Pagrindinė šio straipsnio tema bus koloidinės dalelės. Čia mes apsvarstysime koloidinio tirpalo ir micelių sąvoką. Taip pat susipažinkite su pagrindine dalelių, susijusių su koloidinėmis, rūšių įvairove. Atskirai panagrinėkime įvairias nagrinėjamo termino ypatybes, kai kurias atskiras sąvokas ir dar daugiau.
Įvadas
Koloidinės dalelės sąvoka yra glaudžiai susijusi su įvairiais tirpalais. Kartu jie gali sudaryti įvairias mikroheterogenines ir išsklaidytas sistemas. Tokias sistemas sudarančių dalelių dydis paprastai svyruoja nuo vieno iki šimto mikronų. Be to, kad yra paviršius su aiškiai atskirtomis ribomis tarp išsklaidytos terpės ir fazės, koloidinėms dalelėms būdinga žemo stabilumo savybė, o patys tirpalai negali susidaryti savaime. Dėl daugybės vidinės struktūros ir dydžių struktūros yra sukurta daugybė dalelių gavimo būdų.
Koloidinės sistemos samprata
Koloidiniuose tirpaluose dalelės visuose jųagregatai sudaro dispersinio tipo sistemas, kurios yra tarpinės tarp sprendinių, kurie apibrėžiami kaip teisingi ir grubūs. Šiuose tirpaluose lašai, dalelės ir net burbuliukai, sudarantys išsklaidytą fazę, yra nuo vieno iki tūkstančio nm. Jie pasiskirsto išsklaidytos terpės storiu, kaip taisyklė, ištisai ir skiriasi nuo pradinės sistemos sudėtimi ir (arba) agregacijos būkle. Norint geriau suprasti tokio termino vieneto reikšmę, geriau jį nagrinėti jo formuojamų sistemų fone.
Apibrėžkite savybes
Iš koloidinių tirpalų savybių galima išskirti pagrindines:
- Susiformuojančios dalelės netrukdo šviesai praeiti.
- Permatomi koloidai turi galimybę išsklaidyti šviesos spindulius. Šis reiškinys vadinamas Tyndall efektu.
- Koloidinės dalelės krūvis yra toks pat dispersinėms sistemoms, dėl to jos negali atsirasti tirpale. Brauno judesyje išsklaidytos dalelės negali nusodinti, nes jos išlieka skrydžio būsenoje.
Pagrindiniai tipai
Pagrindiniai koloidinių tirpalų klasifikavimo vienetai:
- Kietųjų dalelių suspensija dujose vadinama dūmais.
- Skystųjų dalelių suspensija dujose vadinama rūku.
- Iš mažų kietų arba skystų dalelių, suspenduotų dujų terpėje, susidaro aerozolis.
- Dujų suspensija skysčiuose arba kietose medžiagose vadinama putomis.
- Emulsija yra skysta suspensija skystyje.
- Sol yra išsklaidyta sistemaultramikroheterogeninis tipas.
- Gelis yra 2 komponentų suspensija. Pirmajame sukuriamas trimatis karkasas, kurio tuštumos bus užpildytos įvairiais mažos molekulinės masės tirpikliais.
- Kietų dalelių suspensija skysčiuose vadinama suspensija.
Visose šiose koloidinėse sistemose dalelių dydžiai gali labai skirtis priklausomai nuo jų kilmės pobūdžio ir agregacijos būsenos. Tačiau net nepaisant tokio labai įvairaus skirtingų struktūrų sistemų skaičiaus, jos visos yra koloidinės.
Rūšių dalelių įvairovė
Pirminės koloidinių matmenų dalelės pagal vidinės struktūros tipą skirstomos į šiuos tipus:
- Suspensoidai. Jie taip pat vadinami negrįžtamaisiais koloidais, kurie ilgą laiką negali egzistuoti patys.
- Micelinio tipo koloidai arba, kaip jie dar vadinami, pusiau koloidai.
- Reversinio tipo koloidai (molekuliniai).
Šių struktūrų formavimosi procesai yra labai skirtingi, o tai apsunkina jų supratimo procesą detaliu lygmeniu, chemijos ir fizikos lygmenimis. Koloidinės dalelės, iš kurių susidaro tokio tipo tirpalai, turi labai skirtingas formas ir sąlygas vientisos sistemos susidarymo procesui.
Suspensoidų nustatymas
Suspensoidai yra tirpalai su metaliniais elementais ir jų variacijomis oksido, hidroksido, sulfido ir kitų druskų pavidalu.
Visipirmiau minėtų medžiagų sudedamosios dalelės turi molekulinę arba joninę kristalinę gardelę. Jie sudaro išsklaidyto tipo medžiagos – suspensoido – fazę.
Išskirtinis bruožas, leidžiantis jas atskirti nuo suspensijų, yra didesnis dispersijos indeksas. Tačiau jie yra tarpusavyje susiję, nes nėra stabilizavimo mechanizmo sklaidai.
Suspensoidų negrįžtamumas paaiškinamas tuo, kad jų garavimo proceso nuosėdos neleidžia žmogui vėl gauti zolių, sukuriant kontaktą tarp pačių nuosėdų ir išsklaidytos terpės. Visi suspensoidai yra liofobiniai. Tokiuose tirpaluose koloidinės dalelės, susijusios su metalais ir druskų dariniais, kurios buvo susmulkintos arba kondensuotos, vadinamos.
Gamybos metodas niekuo nesiskiria nuo dviejų būdų, kuriais visada sukuriamos išsklaidytos sistemos:
- Gavimas dispersijos būdu (šlifuojant didelius kūnus).
