موضوع اصلی این مقاله یک ذره کلوئیدی خواهد بود. در اینجا مفهوم محلول کلوئیدی و میسل را بررسی خواهیم کرد. و همچنین با تنوع گونه ای اصلی ذرات مربوط به کلوئیدی آشنا شوید. بیایید به طور جداگانه در مورد ویژگی های مختلف اصطلاح مورد مطالعه، برخی از مفاهیم فردی و موارد دیگر صحبت کنیم.
مقدمه
مفهوم ذره کلوئیدی ارتباط نزدیکی با محلول های مختلف دارد. آنها با هم می توانند انواع سیستم های ریزهتروژن و پراکنده را تشکیل دهند. اندازه ذرات تشکیل دهنده چنین سیستم هایی معمولاً از یک تا صد میکرون متغیر است. علاوه بر وجود سطحی با مرزهای کاملاً جدا شده بین محیط پراکنده و فاز، ذرات کلوئیدی با خاصیت پایداری کم مشخص می شوند و خود محلول ها نمی توانند خود به خود تشکیل شوند. وجود تنوع زیاد در ساختار ساختار داخلی و اندازه ها باعث ایجاد تعداد زیادی روش برای به دست آوردن ذرات می شود.
مفهوم سیستم کلوئیدی
در محلول های کلوئیدی، ذرات در تمام آنهاسنگدانه ها سیستم هایی از نوع پراکنده را تشکیل می دهند که حد واسط بین محلول ها هستند که به صورت درست و درشت تعریف می شوند. در این محلول ها، قطرات، ذرات و حتی حباب هایی که فاز پراکنده را تشکیل می دهند، اندازه هایی از یک تا هزار نانومتر دارند. آنها در ضخامت محیط پراکنده توزیع می شوند، به عنوان یک قاعده، پیوسته، و از نظر ترکیب و/یا حالت تجمع با سیستم اصلی متفاوت هستند. برای درک بهتر معنای چنین واحد اصطلاحی، بهتر است آن را با پس زمینه سیستم هایی که تشکیل می دهد در نظر بگیریم.
تعریف خواص
در میان خواص محلول های کلوئیدی، می توان مهمترین آنها را تعیین کرد:
- تشکیل ذرات با عبور نور تداخلی ندارد.
- کلوئیدهای شفاف توانایی پراکندگی پرتوهای نور را دارند. این پدیده اثر تیندال نامیده می شود.
- بار یک ذره کلوئیدی برای سیستم های پراکنده یکسان است، در نتیجه آنها نمی توانند در محلول وجود داشته باشند. در حرکت براونی، ذرات پراکنده نمی توانند رسوب کنند، که به دلیل حفظ آنها در حالت پرواز است.
انواع اصلی
واحد طبقه بندی پایه محلول های کلوئیدی:
- تعلیق ذرات جامد در گازها دود نامیده می شود.
- به تعلیق ذرات مایع در گازها مه می گویند.
- از ذرات کوچک از نوع جامد یا مایع، معلق در یک محیط گاز، یک آئروسل تشکیل می شود.
- سوسپانسیون گازی در مایعات یا جامدات کف نامیده می شود.
- امولسیون یک سوسپانسیون مایع در یک مایع است.
- Sol یک سیستم پراکنده استنوع فوق میکروتروژنیک.
- ژل یک سوسپانسیون 2 جزء است. اولی یک چارچوب سه بعدی ایجاد می کند که فضای خالی آن با حلال های مختلف با وزن مولکولی کم پر می شود.
- سوسپانسیون ذرات نوع جامد در مایعات، سوسپانسیون نامیده می شود.
در همه این سیستم های کلوئیدی، اندازه ذرات بسته به ماهیت منشاء و وضعیت تجمع آنها می تواند بسیار متفاوت باشد. اما حتی با وجود چنین تعداد بسیار متنوعی از سیستم ها با ساختارهای مختلف، همه آنها کلوئیدی هستند.
تنوع گونه ای ذرات
ذرات اولیه با ابعاد کلوئیدی بر اساس نوع ساختار داخلی به انواع زیر تقسیم می شوند:
- Suspensoids. آنها همچنین کلوئیدهای برگشت ناپذیر نامیده می شوند که نمی توانند به تنهایی برای مدت طولانی وجود داشته باشند.
