Təbiətdə saf elementlər yoxdur. Prinsipcə, bunların hamısı qarışıqdır. Onlar, öz növbəsində, heterojen və ya homojen ola bilər. Onlar birləşmə vəziyyətində olan maddələrdən əmələ gəlir, beləliklə, müxtəlif fazaların olduğu müəyyən bir dispersiya sistemi yaradır. Bundan əlavə, qarışıqlarda adətən dispersiya mühiti olur. Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, hansısa maddənin yayıldığı böyük həcmli bir element hesab olunur. Dispers sistemdə faza və mühit elə yerləşdirilir ki, onların arasında interfeys hissəcikləri olsun. Buna görə də heterojen və ya heterojen adlanır. Bunu nəzərə alaraq, bütövlükdə hissəciklərin deyil, səthin hərəkəti böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Dispers sistem təsnifatı
Faza, bildiyiniz kimi, fərqli vəziyyətə malik maddələrlə təmsil olunur. Və bu elementlər bir neçə növə bölünür. Dispers fazanın aqreqasiya vəziyyəti birləşməsindən asılıdırmühit, nəticədə 9 sistem növü yaranır:
- Qaz. Maye, bərk və sözügedən element. Homojen qarışıq, duman, toz, aerozollar.
- Maye dispers faza. Qaz, su, qaz. Köpüklər, emulsiyalar, məhlullar.
- Bərk dispers faza. Bu vəziyyətdə nəzərə alınan maye, qaz və maddə. Torpaq, tibb və ya kosmetika vasitələri, qayalar.
Bir qayda olaraq, dispers sistemin ölçüsü faza hissəciklərinin ölçüsü ilə müəyyən edilir. Aşağıdakı təsnifat var:
- qaba (asqılar);
- nazik (kolloid və həqiqi məhlullar).
Dispersiya sisteminin hissəcikləri
Kobud qarışıqları tədqiq edərkən, ölçülərinin 100 nm-dən çox olması səbəbindən bu birləşmələrin strukturdakı hissəciklərinin adi gözlə göründüyünü müşahidə etmək olar. Süspansiyonlar, bir qayda olaraq, dispers fazanın mühitdən ayrıla biləcəyi bir sistemə aiddir. Bunun səbəbi onların qeyri-şəffaf hesab edilməsidir. Süspansiyonlar emulsiyalara (həll olmayan mayelər), aerozollara (incə hissəciklər və bərk maddələr), suspenziyalara (suda bərk) bölünür.
Kolloid maddə, üzərində bərabər şəkildə yayılmış başqa elementə malik olan hər hansı bir maddədir. Yəni, mövcuddur, daha doğrusu, dispers fazanın bir hissəsidir. Bu, bir materialın digərində, daha doğrusu, həcmində tamamilə paylandığı bir vəziyyətdir. Süd nümunəsində maye yağ sulu məhlulda dağılır. Bu halda daha kiçik molekul 1 daxilindədirnanometr və 1 mikrometr, qarışıq homojen olduqda onu optik mikroskop üçün görünməz edir.
Yəni məhlulun heç bir hissəsində dispers fazanın hər hansı digərindən daha çox və ya az konsentrasiyası yoxdur. Təbiətcə kolloid olduğunu deyə bilərik. Daha böyük olanı davamlı faza və ya dispersiya mühiti adlanır. Çünki onun ölçüsü və paylanması dəyişmir və sözügedən element onun üzərində paylanır. Kolloidlərin növlərinə aerozollar, emulsiyalar, köpüklər, dispersiyalar və hidrozollar adlanan qarışıqlar daxildir. Hər bir belə sistemin iki fazası var: dispers və davamlı faza.
Tarixə görə kolloidlər
Belə maddələrə güclü maraq 20-ci əsrin əvvəllərində bütün elmlərdə mövcud idi. Eynşteyn və digər elm adamları onların xüsusiyyətlərini və tətbiqlərini diqqətlə öyrəndilər. O dövrdə bu yeni elm sahəsi nəzəriyyəçilər, tədqiqatçılar və istehsalçılar üçün aparıcı tədqiqat sahəsi idi. 1950-ci ilə qədər maraq zirvəsindən sonra kolloidlər üzərində tədqiqatlar əhəmiyyətli dərəcədə azaldı. Maraqlıdır ki, yüksək güclü mikroskopların və "nanotexnologiyaların" (müəyyən kiçik miqyaslı obyektlərin tədqiqi) son zamanlar ortaya çıxmasından sonra yeni materialların öyrənilməsinə elmi maraq yenidən artmışdır.
