Rusų kalboje yra trys vienas į kitą panašūs terminai – geliai, želė ir drebučiai. Struktūra tarp jų didelio skirtumo nėra, tačiau šios sąvokos taikomos skirtingose veiklos srityse. Terminas „želė“dažniau vartojamas chemijoje arba kalbant apie vaistinius ir kosmetikos gaminius, „želė“– kulinarijoje, rečiau – chemijoje, „želė“– kulinarijoje ir kosmetologijoje. Išsiaiškinkime, kas yra geliai ir kaip juos naudoti.
Gelio sąvoka
Žodis „gelis“yra lotyniškos kilmės. Išvertus Gelo reiškia „sušaldyti“, gelatus reiškia „nejudantis, sustingęs“.
Sąvoką apibrėžia koloidų chemija – mokslas, tiriantis dispersines sistemas ir paviršiaus reiškinius.
Kas yra gelis chemijos požiūriu? Gelis yra tokia dispersinė sistema su dispersine terpe, kuriojefazės dalelės sudaro erdvinį struktūrinį tinklelį. Gelyje yra bent du komponentai.
Gelio koloidinė sistema
Išsklaidytos sistemos yra tokios, kuriose vienos medžiagos dalelės tolygiai pasiskirsto tarp kitos medžiagos dalelių. Tokiose sistemose jie išskiria:
- dispersinė terpė – medžiaga, kurioje pasiskirsto,
- dispersinė fazė – medžiaga, kurios dalelės pasiskirsto.
Pavyzdžiui, dispersinė sistema yra rūkas. Čia dispersinė terpė yra dujinė, savo vaidmenį atlieka oras, o dispersinė fazė yra skysta, tai ore pasiskirstančios vandens dalelės. Yra daug išsklaidytų sistemų pavyzdžių. Visos šios sistemos skiriasi fazės ir terpės agregacijos būkle, taip pat fazinių dalelių smulkumo laipsniu. Didžiausias fazės tobulinimo laipsnis – atskiroms molekulėms – yra tikruose tirpaluose. Čia nėra sąsajos tarp dalelių – fazės ir terpės molekulių. Tokios sistemos vadinamos vienarūšėmis, jos yra stabilios. Tikrų sprendimų pavyzdžiai: sieros rūgšties tirpalas, oras, jūros vanduo, ketus.
Stambiose sistemose dalelių dydis yra didesnis nei 100 nm, tai yra didelės dalelės, kurias galima pamatyti plika akimi. Tarp fazės ir terpės dalelių galima išskirti sąsają, todėl tokios sistemos vadinamos heterogeniškomis, jos yra nestabilios ir laikui bėgant stratifikuojasi. Šiurkščių sistemų pavyzdžiai: m alta kreida vandenyje, balinimas, skiedinys, dantų pasta, augalinis aliejus vandenyje, pienas.
Fazės dalelės, kurių dydis svyruoja nuo 1 iki 100 nm, sudaro koloidinius tirpalus. Šios sistemos pasižymi ypatingomis savybėmis, kurios nebūdingos tikriems sprendimams ir grubioms sistemoms. Koloidiniai tirpalai yra mikroheterogeninės gana stabilios sistemos, jų dalelės laikui bėgant nenusėda veikiamos gravitacijos. Pavyzdžiai: vandeniniai metalų sulfidų koloidai, siera.
Geliai nustatomi pagal fazės dispersijos į koloidines sistemas laipsnį.
Suvestinė fazės ir terpės būsena gelyje
Priklausomai nuo dispersinės terpės ir dispersinės fazės agregacijos būsenos, išskiriami 8 dispersinių sistemų tipai. Jei terpė yra dujos, tai fazė gali būti skysta (mes jau svarstėme rūką) arba kieta medžiaga. Pavyzdžiui, dūmai arba smogas – kietosios fazės dalelės pasiskirsto dujinėje terpėje. Abi sistemos vadinamos aerozoliais.