- کلوئیدهای نوع میسلری یا همان طور که به آنها نیمه کلوئید نیز گفته می شود.
- کلوئیدهای نوع برگشت پذیر (مولکولی).
فرایندهای شکل گیری این ساختارها بسیار متفاوت است، که فرآیند درک آنها را در سطح دقیق، در سطح شیمی و فیزیک پیچیده می کند. ذرات کلوئیدی که این نوع محلول ها از آنها تشکیل می شوند، شکل ها و شرایط بسیار متفاوتی برای فرآیند تشکیل یک سیستم انتگرال دارند.
تعیین suspensoids
Suspensoids محلول هایی با عناصر فلزی و تغییرات آنها به شکل اکسید، هیدروکسید، سولفید و سایر نمک ها هستند.
همهذرات تشکیل دهنده مواد فوق دارای یک شبکه کریستالی مولکولی یا یونی هستند. آنها فاز یک نوع ماده پراکنده را تشکیل می دهند - یک سوسپنسوئید.
یک ویژگی متمایز که تشخیص آنها را از سیستم تعلیق ممکن می کند وجود یک شاخص پراکندگی بالاتر است. اما آنها به دلیل فقدان مکانیزم تثبیت کننده برای پراکندگی به هم مرتبط هستند.
برگشت ناپذیری سوسپنسوئیدها با این واقعیت توضیح داده می شود که رسوب فرآیند بخار دادن آنها به فرد اجازه نمی دهد با ایجاد تماس بین خود رسوب و محیط پراکنده، مجدداً sols بدست آورد. همه سوسپنسوئیدها لیوفوبیک هستند. در چنین محلول هایی به ذرات کلوئیدی مربوط به فلزات و مشتقات نمکی که خرد یا متراکم شده اند می گویند.
روش تولید با دو روشی که همیشه سیستم های پراکنده ایجاد می شوند تفاوتی ندارد:
- به دست آوردن با پراکندگی (ساییدن اجسام بزرگ).
- روش تراکم مواد یونی و محلول مولکولی.
تعیین کلوئیدهای میسلی
کلوئیدهای میسلی به عنوان نیمه کلوئید نیز شناخته می شوند. ذراتی که از آنها ایجاد می شوند در صورت وجود سطح کافی از غلظت مولکول های نوع آمفیفیلیک می توانند ایجاد شوند. چنین مولکول هایی می توانند فقط مواد با وزن مولکولی کم را با پیوند دادن آنها به مجموعه ای از یک مولکول - یک میسل، تشکیل دهند.
مولکول های دارای طبیعت آمفی دوست ساختارهایی متشکل از یک رادیکال هیدروکربنی با پارامترها و خواص مشابه یک حلال غیر قطبی و یک گروه آبدوست هستند کهقطبی نیز نامیده می شود.
میسل ها تجمعات خاصی از مولکول های با فاصله منظم هستند که عمدتاً از طریق استفاده از نیروهای پراکنده در کنار هم نگه داشته می شوند. میسل ها برای مثال در محلول های آبی مواد شوینده تشکیل می شوند.
تعیین کلوئیدهای مولکولی
کلوئیدهای مولکولی ترکیباتی با مولکولی بالا با منشاء طبیعی و مصنوعی هستند. وزن مولکولی می تواند از 10000 تا چند میلیون متغیر باشد. قطعات مولکولی چنین موادی به اندازه یک ذره کلوئیدی هستند. به خود مولکول ها ماکرومولکول می گویند.
ترکیبات از نوع ماکرومولکولی که در معرض رقت هستند، درست، همگن نامیده می شوند. آنها، در مورد رقت شدید، شروع به اطاعت از یک سری قوانین کلی برای فرمولاسیون های رقیق می کنند.
بدست آوردن محلول های کلوئیدی از نوع مولکولی کار نسبتاً ساده ای است. کافی است ماده خشک و حلال مربوطه در تماس باشند.
شکل غیر قطبی ماکرومولکول ها می تواند در هیدروکربن ها حل شود، در حالی که شکل قطبی می تواند در حلال های قطبی حل شود. نمونه دومی حل شدن پروتئین های مختلف در محلول آب و نمک است.