Bu maddələr haqqında ətraflı
Həm təbiətdə, həm də süni məhlullarda müşahidə olunan kolloid xassələrə malik elementlər var. Məsələn, mayonez, kosmetik losyon və sürtkü yağları süni emulsiya növləridir, süd isə buna oxşardır.təbiətdə rast gəlinən qarışıqdır. Kolloid köpüklərə çırpılmış krem və təraş köpüyü, yeməli məhsullara isə yağ, zefir və jele daxildir. Qida məhsulları ilə yanaşı, bu maddələr müəyyən ərintilər, boyalar, mürəkkəblər, yuyucu vasitələr, insektisidlər, aerozollar, strafor və kauçuk şəklində mövcuddur. Buludlar, mirvarilər və opallar kimi gözəl təbii obyektlər də kolloid xüsusiyyətlərə malikdir, çünki onların arasında bərabər paylanmış başqa bir maddə var.
Kolloid qarışıqların alınması
Kiçik molekulları 1-1 mikrometr aralığına artırmaqla və ya böyük hissəcikləri eyni ölçüyə endirməklə. Kolloid maddələr əldə etmək olar. Sonrakı istehsal dispers və davamlı fazalarda istifadə olunan elementlərin növündən asılıdır. Kolloidlər adi mayelərdən fərqli davranırlar. Bu isə nəqliyyat və fiziki-kimyəvi xassələrdə müşahidə olunur. Məsələn, bir membran maye molekullara bərkidilmiş bərk molekullarla həqiqi məhlulun içindən keçməsinə imkan verə bilər. Halbuki bir mayenin içinə yayılmış bərk cismi olan kolloid maddə membran tərəfindən dartılacaqdır. Paylanmanın pariteti bütün ikinci element üzərindəki boşluqda mikroskopik bərabərlik nöqtəsinə qədər vahiddir.
Əsl həllər
Kolloid dispersiya homojen qarışıq kimi təqdim olunur. Element iki sistemdən ibarətdir: davamlı və dispers faza. Bu, bu işin əlaqəli olduğunu göstərirhəqiqi məhlullar, çünki onlar bir neçə maddədən ibarət olan yuxarıdakı qarışıqla birbaşa əlaqəlidirlər. Bir kolloiddə ikincisi, birincidə bərabər paylanmış kiçik hissəciklər və ya damcılar quruluşuna malikdir. 1 nm-dən 100 nm-ə qədər ən azı bir ölçüdə dispers fazanı, daha doğrusu hissəcikləri təşkil edən ölçüdür. Bu diapazonda dispers faza göstərilən ölçülərə malik homojen qarışıqlardır, təsvirə uyğun gələn təxmini elementləri adlandıra bilərik: kolloid aerozollar, emulsiyalar, köpüklər, hidrozollar. Səthin kimyəvi tərkibindən əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənənlərə sözügedən formulalarda mövcud olan hissəciklər və ya damcılar aiddir.
Kolloid məhlulları və sistemləri
Bir faktı nəzərə almaq lazımdır ki, dispers fazanın ölçüsü sistemdə çətin ölçülən dəyişəndir. Həlllər bəzən öz xüsusiyyətləri ilə xarakterizə olunur. Kompozisiyaların göstəricilərini qavramağı asanlaşdırmaq üçün kolloidlər onlara bənzəyir və demək olar ki, eyni görünür. Məsələn, maye-dispers, bərk forması varsa. Nəticədə hissəciklər membrandan keçməyəcək. Həll edilmiş ionlar və ya molekullar kimi digər komponentlər ondan keçə bilir. Təhlil etmək daha sadədirsə, məlum olur ki, həll olunmuş komponentlər membrandan keçir və nəzərdən keçirilən faza ilə kolloid hissəciklər keçə bilməz.
Rəng xüsusiyyətlərinin görünüşü və yox olması
Tindal effektinə görə bu maddələrin bəziləri şəffafdır. Elementin strukturunda işığın səpilməsidir. Digər sistemlər və formulalar gəlirbəzi kölgə və ya hətta qeyri-şəffaf, müəyyən bir rənglə, bəziləri parlaq olmasa belə. Kərə yağı, süd, qaymaq, aerozollar (duman, duman, tüstü), asf alt, boyalar, boyalar, yapışqan və dəniz köpüyü daxil olmaqla bir çox tanış maddələr kolloidlərdir. Bu tədqiqat sahəsi 1861-ci ildə Şotland alimi Tomas Qrem tərəfindən təqdim edilmişdir. Bəzi hallarda kolloid homojen (heterojen olmayan) qarışıq kimi qəbul edilə bilər. Bunun səbəbi, "həll edilmiş" və "dənəli" maddə arasındakı fərq bəzən yanaşma məsələsi ola bilər.
