Es gibt keine reinen Elemente in der Natur. Im Grunde sind es alles Mischungen. Sie können wiederum heterogen oder homogen sein. Sie werden aus Stoffen im Aggregatzustand gebildet, wodurch ein bestimmtes Dispersionssystem entsteht, in dem verschiedene Phasen vorliegen. Außerdem enth alten Mischungen üblicherweise ein Dispergiermedium. Seine Essenz liegt in der Tatsache, dass es als Element mit großem Volumen betrachtet wird, in dem eine Substanz verteilt ist. In einem dispersen System sind Phase und Medium so angeordnet, dass sich zwischen ihnen Partikel der Grenzfläche befinden. Daher wird es als heterogen oder heterogen bezeichnet. In Anbetracht dessen ist die Wirkung der Oberfläche und nicht der Partikel insgesamt von großer Bedeutung.
Disperse Systemklassifikation
Phase wird, wie Sie wissen, durch Substanzen dargestellt, die einen anderen Zustand haben. Und diese Elemente sind in mehrere Typen unterteilt. Der Aggregatzustand der dispergierten Phase hängt von der Kombination abUmgebung, was zu 9 Arten von Systemen führt:
- Gas. Flüssigkeit, Feststoff und das betreffende Element. Homogenes Gemisch, Nebel, Staub, Aerosole.
- Flüssig dispergierte Phase. Gas, Feststoff, Wasser. Schäume, Emulsionen, Sole.
- Feste dispergierte Phase. Flüssigkeit, Gas und der in diesem Fall betrachtete Stoff. Erde, bedeutet in der Medizin oder Kosmetik, Steine.
In der Regel wird die Größe eines dispersen Systems durch die Größe der Phasenteilchen bestimmt. Es gibt folgende Einteilung:
- grob (Aufhängungen);
- dünn (kolloidale und echte Lösungen).
Partikel des Dispersionssystems
Bei der Untersuchung grober Mischungen kann man beobachten, dass die Partikel dieser Verbindungen in der Struktur mit bloßem Auge zu sehen sind, da ihre Größe mehr als 100 nm beträgt. Suspensionen beziehen sich in der Regel auf ein System, bei dem die dispergierte Phase vom Medium abtrennbar ist. Dies liegt daran, dass sie als undurchsichtig gelten. Suspensionen werden unterteilt in Emulsionen (unlösliche Flüssigkeiten), Aerosole (feine Partikel und Feststoffe), Suspensionen (fest in Wasser).
Eine kolloidale Substanz ist alles, was die Eigenschaft hat, dass ein anderes Element gleichmäßig darüber verteilt ist. Das heißt, es ist vorhanden oder vielmehr Teil der dispergierten Phase. Dies ist ein Zustand, in dem ein Material vollständig in einem anderen oder besser gesagt in seinem Volumen verteilt ist. Im Milchbeispiel wird flüssiges Fett in einer wässrigen Lösung dispergiert. In diesem Fall liegt das kleinere Molekül innerhalb von 1Nanometer und 1 Mikrometer, wodurch es für ein optisches Mikroskop unsichtbar wird, wenn die Mischung homogen wird.
Das heißt, kein Teil der Lösung hat eine größere oder geringere Konzentration der dispergierten Phase als jeder andere. Wir können sagen, dass es kolloidaler Natur ist. Die größere wird als kontinuierliche Phase oder Dispersionsmedium bezeichnet. Da sich Größe und Verteilung nicht ändern, wird das betreffende Element darüber verteilt. Arten von Kolloiden umfassen Aerosole, Emulsionen, Schäume, Dispersionen und Mischungen, die als Hydrosole bezeichnet werden. Jedes dieser Systeme hat zwei Phasen: eine dispergierte und eine kontinuierliche Phase.
Kolloide nach Geschichte
Das intensive Interesse an solchen Substanzen war zu Beginn des 20. Jahrhunderts in allen Wissenschaften vorhanden. Einstein und andere Wissenschaftler untersuchten sorgfältig ihre Eigenschaften und Anwendungen. Dieses neue Wissenschaftsgebiet war damals das führende Forschungsgebiet für Theoretiker, Forscher und Hersteller. Nach dem Höhepunkt des Interesses bis 1950 ging die Forschung zu Kolloiden stark zurück. Es ist interessant festzustellen, dass es seit dem jüngsten Aufkommen von Mikroskopen mit höherer Leistung und "Nanotechnologien" (der Untersuchung von Objekten in einem bestimmten winzigen Maßstab) ein erneutes wissenschaftliches Interesse an der Untersuchung neuer Materialien gibt.
