Гетрогенная смесь, в которой частицы растворенного вещества крупнее, чем молекулы или ионы, но не видны невооруженным глазом, называется коллоидным раствором. (Также называется коллоидной дисперсией, коллоидной суспензией.) Интимная смесь двух веществ, одно из которых, называемое дисперсной фазой (или коллоидом), равномерно распределено в тонкоизмельченном состоянии через второе вещество, называемое дисперсионной средой (или диспергирующая среда).
Дисперсионная среда может быть газом, жидкостью или твердым веществом, и дисперсная фаза также может быть любой из них, за исключением одного газа в другом. Система жидких или твердых частиц, коллоидно диспергированных в газе, называется аэрозолем. Система твердого вещества или нерастворимой в воде жидкости, коллоидно диспергированной в жидкой воде, называется гидрозолем. Нет четкой границы между истинными растворами и коллоидными системами или между простыми суспензиями и коллоидными системами. Когда частицы дисперсной фазы имеют диаметр менее 10-3 мкм, система начинает приобретать свойства истинного раствора; когда диспергированные частицы намного больше чем 1 мкм, отделение дисперсной фазы от диспергирующей среды становится настолько быстрым, что систему лучше всего рассматривать как суспензию. Согласно последнему критерию, естественные облака в атмосфере не следует называть аэрозолями; однако, поскольку многие облачные формы, по-видимому, демонстрируют характеристики истинных коллоидных суспензий, это строгое физико-химическое определение часто игнорируется в целях удобной и полезной аналогии. Ядра конденсации и многие виды искусственного дыма можно рассматривать как аэрозоли.
Дисперсионная среда может быть газом, жидкостью или твердым веществом.
Дым состоит из твердого вещества, диспергированного в газе.
Молоко представляет собой жидкость, диспергированную в жидкости.
Пумик – газ, диспергированный в твердых веществах.
Есть две формы коллоидных сиатем.
<Р> 1. Золь. Система, состоящая из невязкого коллоидного раствора, называется золь. Например, молоко.
<Р> 2. Гель: система, состоящая из вязкого коллоидного раствора, называется гелем. Например, масло.
Коллоидная система может быть классифицирована на два общих класса на основе их сродства к жидкостям:
· Лиофильная система. Система, в которой дисперсная фаза и жидкая дисперсионная среда взаимодействуют друг с другом, называется лиофильной системой.
· Лиофобная система: система, в которой дисперсная фаза и жидкая дисперсионная фаза отталкивают друг друга, называется лиофобной системой.
Типы коллоидов
Дисперсии. Диспергированная фаза и дисперсионная среда могут быть твердыми, жидкими или газообразными. В зависимости от состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды могут существовать восемь различных типов коллоидных дисперсий. Восемь различных типов коллоидных дисперсий:
<Р> Пена
Твердая пена
Жидкий аэрозоль
<Р> Эмульсия
<Р> Гели
Твердый аэрозоль
Sol (коллоидная суспензия)
Твердый золь (твердая суспензия)
Важно отметить, что когда один газ смешивается с другим газом, образуется гомогенная смесь, то есть газы полностью смешиваются друг с другом. Коллоидные дисперсии являются гетерогенными по природе, и газ, диспергированный в другой газообразной среде, не образует коллоидную систему.
Когда дисперсионная среда представляет собой газ, раствор называется аэрозолем, а когда дисперсионная среда является жидкой, коллоидная дисперсия называется Sol. Золи могут быть далее классифицированы на различные типы в зависимости от используемой жидкости.
Свойства коллоидной системы
Коллоидная система проявляет следующие свойства.
- Адсорбция. Тенденция молекул и ионов прилипать к поверхности определенных твердых веществ или жидкостей называется адсорбцией. Коллоидные частицы показывают высокую тенденцию адсорбции. Таким образом, коллоидный сиатем обеспечивает большую площадь поверхности адсорбции молекул и ионов.
- Броуновские движения: Роберт Браун в 1927 году заметил, что коллоидные частицы показывают случайные танцевальные движения. Эти движения были названы броуновскими движениями.
- Эффект Тиндалла: коллоидные частицы рассеивают свет. Это называется эффектом Тиндалла. Путь света выглядит как конус. Он известен как конус Тиндалла. Это свойство помогает обнаружить наличие коллоидных частиц.
- Осаждение. Добавки электролита удаляют электрический двойной слой, присутствующий вокруг коллоидных частиц. В результате диспергированные частицы коллоидной суспензии будут собираться и выпадать в осадок.