Hidrokolloid tipli maddələr
Bu komponent hissəciklərin suda dağıldığı kolloid sistem kimi müəyyən edilir. Hidrokolloid elementlər, mayenin miqdarından asılı olaraq, müxtəlif vəziyyətləri, məsələn, bir gel və ya bir həll ala bilər. Onlar dönməz (tək komponentli) və ya geri dönəndirlər. Məsələn, agar, ikinci növ hidrokolloid. Gel və sol vəziyyətlərində mövcud ola bilər və istilik əlavə edilmiş və ya çıxarılmış vəziyyətlər arasında dəyişə bilər.
Bir çox hidrokolloid təbii mənbələrdən əldə edilir. Məsələn, karagenan yosunlardan, jelatin iribuynuzlu heyvanların piyindən, pektin isə sitrus qabığından və alma pomasından alınır. Hidrokolloidlər qidada əsasən teksturaya və ya özlülüyünə (sous) təsir etmək üçün istifadə olunur. Həmçinin dəriyə qulluq üçün və ya zədədən sonra müalicəvi vasitə kimi istifadə olunur.
Kolloid sistemlərin əsas xüsusiyyətləri
Bu məlumatdan görmək olar ki, kolloid sistemlər dispers sferanın alt bölməsidir. Onlar, öz növbəsində, həllər ola bilər (sols)və ya gellər (jele). Birincilər əksər hallarda canlı kimya əsasında yaradılmışdır. Sonuncular solların laxtalanması zamanı baş verən çöküntülərin altında əmələ gəlir. Məhlullar üzvi maddələrlə, zəif və ya güclü elektrolitlərlə sulu ola bilər. Kolloidlərin dispers fazasının hissəcik ölçüləri 100-dən 1 nm-ə qədərdir. Onları çılpaq gözlə görmək mümkün deyil. Yerləşdirmə nəticəsində faza və mühiti ayırmaq çətindir.
Dispers fazanın hissəciklərinin növlərinə görə təsnifat
Çox molekullu kolloidlər. Həll zamanı atomlar və ya daha kiçik maddələr molekulları (diametri 1 nm-dən az olan) birləşərək oxşar ölçülü hissəciklər əmələ gətirirlər. Bu sollarda səpələnmiş faza molekulyar ölçüləri 1 nm-dən az olan atom və ya molekulların aqreqatlarından ibarət strukturdur. Məsələn, qızıl və kükürd. Bu kolloidlərdə hissəciklər van der Waals qüvvələri tərəfindən bir yerdə tutulur. Onlar adətən liyofil xarakter daşıyırlar. Bu, əhəmiyyətli hissəciklərin qarşılıqlı təsiri deməkdir.
Yüksək molekulyar ağırlıqlı kolloidlər. Bunlar həll olunduqda müəyyən bir diametr meydana gətirən böyük molekullara (sözdə makromolekullar) malik olan maddələrdir. Belə maddələrə makromolekulyar kolloidlər deyilir. Bu dispers faza əmələ gətirən elementlər adətən çox yüksək molekulyar çəkiyə malik polimerlərdir. Təbii makromolekullar nişasta, sellüloza, zülallar, fermentlər, jelatin və s.. Süni olanlara neylon, polietilen, plastik, polistirol və s. kimi sintetik polimerlər daxildir.e. Onlar adətən liofob olurlar, yəni bu halda hissəciklərin zəif qarşılıqlı təsiri.
Əlaqədar kolloidlər. Bunlar bir mühitdə həll edildikdə, aşağı konsentrasiyada normal elektrolitlər kimi davranan maddələrdir. Lakin onlar yığılmış elementlərin əmələ gəlməsi səbəbindən komponentlərin daha böyük enzimatik komponenti olan kolloid hissəciklərdir. Bu şəkildə əmələ gələn məcmu hissəciklərə misellər deyilir. Onların molekullarında həm liyofil, həm də liofob qruplar var.
Misellər. Onlar məhlulda kolloidin birləşməsindən əmələ gələn çoxluqlu və ya yığılmış hissəciklərdir. Ümumi nümunələr sabun və yuyucu vasitələrdir. Formalaşma müəyyən Kraft temperaturundan və müəyyən kritik miselizasiya konsentrasiyasından yuxarıda baş verir. Onlar ion əmələ gətirə bilirlər. Misellər 100-ə qədər molekul və ya daha çox ehtiva edə bilər, məsələn, natrium stearat tipik bir nümunədir. Suda həll olunanda ionları buraxır.
