس بودن
دو لایه الکتریکی؛ DES =
لایه جذب + پخش
2. solvate (هیدرات) پوسته
حلال (هرچه بیشتر، مناسب تر)؛
3. مقدار پتانسیل ζ- گرانول (> ζ، بیشتر<
احتمال چسبیدن و در نتیجه > دهان)
4. دما عوامل اصلی پایداری
محلول های کلوئیدی
1. بزرگی ζ-پتانسیل
2. بزرگی الکترودینامیک
پتانسیل (φ)
3. ضخامت لایه منتشر
4. مقدار شارژ گرانول انعقاد -
فرآیند بزرگ شدن ذرات
فاز پراکنده سل با
بارش های بعدی
عوامل ایجاد انعقاد:
1.
2.
3.
4.
5.
افزایش غلظت سل؛
عمل نور؛
تغییر دما؛
تابش؛
اضافه کردن الکترولیت ها وابستگی سرعت انعقاد
در غلظت الکترولیت
پنهان شده است
صریح
کند
سریع آستانه انعقاد
-
کمترین مقدار الکترولیت،
که باعث انعقاد آشکار 1l
زولا
γ = C V / Vо
γ - آستانه انعقاد، مول در لیتر؛
ج - غلظت الکترولیت، مول در لیتر.
V حجم محلول الکترولیت، l است.
Vo حجم sol، l است.
P = 1 / γ - توانایی انعقاد الکترولیت قانون شولز-هاردی:
برای یون های ظرفیت های مختلف، انعقاد آنها
اقدام مستقیماً با هزینه ها متناسب است
یون ها به توان ششم گرانول (-)
Р(Al+3): Р(Ca+2) : Р(K+1) ≈
36: 26: 16 ≈ 729: 64: 1
γ(Al+3):γ(Ca+2):γ(K+1) ≈ 1/36:1/26:1/16
گرانول (+)
P(PO4 3-) : P(SO42-) : P(Cl-) ≈ 36: 26: 16
γ(PO4 3-): γ(SO42-): γ(Cl-) ≈ 1/36:1/26:1/16 در طول انعقاد با مخلوط الکترولیت
3 مورد ممکن است:
1) افزایشی –
2) تضاد -
3) هم افزایی – C2
γ2
2
1
3
γ1
C1
انعقاد با مخلوط الکترولیت:
1 - افزایشی 2- تضاد 3 - هم افزایی مکانیسم انعقاد مواد سل توسط الکترولیت ها
1. فشرده سازی لایه منتشر
2. جذب انتخابی یون ها از
بار مخالف بار گرانول
3. جذب تبادل یونی محافظت از کلوئیدها در برابر انعقاد
مقاومت کلوئیدها در برابر الکترولیت ها
با افزودن IUD (پروتئین ها،
پلی ساکاریدها: ژلاتین، نشاسته، سدیم کازئین.
مکانیسم عمل حفاظتی IUD:
1. ماکرومولکول های IUD روی کلوئیدی جذب می شوند
ذرات سل چون پس مولکول های BMC آبدوست هستند
بخش‌های آبگریز محلول که توسط مولکول‌های BMC احاطه شده‌اند،
آبدوست تر شده و پایداری آنها در
محلول آبی افزایش می یابد.
2. پوسته حلال در اطراف افزایش می یابد
ذرات آبگریز، که مانع از نزدیک شدن و
چسبیدن ذرات سل به هم
نقره کلوئیدی محلول کلوئیدی ذرات بسیار ریز نقره در حالت تعلیق است.
نقره کلوئیدی کمک می کندبدن نمی تواند با عفونت مبارزه کند
بدتر از مصرف آنتی بیوتیک،
اما هیچ عوارض جانبی مطلقا
بلوک مولکول های نقره
تکثیر باکتری های مضر،
ویروس ها و قارچ ها را کاهش دهید
فعالیت حیاتی در عین حال، طیف
اثرات نقره کلوئیدی
650 گونه را پوشش می دهد
باکتری ها (برای مقایسه، طیف
عمل هر آنتی بیوتیکی تنها است
5-10 نوع باکتری).