Jei terpė yra skysta, o joje pasiskirsto kietosios fazės dalelės, tai tokia sistema vadinama zoliu arba suspensija, priklausomai nuo dalelių dydžio. Soliai tam tikromis sąlygomis sudaro gelius.
Pagal chemijos apibrėžimą, geliai yra dispersinės sistemos, kuriose dispersinė terpė yra kieta, o dispersinė fazė yra skystis. Tai yra, gelis yra dispersinės sistemos tipo pavadinimas kartu su emulsija, aerozoliu, suspensija ir kt.
Geliai – tirpalai, praradę sklandumą
Kai kurie stambiamolekulinių medžiagų ir zolių tirpalai ilgai laikant gali virsti geliais. IUD arba sol dalelės jungiasi viena su kita, sudarydamos ištisinį tinklą. Tokio tinklelio vidujeprasiskverbia tirpiklio dalelės. Taigi dispersinė terpė ir dispersinė fazė keičia savo vaidmenį. Fazė tampa ištisinė, o terpės dalelės išsiskiria. Taip sistema praranda sklandumą ir įgauna naujų mechaninių savybių. Kas yra gelis? Tai koloidinės sistemos, kurios prarado sklandumą dėl jose susidariusių vidinių struktūrų.
Kai kurie geliai laikui bėgant išsisluoksniuoja ir savaime išsiskiria skysčiai. Šis reiškinys vadinamas sinereze. Sutankėja erdvinis tinklas, sumažėja gelio tūris, susidaro vadinamasis kietasis koloidas.
Kieto koloido susidarymas iš gelio yra dažnas gamtos reiškinys. Pavyzdžiui, kraujo krešėjimo esmė yra fibrinogeno, tirpaus b altymo, pavertimas fibrinu, netirpiu b altymu. Normaliomis sąlygomis kraujo krešėjimas yra gyvybiškai svarbus procesas. Sinerezė svarbi ruošiant varškę, sūrį. Tokiais atvejais naudingas sinerezės reiškinys. Tačiau šiam reiškiniui dažnai reikia užkirsti kelią, nes nuo jo priklauso įvairių gelių – medicininių, kosmetinių, maisto – galiojimo laikas ir galiojimo laikas. Pavyzdžiui, marmeladas ir suflė, ilgai laikomi, pradeda išskirti skystį ir tampa netinkami naudoti.
Zolio pavertimo geliu ir gelio kietu koloidu procesai yra grįžtami. Pavyzdžiui, b altymas želatina, kuris yra kietas koloidas, išbrinkusi vandenyje virsta želė – želė. Svarbu laikytis temperatūros režimo, užvirinti želatiną, bet nevirti, kitaip struktūra suardoma ir gelisvirsta zole ir tampa skysta.
Džiovinant geliai negrįžtamai sunaikinami.
Gelių klasifikacija
Priklausomai nuo dispersinės terpės cheminės prigimties, išskiriami geliai: hidrogeliai, alkogeliai, benzogeliai ir kt. Geliai, kuriuose stinga skysčio arba visiškai bevandeniai, vadinami kserogeliais. Xerogel yra medienos klijai plyteliuose, krakmole, sausoje želatinoje. Sudėtingi kserogeliai yra sausainiai, miltai, krekeriai.
Kai kuriuose gelyje yra mažai sausųjų medžiagų, tačiau jie vis tiek turi trimatę struktūrą. Tai želė, želė, jogurtas, muilo tirpalai. Jie vadinami liogeliais.
Pasirinkite koagelių grupę. Tai želatinos nuosėdos, gaunamos koaguliuojant zolius (silicio rūgštį, geležies (III) hidroksidą ir kt.) ir išsūdant polimerų tirpalus. Koageliuose dispersinė terpė sudaro atskirą fazę, surišama tik nedidelė terpės dalis.
