Hakuna vipengele asili ambavyo ni safi. Kimsingi, wote ni mchanganyiko. Wao, kwa upande wake, wanaweza kuwa tofauti au homogeneous. Wao huundwa kutoka kwa vitu katika hali ya mkusanyiko, na hivyo kuunda mfumo fulani wa utawanyiko ambao kuna awamu mbalimbali. Kwa kuongeza, mchanganyiko kawaida huwa na kati ya utawanyiko. Kiini chake kiko katika ukweli kwamba inachukuliwa kuwa kipengele kilicho na kiasi kikubwa ambacho dutu fulani inasambazwa. Katika mfumo uliotawanyika, awamu na kati ziko kwa namna ambayo kuna chembe za interface kati yao. Kwa hiyo, inaitwa tofauti au tofauti. Kwa kuzingatia hili, kitendo cha uso, na sio chembe kwa ujumla, ni muhimu sana.
Tawanya uainishaji wa mfumo
Awamu, kama unavyojua, inawakilishwa na dutu ambazo zina hali tofauti. Na vipengele hivi vimegawanywa katika aina kadhaa. Hali ya mkusanyiko wa awamu iliyotawanywa inategemea mchanganyiko wamazingira, na kusababisha aina 9 za mifumo:
- Gesi. Kioevu, kigumu na kipengele kinachohusika. Mchanganyiko usio na usawa, ukungu, vumbi, erosoli.
- Awamu ya kutawanywa kwa kioevu. Gesi, imara, maji. Povu, emulsion, sols.
- Awamu thabiti iliyotawanywa. Kioevu, gesi na dutu inayozingatiwa katika kesi hii. Udongo, njia katika dawa au vipodozi, mawe.
Kama sheria, ukubwa wa mfumo uliotawanywa hubainishwa na saizi ya chembe za awamu. Kuna uainishaji ufuatao:
- mbaya (kusimamishwa);
- nyembamba (suluhisho za colloidal na za kweli).
Chembe za mfumo wa utawanyiko
Wakati wa kuchunguza mchanganyiko wa coarse, mtu anaweza kuona kwamba chembe za misombo hii katika muundo zinaweza kuonekana kwa jicho la uchi, kutokana na ukweli kwamba ukubwa wao ni zaidi ya 100 nm. Kusimamishwa, kama sheria, hurejelea mfumo ambao awamu iliyotawanywa inaweza kutenganishwa kutoka kwa kati. Hii ni kwa sababu wanachukuliwa kuwa opaque. Kusimamishwa kumegawanywa katika emulsion (vimiminika visivyoyeyuka), erosoli (chembe laini na yabisi), kusimamishwa (imara katika maji).
Dutu ya colloidal ni kitu chochote ambacho kina ubora wa kuwa na kipengele kingine kilichotawanywa juu yake. Hiyo ni, iko, au tuseme, ni sehemu ya awamu iliyotawanywa. Hii ni hali wakati nyenzo moja inasambazwa kabisa kwa nyingine, au tuseme kwa kiasi chake. Katika mfano wa maziwa, mafuta ya kioevu hutawanywa katika suluhisho la maji. Katika kesi hii, molekuli ndogo iko ndani ya 1nanomita na mikromita 1, na kuifanya isionekane kwa darubini ya macho wakati mchanganyiko unakuwa sawa.
Yaani, hakuna sehemu ya suluhu iliyo na mkusanyiko mkubwa au mdogo wa awamu iliyotawanywa kuliko nyingine yoyote. Tunaweza kusema kwamba ni colloidal katika asili. Kubwa zaidi inaitwa awamu inayoendelea au kati ya utawanyiko. Kwa kuwa ukubwa na usambazaji wake haubadilika, na kipengele kinachohusika kinasambazwa juu yake. Aina za koloidi ni pamoja na erosoli, emulsion, povu, mtawanyiko, na mchanganyiko unaoitwa hidrosols. Kila mfumo kama huu una awamu mbili: awamu iliyotawanywa na inayoendelea.
Colloids kwa historia
Kuvutiwa sana na vitu kama hivyo kulikuwepo katika sayansi zote mwanzoni mwa karne ya 20. Einstein na wanasayansi wengine walisoma kwa uangalifu sifa na matumizi yao. Wakati huo, uwanja huu mpya wa sayansi ulikuwa eneo linaloongoza la utafiti kwa wananadharia, watafiti na watengenezaji. Baada ya kilele cha riba hadi 1950, utafiti juu ya colloids ulipungua sana. Inafurahisha kutambua kwamba tangu kuibuka hivi karibuni kwa darubini za nguvu za juu na "nanoteknolojia" (utafiti wa vitu vya kiwango fulani kidogo), kumekuwa na hamu mpya ya kisayansi katika utafiti wa nyenzo mpya.