- Joninių ir molekuliškai ištirpusių medžiagų kondensacijos metodas.
Micelinių koloidų nustatymas
Miceliniai koloidai taip pat vadinami puskoloidais. Dalelės, iš kurių jos susidaro, gali atsirasti, jei yra pakankamai amfifilinio tipo molekulių koncentracijos. Tokios molekulės gali sudaryti tik mažos molekulinės masės medžiagas, sujungdamos jas į molekulės agregatą – micelę.
Amfifilinės prigimties molekulės yra struktūros, susidedančios iš angliavandenilio radikalo, kurio parametrai ir savybės yra panašūs į nepolinį tirpiklį, ir hidrofilinės grupės, kuritaip pat vadinamas poliniu.
Micelės yra specifinės reguliariai išdėstytų molekulių sankaupos, kurios laikomos kartu daugiausia naudojant dispersines jėgas. Micelės susidaro, pavyzdžiui, vandeniniuose ploviklių tirpaluose.
Molekulinių koloidų nustatymas
Molekuliniai koloidai yra didelės molekulinės masės natūralios ir sintetinės kilmės junginiai. Molekulinė masė gali svyruoti nuo 10 000 iki kelių milijonų. Tokių medžiagų molekuliniai fragmentai yra koloidinės dalelės dydžio. Pačios molekulės vadinamos makromolekulėmis.
Skiedžiami stambiamolekulinio tipo junginiai vadinami tikraisiais, vienalyčiais. Ekstremalaus praskiedimo atveju jie pradeda paklusti bendriems atskiestų preparatų dėsniams.
Molekulinio tipo koloidinių tirpalų gavimas yra gana paprasta užduotis. Pakanka, kad sausoji medžiaga susiliestų su atitinkamu tirpikliu.
Nepolinė makromolekulių forma gali ištirpti angliavandeniliuose, o polinė forma gali ištirpti poliniuose tirpikliuose. Pastarojo pavyzdys yra įvairių b altymų ištirpinimas vandens ir druskos tirpale.
Sugrįžtamomis šios medžiagos vadinamos dėl to, kad jas išgarinant pridedant naujų sausų likučių, molekulinės koloidinės dalelės tampa tirpalo pavidalu. Jų ištirpimo procesas turi pereiti etapą, kuriame jis išsipučia. Tai būdingas bruožas, išskiriantis molekulinius koloiduskitų anksčiau aptartų sistemų fone.
Brinkimo procese tirpiklį sudarančios molekulės prasiskverbia į kietą polimero storį ir taip išstumia makromolekules. Pastarieji dėl savo didelio dydžio pradeda lėtai sklisti į tirpalus. Išoriškai tai galima pastebėti padidėjus polimerų tūrinei vertei.
Micelės įrenginys
Koloidinės sistemos miceles ir jų struktūrą bus lengviau ištirti, jei atsižvelgsime į formavimosi procesą. Paimkime AgI dalelę kaip pavyzdį. Tokiu atveju koloidinio tipo dalelės susidarys šios reakcijos metu:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Sidabro jodido (AgI) molekulės sudaro praktiškai netirpias daleles, kurių viduje kristalinę gardelę sudarys sidabro katijonai ir jodo anijonai.
Gautos dalelės iš pradžių turi amorfinę struktūrą, bet vėliau, palaipsniui kristalizuojantis, įgauna nuolatinę išvaizdos struktūrą.
Jei vartosite AgNO3 ir KI atitinkamais ekvivalentais, kristalinės dalelės augs ir pasieks didelį dydį, viršydamos net pačios koloidinės dalelės dydį, o tada greitai nuosėdos.
Jei vienos iš medžiagų vartojate per daug, galite dirbtinai iš jos pagaminti stabilizatorių, kuris parodys koloidinių sidabro jodido dalelių stabilumą. Esant per dideliam AgNO3tirpale bus daugiau teigiamų sidabro jonų ir NO3-. Svarbu žinoti, kad AgI kristalų gardelių susidarymo procesas paklūsta Panet-Fajans taisyklei. Todėl jis gali veikti tik esant jonams, kurie sudaro šią medžiagą, kuriuos šiame tirpale vaizduoja sidabro katijonai (Ag+).
Teigiami Argentum jonai ir toliau bus baigti formuotis šerdies kristalinės gardelės, kuri yra tvirtai įtraukta į micelės struktūrą ir perduoda elektrinį potencialą, formavimosi lygiu. Būtent dėl šios priežasties jonai, naudojami branduolinės gardelės statybai užbaigti, vadinami potencialą lemiančiais jonais. Koloidinės dalelės – micelių – susidarymo metu atsiranda ir kitų požymių, lemiančių vienokią ar kitokią proceso eigą. Tačiau čia viskas buvo svarstoma naudojant pavyzdį su svarbiausių elementų paminėjimu.
Kai kurios sąvokos
Sąvoka koloidinė dalelė yra glaudžiai susijusi su adsorbciniu sluoksniu, kuris susidaro kartu su potencialą lemiančio tipo jonais, adsorbuojant bendrą priešionų kiekį.
Granulė yra struktūra, kurią sudaro šerdis ir adsorbcinis sluoksnis. Jo elektrinis potencialas yra toks pat kaip ir E potencialas, tačiau jo vertė bus mažesnė ir priklausys nuo pradinės priešionių vertės adsorbcijos sluoksnyje.
Koloidinių dalelių koaguliacija yra procesas, vadinamas koaguliacija. Išsklaidytose sistemose susidaro mažos dalelėsdidesnius. Procesui būdinga sanglauda tarp mažų konstrukcinių komponentų, kad susidarytų koaguliacinės struktūros.