Mehr zu diesen Substanzen
Es gibt sowohl in der Natur als auch in künstlichen Lösungen beobachtete Elemente mit kolloidalen Eigenschaften. Beispielsweise sind Mayonnaise, kosmetische Lotion und Gleitmittel Arten von künstlichen Emulsionen, und Milch ist ähnlicheine Mischung aus der Natur. Kolloidale Schäume umfassen Schlagsahne und Rasierschaum, während essbare Produkte Butter, Marshmallows und Gelee umfassen. Neben Lebensmitteln existieren diese Substanzen in Form bestimmter Legierungen, Farben, Tinten, Reinigungsmittel, Insektizide, Aerosole, Styropor und Gummi. Sogar schöne Naturobjekte wie Wolken, Perlen und Opale haben kolloidale Eigenschaften, weil sie eine andere Substanz enth alten, die gleichmäßig in ihnen verteilt ist.
Gewinnung kolloidaler Mischungen
Indem kleine Moleküle auf den Bereich von 1 bis 1 Mikrometer erhöht oder große Partikel auf die gleiche Größe reduziert werden. Es können kolloidale Substanzen erh alten werden. Die weitere Produktion hängt von der Art der Elemente ab, die in den dispergierten und kontinuierlichen Phasen verwendet werden. Kolloide verh alten sich anders als normale Flüssigkeiten. Und dies wird in Transport- und physikalisch-chemischen Eigenschaften beobachtet. Beispielsweise kann eine Membran eine echte Lösung mit festen Molekülen, die an flüssige Moleküle gebunden sind, durchlassen. Wohingegen eine kolloidale Substanz, die einen in einer Flüssigkeit dispergierten Feststoff aufweist, durch die Membran gedehnt wird. Die Parität der Verteilung ist gleichmäßig bis zur mikroskopischen Gleichheit in der Lücke über das gesamte zweite Element.
Wahre Lösungen
Kolloiddispersion wird als homogene Mischung dargestellt. Das Element besteht aus zwei Systemen: kontinuierliche und dispergierte Phase. Dies weist darauf hin, dass dieser Fall verwandt istechte Lösungen, weil sie in direktem Zusammenhang mit dem obigen Gemisch stehen, das aus mehreren Stoffen besteht. In einem Kolloid hat das zweite die Struktur von winzigen Partikeln oder Tröpfchen, die im ersten gleichmäßig verteilt sind. Von 1 nm bis 100 nm ist die Größe, die die dispergierte Phase oder vielmehr die Teilchen in mindestens einer Dimension bilden. In diesem Bereich ist die disperse Phase homogene Mischungen mit den angegebenen Größen, wir können ungefähre Elemente nennen, die zur Beschreibung passen: kolloidale Aerosole, Emulsionen, Schäume, Hydrosole. Wesentlich von der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche betroffen sind die in den jeweiligen Formulierungen enth altenen Partikel oder Tröpfchen.
Kolloidlösungen und -systeme
Man sollte berücksichtigen, dass die Größe der dispergierten Phase eine schwer zu messende Variable im System ist. Lösungen sind manchmal durch ihre eigenen Eigenschaften gekennzeichnet. Um die Indikatoren der Zusammensetzungen leichter wahrzunehmen, ähneln Kolloide ihnen und sehen fast gleich aus. Zum Beispiel, wenn es eine flüssig dispergierte, feste Form hat. Als Ergebnis passieren Partikel die Membran nicht. Während andere Komponenten wie gelöste Ionen oder Moleküle es passieren können. Wenn es einfacher zu analysieren ist, stellt sich heraus, dass die gelösten Komponenten die Membran passieren und bei der betrachteten Phase kolloidale Partikel dies nicht können.
Erscheinen und Verschwinden von Farbmerkmalen
Aufgrund des Tyndall-Effekts sind einige dieser Substanzen durchscheinend. In der Struktur des Elements ist es die Lichtstreuung. Andere Systeme und Formulierungen kommen mitetwas schattieren oder sogar undurchsichtig sein, mit einer bestimmten Farbe, auch wenn einige nicht hell sind. Viele bekannte Substanzen, darunter Butter, Milch, Sahne, Aerosole (Nebel, Smog, Rauch), Asph alt, Farben, Farben, Kleber und Meeresschaum, sind Kolloide. Diese Studienrichtung wurde 1861 von dem schottischen Wissenschaftler Thomas Graham eingeführt. In einigen Fällen kann ein Kolloid als homogenes (nicht heterogenes) Gemisch betrachtet werden. Dies liegt daran, dass die Unterscheidung zwischen "gelöster" und "körniger" Materie manchmal eine Frage der Herangehensweise sein kann.