Mengi zaidi kuhusu dutu hizi
Kuna vipengee vilivyozingatiwa katika asili na katika miyeyusho isiyo ya kawaida ambayo ina sifa za rangi. Kwa mfano, mayonnaise, lotion ya vipodozi, na mafuta ni aina ya emulsions ya bandia, na maziwa ni sawa.mchanganyiko unaopatikana katika asili. Povu za koloni ni pamoja na cream iliyopigwa na povu ya kunyoa, wakati vitu vinavyoweza kuliwa ni pamoja na siagi, marshmallows, na jeli. Mbali na chakula, vitu hivi vipo katika mfumo wa aloi fulani, rangi, wino, sabuni, dawa za kuua wadudu, erosoli, styrofoam na mpira. Hata vitu vyema vya asili kama vile mawingu, lulu na opal vina sifa ya rangi ya colloidal kwa sababu vina dutu nyingine iliyosambazwa kwa usawa kupitia hivyo.
Kupata mchanganyiko wa colloidal
Kwa kuongeza molekuli ndogo hadi upeo wa mikromita 1 hadi 1, au kwa kupunguza chembe kubwa hadi ukubwa sawa. Dutu za colloidal zinaweza kupatikana. Uzalishaji zaidi unategemea aina ya vipengele vinavyotumiwa katika awamu zilizotawanywa na zinazoendelea. Colloids hutenda tofauti kuliko vinywaji vya kawaida. Na hii inazingatiwa katika usafiri na mali ya physico-kemikali. Kwa mfano, utando unaweza kuruhusu suluhu la kweli lenye molekuli dhabiti zilizounganishwa na molekuli kioevu kupita ndani yake. Ambapo dutu ya colloidal ambayo ina kingo iliyotawanywa kupitia kioevu itanyoshwa na membrane. Usawa wa usambazaji ni sawa hadi kufikia kiwango cha usawa wa hadubini kwenye pengo la kipengele kizima cha pili.
Suluhu za Kweli
Mtawanyiko wa Colloid unawakilishwa kama mchanganyiko usio na usawa. Kipengele kina mifumo miwili: awamu inayoendelea na iliyotawanyika. Hii inaonyesha kuwa kesi hii inahusiana naufumbuzi wa kweli, kwa sababu yanahusiana moja kwa moja na mchanganyiko hapo juu, unaojumuisha vitu kadhaa. Katika colloid, pili ina muundo wa chembe ndogo au matone, ambayo ni sawasawa kusambazwa katika kwanza. Kutoka nm 1 hadi 100 nm ni ukubwa unaojumuisha awamu iliyotawanywa, au tuseme chembe, katika angalau mwelekeo mmoja. Katika safu hii, awamu iliyotawanywa ni mchanganyiko wa homogeneous na saizi zilizoonyeshwa, tunaweza kutaja vitu takriban vinavyolingana na maelezo: erosoli za colloidal, emulsion, povu, hydrosols. Kinachoathiriwa kwa kiasi kikubwa na muundo wa kemikali wa uso ni chembechembe au matone yaliyopo katika miundo inayohusika.
Suluhisho na mifumo ya Colloid
Mtu anapaswa kuzingatia ukweli kwamba saizi ya awamu iliyotawanywa ni kigezo ambacho ni vigumu kupima katika mfumo. Suluhisho wakati mwingine huonyeshwa na mali zao wenyewe. Ili iwe rahisi kutambua viashiria vya nyimbo, colloids inafanana nao na inaonekana karibu sawa. Kwa mfano, ikiwa ina kioevu-iliyotawanywa, fomu imara. Matokeo yake, chembe hazitapita kwenye membrane. Wakati vipengele vingine kama ioni zilizoyeyushwa au molekuli zinaweza kupita ndani yake. Ikiwa ni rahisi kuchambua, inabadilika kuwa vipengele vilivyoyeyushwa hupitia membrane, na kwa awamu inayozingatiwa, chembe za colloidal haziwezi.
Mwonekano na kutoweka kwa sifa za rangi
Kutokana na athari ya Tyndall, baadhi ya vitu hivi vinang'aa. Katika muundo wa kipengele, ni kueneza kwa mwanga. Mifumo mingine na uundaji huja nabaadhi ya kivuli au hata kuwa opaque, na rangi fulani, hata kama baadhi si mkali. Dutu nyingi zinazojulikana, ikiwa ni pamoja na siagi, maziwa, cream, erosoli (ukungu, moshi, moshi), lami, rangi, rangi, gundi, na povu ya bahari, ni colloids. Sehemu hii ya utafiti ilianzishwa mnamo 1861 na mwanasayansi wa Uskoti Thomas Graham. Katika baadhi ya matukio, colloid inaweza kuchukuliwa kuwa mchanganyiko wa homogeneous (sio tofauti). Hii ni kwa sababu tofauti kati ya maada "iliyoyeyushwa" na "punjepunje" wakati mwingine inaweza kuwa suala la kufikiwa.