Gelių naudojimas ir reikšmė medicinos praktikoje
Geliai naudojami medicinoje:
- atliekant ultragarsinius ir elektrografinius tyrimus;
- dirbtiniams sąnariams, raiščiams sukurti;
- kraujavimui sustabdyti dėl kraujagyslių užsikimšimo (embolijos);
- ragenai atkurti;
- antibakteriniai, antivirusiniai geliai;
- šildantys geliai įvairių raumenų ir kaulų sistemos dalių skausmui malšinti;
- aušinamieji geliai nuo traumų.
Šildantys geliai
Šildantys geliaipadidinti kapiliarų pralaidumą dėl jų sudėtį sudarančių komponentų - tai bičių ir gyvačių nuodai, pipirų ekstraktas; metilo salicilatas turi ne tokį ryškų poveikį. Dėl šių komponentų padidėja kraujagyslių pripildymas krauju – hiperemija, todėl padidėja vietinis šilumos perdavimas. Šildantys geliai lokaliai naudojami esant įvairiems raumenų ir kaulų sistemos pažeidimams – sąnariams, raumenims, raiščiams, sausgyslėms. Jais mažinamas patinimas, mažinamas skausmas, suaktyvinama kraujotaka pažeistoje vietoje. Šildančius gelius sportininkai naudoja prieš treniruotę, kad paruoštų raumenis. Raumenų audinys, veikiamas gelio komponentų, įkaista, todėl mažiau pažeidžiamas fizinio krūvio metu, o tai apsaugo nuo patempimų ir traumų. Tokių gelių naudojimas po treniruotės padeda sumažinti raumenų įtampą ir nuovargį.
Populiarūs šildantys geliai yra pagaminti iš:
- pipirinis kapsaicinas arba jo sintetinis analogas - "Finalgon", "Kapsicam";
- bičių ir gyvačių nuodai - "Viprosal";
- diklofenakas, ibuprofenas, indometacinas – nesteroidinės medžiagos nuo uždegimo – diklofenakas, ortofenas, indometacinas.
Naudodami šildomąsias priemones, turite perskaityti gelių naudojimo instrukcijas, atsižvelgti į kontraindikacijas ir naudojimo dažnumą.
Aušinimo geliai
Šildančių gelių negalima naudoti iškart po traumos. Šiuo metu būtina naudoti priešingai aušinimo skysčius. Geriausia trumpam užtepti ledo irnaudokite š altą kompresą. Sportininkai naudoja specialius vėsinančius purškiklius. Tada galite patepti vėsinamuoju geliu, pavyzdžiui, su mentoliu. Vėsinimas neleidžia vystytis edemai ir uždegimui, anestezuoja. Pirmą dieną po traumos reikia tepti š altį. Po 2-3 dienų jie pradeda naudoti šildančius agentus, kurie padidina vietinę kraujotaką, o tai prisideda prie hematomų rezorbcijos.
Gelio stiprumo nustatymas
Medicininių, farmacinių, kosmetinių gelių gamintojai turi žinoti jų kietumą. Gelių elastingumas ir atsparumas plyšimui yra svarbūs gaminant vainikinių arterijų stentus, kurių medžiaga savo mechaninėmis savybėmis turėtų būti panaši į gyvų audinių; kontaktiniai lęšiai, žvakutės, geliniai lubrikantai, mikrobų kultūrų maistinės medžiagos. Gelių stiprumas svarbus gaminant dantų pastas, kremus, pastiles.
Norėdami nustatyti gelio stiprumą pagal Bloom, naudokite Bloom įrenginį. Ji nustato apkrovą, reikalingą tam tikro skersmens (12,7 mm) cilindriniu antgaliu gelio paviršiui nustumti į 4 mm gylį.
Kas yra gelis? Tai dispersinės sistemos, kurioms būdinga tam tikra struktūra, suteikianti joms kietųjų medžiagų savybes. Geliai susideda iš mažiausiai dviejų komponentų, iš kurių vienas nuolat pasiskirsto kitame. Juos galima gauti koaguliuojant zolius. Geliams būdingas patinimo reiškinys. Tikimės, kad jei egzaminas jūsų paprašys: „Apibūdinkite „gelių“sąvoką!“, tai padarysite nesunkiai!