- Электрические свойства. Все коллоидные частицы несут одинаковый электрический заряд. Этот заряд может быть положительным или отрицательным. Происходит адсорбция свободных ионов в дисперсионной среде. Он создает двойной электрический слой вокруг коллоидных частиц. Электрические заряды на коллоидных частицах стабилизируют коллоидную систему.
- Фильтрация. Коллоидные частицы не могут проходить через пергаментную мембрану. Это свойство коллоидных дисперсий используется для отделения их от истинного раствора с помощью процесса, называемого диализом.
- Изменение фазы: золь и форма геля коллоидной системы могут меняться из-за изменений в определенных условиях. Некоторые лиофильные золи образуют гель при определенных условиях. Например, водные агаровые золи охлаждают. Он образует желеобразный гель. Превращение золя в гель называется гелеобразованием. Если гель гелеобразования или агара нагревают, он снова превращается в золь. Этот процесс известен как решение. Свойство коллоидных дисперсий называется фазовым обращением. 8. Поверхностный заряд. Наиболее важной характеристикой коллоидных систем является поверхностный заряд частиц. Имейте в виду, что «частица» – это группа связанных атомов или молекул. Заряженные частицы отталкиваются друг от друга, преодолевая тенденцию к агрегированию (сила притяжения) и оставаясь рассеянными. Размер частиц играет основную роль в способности нести заряд, и диапазон коллоидных размеров устанавливается этой способностью. В промышленных системах заряд может быть значительно увеличен по сравнению с тем, что может происходить естественным путем. В пределах диапазона, чем меньше частица, тем больше поверхность и тем больше заряда, который может быть применен при изготовлении. Только гетерогенные, высокодисперсные коллоидные системы, содержащие мельчайшие частицы, имеют хорошо развитую площадь поверхности. Учитывая постоянное напряжение, приложенное к системе, заряд частиц не увеличивается автоматически, поскольку вещество становится более мелким, но общий заряд в системе будет увеличиваться.
Уже грубые частицы будут иметь тенденцию выпадать, даже если они получили электрический заряд, как более мелкие частицы, потому что гравитация будет оказывать большее влияние, чем электрические силы, которые поддерживают дисперсию. Металлические частицы имеют большое сродство друг к другу на атомном уровне. Они притягиваются друг к другу и хотят соединиться. Но магнетизм металлов не создает дополнительных трудностей притяжения против сохранения коллоидной системы из-за превосходной способности металлов удерживать заряд.
Учитывая постоянный размер частиц, чем выше концентрация в растворе , тем более вероятно, что сила притяжения преодолеет отталкивающий заряд, создав большие массы. В какой-то момент масса будет выпадать в осадок из-за гравитации. При меньших концентрациях сила притяжения недостаточна для связывания осадочных частиц, и группы достаточно легки, чтобы гравитация не вытащила их из раствора. Это идеальная коллоидная система.
Биологическая значимость коллоидных систем
33333333333
Производство коллоидов и систем
Как минимум пять методов были использовался для производства коллоидов до 1938 года, в том числе: (1) размол, (2) волна, (3) жидкость, (4) химическая, (5) электрическая. В медицинских или медицинских целях FDA теперь позволяет использовать как шлифовальные, так и электрические методы производства. Однако из этих двух методов электроколлоидный процесс, как правило, считается гораздо более эффективным. (Химический метод, описанный ниже, ограничен промышленным или коммерческим применением.) При использовании метода измельчения неорганические или органические частицы обычно имеют толщину не более четырех сотых тысячных дюйма или около одного микрона, что снаружи верхний конец диапазона идеальных размеров в 10 раз. Такие частицы могут быть или не быть электрически заряженными. Даже если заряд присутствует, размер частиц может быть достаточно большим, чтобы отталкивающие силы не могли преодолеть силу тяжести. Таким образом, частицы будут стремиться осесть на дно раствора, и большая часть эффективности коллоидной системы будет потеряна. В то время как некоторые золи обязаны своей стабильностью размеру частиц, заряду и высокой дисперсии, другие используют механический стабилизатор, добавляемый в среду. Такие стабилизаторы включают, помимо прочего, желатин, гликопротеины и крахмал, которые увеличивают вязкость раствора и заставляют частицы оседать гораздо медленнее. Недостатком этого является то, что стабилизаторы имеют тенденцию блокировать действие коллоидов, и частицы все равно в конечном итоге оседают, если раствору дать постоять достаточно долго. Если неорганические или органические частицы находятся в диапазоне размеров от 1 до 100 нм и имеют равномерный заряд, не требуется стабилизатор для неограниченного поддержания суспензии в деионизированной воде до тех пор, пока не будет оказано разрушительное воздействие. Таким образом, целостность и мощность коллоидной системы является фактором взаимодействия между размером, зарядом, концентрацией и взаимодействием между частицей и средой. Следует упомянуть, что форма также является фактором.