Aina za haidrokoloidi
Sehemu hii inafafanuliwa kama mfumo wa colloidal ambapo chembe hutawanywa katika maji. Vipengele vya Hydrocolloid, kulingana na kiasi cha kioevu, vinaweza kuchukua majimbo mbalimbali, kwa mfano, gel au sol. Haziwezi kutenduliwa (sehemu moja) au zinaweza kutenduliwa. Kwa mfano, agar, aina ya pili ya hydrocolloid. Huenda ikawa katika hali ya gel na sol, na kupishana kati ya hali na joto lililoongezwa au kuondolewa.
Hidrokoloidi nyingi zinatokana na vyanzo asilia. Kwa mfano, carrageenan hutolewa kutoka kwa mwani, gelatin inatoka kwa mafuta ya bovin, na pectin inatoka kwenye peel ya machungwa na pomace ya apple. Hydrocolloids hutumiwa katika chakula hasa kuathiri texture au viscosity (mchuzi). Pia hutumika kwa utunzaji wa ngozi au kama wakala wa uponyaji baada ya kuumia.
Sifa muhimu za mifumo ya colloidal
Kutokana na maelezo haya inaweza kuonekana kuwa mifumo ya colloidal ni sehemu ndogo ya duara iliyotawanywa. Wao, kwa upande wake, wanaweza kuwa suluhisho (sols)au jeli (jeli). Wa kwanza katika hali nyingi huundwa kwa msingi wa kemia hai. Mwisho huundwa chini ya mchanga unaotokea wakati wa kuganda kwa soli. Suluhisho linaweza kuwa na maji na vitu vya kikaboni, na elektroliti dhaifu au kali. Ukubwa wa chembe za awamu iliyotawanywa ya colloids ni kutoka 100 hadi 1 nm. Hawawezi kuonekana kwa macho. Kama matokeo ya kutulia, awamu na kati ni vigumu kutenganisha.
Kuainisha kwa aina za chembe za awamu iliyotawanywa
Koloidi za molekuli nyingi. Wakati, katika kuvunjika, atomi au molekuli ndogo zaidi za dutu (zenye kipenyo cha chini ya nm 1) huchanganyika pamoja na kuunda chembe za ukubwa sawa. Katika soli hizi, awamu iliyotawanywa ni muundo unaojumuisha mkusanyiko wa atomi au molekuli zilizo na saizi ya Masi ya chini ya 1 nm. Kwa mfano, dhahabu na sulfuri. Katika koloidi hizi, chembe hushikiliwa pamoja na vikosi vya van der Waals. Kawaida wana tabia ya lyophilic. Hii ina maana mwingiliano muhimu wa chembe.
Koloidi zenye uzito wa juu wa molekuli. Hizi ni vitu ambavyo vina molekuli kubwa (kinachojulikana macromolecules), ambayo, wakati kufutwa, huunda kipenyo fulani. Dutu kama hizo huitwa colloids ya macromolecular. Vipengele hivi vya uundaji wa awamu zilizotawanywa kwa kawaida ni polima zenye uzani wa juu sana wa Masi. Macromolecules asilia ni wanga, selulosi, protini, vimeng'enya, gelatin, n.k. Zile za Bandia ni pamoja na polima za sintetiki kama nailoni, polyethilini, plastiki, polystyrene, nk.e. Kawaida huwa na hali ya kila wakati, ambayo ina maana katika kesi hii mwingiliano dhaifu wa chembe.
Koloi zinazohusishwa. Hizi ni vitu ambavyo, vinapoyeyushwa kwa wastani, hufanya kama elektroliti za kawaida katika mkusanyiko wa chini. Lakini ni chembe za colloidal na sehemu kubwa ya enzymatic ya vipengele kutokana na malezi ya vipengele vilivyounganishwa. Chembe za jumla zinazoundwa hivyo huitwa micelles. Molekuli zao zina vikundi vya lyophilic na lyophobic.
Miseli. Wao ni chembe zilizounganishwa au zilizounganishwa zinazoundwa na ushirikiano wa colloid katika suluhisho. Mifano ya kawaida ni sabuni na sabuni. Uundaji hutokea juu ya joto fulani la Kraft, na juu ya mkusanyiko fulani muhimu wa micellization. Wana uwezo wa kuunda ions. Miseli inaweza kuwa na hadi molekuli 100 au zaidi, kwa mfano stearate ya sodiamu ni mfano wa kawaida. Inapoyeyuka kwenye maji, hutoa ayoni.