Hydrokolloide Stoffarten
Diese Komponente wird als kolloidales System definiert, in dem Partikel in Wasser dispergiert sind. Hydrokolloide Elemente können je nach Flüssigkeitsmenge verschiedene Zustände annehmen, beispielsweise ein Gel oder ein Sol. Sie sind irreversibel (einkomponentig) oder reversibel. Zum Beispiel Agar, die zweite Art von Hydrokolloid. Kann in Gel- und Sol-Zuständen existieren und zwischen Zuständen mit hinzugefügter oder entfernter Wärme wechseln.
Viele Hydrokolloide stammen aus natürlichen Quellen. Beispielsweise wird Carrageen aus Algen, Gelatine aus Rinderfett und Pektin aus Zitrusschalen und Apfeltrester gewonnen. Hydrokolloide werden in Lebensmitteln hauptsächlich zur Beeinflussung der Textur oder Viskosität (Sauce) verwendet. Wird auch zur Hautpflege oder als Heilmittel nach Verletzungen verwendet.
Wesentliche Eigenschaften kolloidaler Systeme
Aus diesen Informationen ist ersichtlich, dass kolloidale Systeme ein Unterabschnitt der dispergierten Sphäre sind. Sie können wiederum Lösungen (Sole) seinoder Gele (Gelee). Erstere werden in den meisten Fällen auf Basis lebendiger Chemie hergestellt. Letztere entstehen unter den Sedimenten, die bei der Koagulation der Sole entstehen. Lösungen können wässrig sein mit organischen Substanzen, mit schwachen oder starken Elektrolyten. Die Teilchengrößen der dispergierten Phase von Kolloiden betragen 100 bis 1 nm. Mit bloßem Auge sind sie nicht zu sehen. Durch das Absetzen lassen sich Phase und Medium nur schwer trennen.
Klassifizierung nach Partikelarten der dispergierten Phase
Multimolekulare Kolloide. Wenn sich Atome oder kleinere Moleküle von Substanzen (mit einem Durchmesser von weniger als 1 nm) in Auflösung zu Partikeln ähnlicher Größe verbinden. In diesen Solen ist die dispergierte Phase eine Struktur, die aus Aggregaten von Atomen oder Molekülen mit einer Molekülgröße von weniger als 1 nm besteht. Zum Beispiel Gold und Schwefel. In diesen Kolloiden werden Partikel durch Van-der-Waals-Kräfte zusammengeh alten. Sie haben in der Regel einen lyophilen Charakter. Dies bedeutet eine signifikante Partikelinteraktion.
Kolloide mit hohem Molekulargewicht. Das sind Substanzen, die große Moleküle (sog. Makromoleküle) besitzen, die gelöst einen bestimmten Durchmesser bilden. Solche Substanzen werden makromolekulare Kolloide genannt. Diese die dispergierte Phase bildenden Elemente sind typischerweise Polymere mit sehr hohen Molekulargewichten. Natürliche Makromoleküle sind Stärke, Cellulose, Proteine, Enzyme, Gelatine usw. Zu den künstlichen gehören synthetische Polymere wie Nylon, Polyethylen, Kunststoffe, Polystyrol usw.e. Sie sind in der Regel lyophob, was in diesem Fall die schwache Wechselwirkung der Partikel bedeutet.
Assoziierte Kolloide. Dies sind Substanzen, die sich, wenn sie in einem Medium gelöst sind, in niedriger Konzentration wie normale Elektrolyte verh alten. Sie sind jedoch kolloidale Partikel mit einem größeren enzymatischen Anteil der Komponenten aufgrund der Bildung von aggregierten Elementen. Die so gebildeten Aggregatteilchen werden Micellen genannt. Ihre Moleküle enth alten sowohl lyophile als auch lyophobe Gruppen.
Mizellen. Sie sind geclusterte oder aggregierte Partikel, die durch die Assoziation eines Kolloids in Lösung gebildet werden. Gängige Beispiele sind Seifen und Waschmittel. Die Bildung erfolgt oberhalb einer bestimmten Kraft-Temperatur und oberhalb einer bestimmten kritischen Micellbildungskonzentration. Sie sind in der Lage, Ionen zu bilden. Micellen können bis zu 100 Moleküle oder mehr enth alten, beispielsweise ist Natriumstearat ein typisches Beispiel. Wenn es sich in Wasser auflöst, setzt es Ionen frei.