В последние годы химический процесс широко использовался для замены метода низшего размола, поскольку он обеспечивает удобный путь к более сложному электроколлоидному процессу. , Но он также имеет недостатки, одним из которых является сложность возврата химических веществ (кислот) из коллоидного раствора. Следовательно, следы химических веществ часто остаются в растворе, что может вызвать нежелательные эффекты, особенно в пищевых / медицинских целях. Изучив пользу для здоровья различных форм коллоидного серебра, доктор Леонард Кин Хиршберг, А.М.М.Д. (Джонс Хопкинс) заключил: «Есть два основных способа производства металлических коллоидов, а именно: химический и физический (электрический). Два метода дают очень разные результаты, и с терапевтической точки зрения мне нужно иметь дело только с электрическими коллоидными металлами, поскольку только они обеспечивают необходимую однородность, мельчайшие гранулы, чистоту и стабильность ».
Простая иллюстрация предполагает огромный энергетический потенциал коллоидной системы. Общая поверхность кубика железа размером в один дюйм составляет шесть квадратных дюймов. С помощью коллоидной химии куб можно разделить на частицы, имеющие общую площадь поверхности в диапазоне 800 000 000 квадратных дюймов, причем все они выражают электрическую энергию. Общая площадь поверхности частиц в четверть чайной ложки больше, чем у футбольного поля.
Ультимативный коллоид
Коллоидные системы самого высокого качества получают электроколлоидным методом. Это означает, что неорганические или органические частицы и (обычно) вода полностью «коллоидны». Это одновременное рассеивание и соединение током, передаваемым через комбинацию. Это единственный метод, который создаст настоящую коллоидную систему при производстве. Продукты, представляющие собой простые смеси металла и жидкости, не могут обладать почти потенциалом электроколлоидов и поэтому представляют сомнительную ценность. Надлежащий электрический процесс позволяет неорганическим или органическим частицам, которые находятся в пределах коллоидного размера, извлекаться из слитка. Воодушевленные броуновским движением, они могут оставаться в суспензии в жидкой среде практически неограниченное время. (Поскольку многие питательные вещества лучше всего транспортировать через организм в воде, наилучшей средой для употребления в пищу пищевых продуктов является чистая деионизированная вода.)
При прочих равных условиях количество частиц изменяется обратно пропорционально. в соответствии с кубом изменения размера, поэтому, если размер уменьшается на 50 процентов, общее число умножается на восемь. Это математическое доказательство, и оно определяется по фактическому счету с использованием электронного микроскопа и по атомному поглощению. Очевидно, что идеальный размер зависит от элемента. Размер контролируется частотой, силой тока и микро-сетками, между прочим. Конечный коллоидный золь содержит ультрадисперсные и сверхлегкие частицы диаметром от 0,015 до 0,005 мкм, и они будут оставаться суспендированными в деионизированной воде без необходимости использования каких-либо других ингредиентов. Нет видимого скопления неорганических или органических частиц ни в растворе, ни в осадке на дне. Продукты, которые показывают видимые частицы в растворе или на дне контейнера, указывают, что частицы либо слишком велики, либо не получили надлежащий электрический заряд.
Металлические частицы в золе могут различаться по концентрации, но больше не обязательно лучше, если у нас нет соответственно более мелких частиц. На самом деле обратное, как правило, верно: чем меньше, тем лучше, и, по сути, чем меньше, тем больше, с функциональной точки зрения, потому что, как отмечалось ранее, чем выше концентрация в растворе, тем больше вероятность того, что сила притяжения преодолеет отталкивающий заряд. Но даже до того, как это произойдет, эффективность снижается. Коллоид высочайшего качества будет иметь определенное максимальное количество частиц. Они будут иметь минимально возможный размер и, в идеале, не более чем «горстку» атомов, связанных вместе на молекулу используемой воды, и в отрицательно заряженном состоянии. Это предотвратит дальнейшую агрегацию при таком размере.
Мужчины очень долго правили в индустрии фитнеса. Не удивительно, что женщины в равной конкуренции соревнуются с мужчинами в индустрии фитнеса. Они также ищут идеальное тело,
Есть несколько разных циклов, вокруг которых вращается Земля. Некоторые из циклов были затронуты катастрофой Фукусима-Дайхатсу. Завод в Фукусиме пострадал от землетрясения силой 9,0 балла. Растения,
Этот эксперимент проводится для наблюдения за развитием эмбрионов перепелов в течение нескольких дней. Эмбрион перепела обычно развивается и выводится через 20-21 день. Мы провели эксперимент