این مواد را برگشت پذیر می نامند زیرا قرار دادن آنها در معرض تبخیر با افزودن بخش های جدیدی از بقایای خشک باعث می شود ذرات کلوئیدی مولکولی به شکل محلول در آیند. روند انحلال آنها باید مرحله ای را طی کند که در آن متورم شود. این یک ویژگی مشخص است که کلوئیدهای مولکولی را متمایز می کنددر برابر پس‌زمینه دیگر سیستم‌هایی که در بالا بحث شد.
در فرآیند تورم، مولکول هایی که حلال را تشکیل می دهند به ضخامت جامد پلیمر نفوذ می کنند و در نتیجه ماکرومولکول ها را از هم جدا می کنند. دومی، به دلیل اندازه بزرگ، به آرامی شروع به پخش شدن در محلول ها می کند. از نظر خارجی، این را می توان با افزایش ارزش حجمی پلیمرها مشاهده کرد.
دستگاه Micelle
میسل‌های سیستم کلوئیدی و ساختار آنها اگر فرآیند شکل‌گیری را در نظر بگیریم، آسان‌تر می‌توان مطالعه کرد. اجازه دهید یک ذره AgI را به عنوان مثال در نظر بگیریم. در این حالت، ذرات از نوع کلوئیدی در طی واکنش زیر تشکیل می شوند:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
مولکول‌های یدید نقره (AgI) ذرات عملاً نامحلول را تشکیل می‌دهند که درون آنها شبکه بلوری توسط کاتیون‌های نقره و آنیون‌های ید تشکیل می‌شود.
ذرات به دست آمده در ابتدا ساختاری بی شکل دارند، اما با متبلور شدن تدریجی، ساختار ظاهری دائمی پیدا می کنند.
اگر AgNO3 و KI را در معادل های مربوطه خود بگیرید، ذرات کریستالی رشد می کنند و به اندازه های قابل توجهی می رسند، حتی از اندازه خود ذره کلوئیدی و سپس به سرعت می رسند. رسوب.
اگر یکی از مواد را بیش از حد مصرف کنید، می توانید به طور مصنوعی از آن یک تثبیت کننده بسازید که از پایداری ذرات کلوئیدی یدید نقره گزارش می دهد. در صورت وجود AgNO بیش از حد3محلول حاوی یون های نقره مثبت و NO3- است. دانستن این نکته ضروری است که فرآیند تشکیل شبکه های کریستالی AgI از قانون Panet-Fajans تبعیت می کند. بنابراین، تنها در حضور یونهای تشکیل‌دهنده این ماده که در این محلول با کاتیون‌های نقره نمایش داده می‌شوند، می‌تواند ادامه یابد (Ag+)..
یونهای آرژانتوم مثبت در سطح تشکیل شبکه کریستالی هسته که به طور محکم در ساختار میسل گنجانده شده و پتانسیل الکتریکی را با هم ارتباط می دهد، تکمیل می شود. به همین دلیل است که یون هایی که برای تکمیل ساخت شبکه هسته ای استفاده می شوند، یون های تعیین کننده پتانسیل نامیده می شوند. در طول تشکیل یک ذره کلوئیدی - میسل - ویژگی های دیگری وجود دارد که یک یا یک دوره دیگر از فرآیند را تعیین می کند. با این حال، همه چیز در اینجا با استفاده از یک مثال با ذکر مهمترین عناصر در نظر گرفته شد.
برخی مفاهیم
اصطلاح ذره کلوئیدی ارتباط نزدیکی با لایه جذب دارد که به طور همزمان با یون های یک نوع تعیین کننده پتانسیل در طی جذب کل مقدار یون های مقابله ای تشکیل می شود.
گرانول ساختاری است که توسط یک هسته و یک لایه جذب تشکیل شده است. دارای پتانسیل الکتریکی مشابه با پتانسیل E است، اما مقدار آن کوچکتر خواهد بود و به مقدار اولیه یون های ضد در لایه جذب بستگی دارد.
انعقاد ذرات کلوئیدی فرآیندی به نام انعقاد است. در سیستم های پراکنده منجر به تشکیل ذرات کوچک می شودبزرگترها این فرآیند با انسجام بین اجزای ساختاری کوچک برای تشکیل ساختارهای انعقادی مشخص می شود.
