الروابط الغروية. المحاليل الغروية – كلمة جديدة في الطب

يمكن أن يكون للجسيمات ذات الأحجام الغروية هياكل داخلية مختلفة، مما يؤثر بشكل كبير على طرق الحصول على المحاليل الغروية وخصائصها. هناك الأنواع الثلاثة التالية من البنية الداخلية للجزيئات الأولية ذات الأحجام الغروية.

النوع الأول - المعلقات (أو الغرويات التي لا رجعة فيها، الغرويات الكارهة للشعر). هذا هو اسم المحاليل الغروية للمعادن وأكاسيدها وهيدروكسيداتها وكبريتيداتها وأملاح أخرى. لا تختلف الجسيمات الأولية للمرحلة المشتتة من المحاليل الغروية لهذه المواد في بنيتها الداخلية عن بنية المادة المدمجة المقابلة ولها شبكة بلورية جزيئية أو أيونية. المعلقات هي أنظمة نموذجية غير متجانسة شديدة التشتت، ويتم تحديد خصائصها من خلال سطح الطور البيني المتطور للغاية. وهي تختلف عن المعلقات في تشتتها العالي. لقد أطلقوا عليها اسم المعلقات لأنها، مثل المعلقات، لا يمكن أن توجد لفترة طويلة في حالة عدم وجود مثبت التشتت. يطلق عليها اسم لا رجعة فيها لأن الرواسب المتبقية أثناء تبخر هذه المحاليل الغروية لا تشكل محلولًا مائيًا مرة أخرى عند ملامستها لوسط التشتت. لقد أطلقوا عليها اسم lyophobic (اليونانية "lios" - السائل، "phobio" - الكراهية) على افتراض أن الخصائص الخاصة للمحاليل الغروية من هذا النوع ترجع إلى التفاعل الضعيف للغاية بين الطور المشتت ووسط التشتت. تركيز سوليوفوبيا منخفضة، عادة أقل من 0.1%. تختلف لزوجة هذه المواد قليلاً عن لزوجة وسط التشتت.

النوع الثاني - الغرويات الترابطية أو الميسيلار. وتسمى أيضًا أشباه الغرويات. تنشأ الجسيمات الغروية من هذا النوع بتركيز كافٍ من الجزيئات الأمفيفيلية للمواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض من خلال ارتباطها بمجموعات من الجزيئات - المذيلات - كروية أو صفائحية الشكل (الشكل 10.4)

الحل الجزيئي الحقيقي - محلول غرواني Micellar (sol).

المذيلات عبارة عن مجموعات من الجزيئات مرتبة بانتظام ومتماسكة معًا في المقام الأول بواسطة قوى التشتت.

يعد تكوين المذيلات أمرًا نموذجيًا بالنسبة للمحاليل المائية للمنظفات (على سبيل المثال، الصابون - الأملاح القلوية للأحماض الدهنية العالية) وبعض الأصباغ العضوية ذات الجزيئات الكبيرة. وفي الوسائط الأخرى، على سبيل المثال في الكحول الإيثيلي، تذوب هذه المواد لتشكل محاليل جزيئية.

النوع الثالث - الغرويات الجزيئية. وتسمى أيضًا الغرويات العكسية أو المجففة بالتجميد (من الكلمة اليونانية "filio" - الحب). وتشمل هذه المواد الطبيعية والاصطناعية عالية الجزيئية ذات الوزن الجزيئي من عشرة آلاف إلى عدة ملايين. جزيئات هذه المواد لها حجم الجزيئات الغروية، لذلك تسمى هذه الجزيئات بالجزيئات الكبيرة.

المحاليل المخففة للمركبات ذات الجزيئات العالية هي محاليل حقيقية ومتجانسة، والتي عند تخفيفها إلى الحد الأقصى، تخضع للقوانين العامة للمحاليل المخففة. يمكن أيضًا تحضير محاليل المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي بمحتوى عالٍ من الوزن - يصل إلى عشرة بالمائة أو أكثر. ومع ذلك، فإن التركيز المولي لهذه المحاليل منخفض بسبب الوزن الجزيئي العالي للمذاب. وبالتالي، فإن محلول 10% من مادة ذات وزن جزيئي قدره 100000 يكون فقط حوالي 0.0011 مولار من المحلول

يمر انحلال الغرويات الجزيئية عبر مرحلة التورم، وهي سمة نوعية مميزة للمواد من هذا النوع. عند التورم، تخترق جزيئات المذيب البوليمر الصلب وتدفع الجزيئات الكبيرة بعيدًا عن بعضها البعض. هذا الأخير، نظرا لحجمه الكبير، ينتشر ببطء في المحلول، والذي يتجلى خارجيا في زيادة حجم البوليمر. يمكن أن يكون التورم غير محدود، عندما تكون نتيجته النهائية هي انتقال البوليمر إلى المحلول، ومحدودًا، إذا لم يصل التورم إلى انحلال البوليمر. البوليمرات ذات البنية الخاصة "ثلاثية الأبعاد"، والتي تتميز بحقيقة أن ذرات المادة بأكملها مرتبطة بروابط التكافؤ، عادة ما تنتفخ إلى حد محدود. يعد التعديل الكيميائي للبوليمرات عن طريق "الربط المتقاطع" لجزيئاتها الكبيرة من أجل تقليل تورم البوليمر مرحلة مهمة في إنتاج العديد من المواد (دباغة الجلود الخام، وفلكنة المطاط عند تحويله إلى مطاط).

مصطلح "الغرويات"، والذي يعني "يشبه الغراء" (من "الكولا" اليونانية - الغراء، "eidos" - نوع)، نشأ في عام 1861 Γ..؛ عندما استخدم T. Graham غسيل الكلى لفصل المواد (الشكل 10.5).

تعتمد طريقة غسيل الكلى على القدرة غير المتكافئة لمكونات المحاليل على الانتشار من خلال الأغشية الرقيقة - الأغشية (المصنوعة من السيلوفان والرق والنيتروسليلوز وخلات السليلوز). تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع لتنقية المحاليل الغروية ومحاليل المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي. المواد التي لا تخترق الأغشية أثناء غسيل الكلى تسمى الغرويات. يمكن الحصول على أي مادة في ظل ظروف مناسبة في حالة غروانية (P.P. Weymarn, 1906).

في الثلاثينيات والأربعينيات من القرن العشرين، تم توضيح الطبيعة الكيميائية للجزيئات الأولية للغرويات القابلة للانعكاس (الليوفيلية)، والتي تبين أنها جزيئات كبيرة. فيما يتعلق بهذا، تم فصل تخصص كيميائي جديد عن الكيمياء الغروية - الكيمياء الفيزيائية للمركبات عالية الجزيئات. ومع ذلك، ولأسباب تاريخية، فإن الخصائص الحركية الجزيئية المشتركة للغرويات المحبة للتجفيف والكارهة للشعر، والتشكيل المتكرر للهياكل غير المتجانسة في الغرويات الجزيئية، فضلا عن وجود تركيبات عديدة من المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي والأنظمة شديدة التشتت.

إيصال

يمكن الحصول على المواد الكارهة للأجسام، باعتبارها أنظمة مشتتة بشكل عام، وفقًا لموقعها الوسيط بين عالم الجزيئات والأجسام الكبيرة، بطريقتين: عن طريق طرق التشتت، أي طحن الأجسام الكبيرة، وعن طريق طرق تكثيف الأجسام الجزيئية. أو المواد الأيونية الذائبة. ينتج عن الطحن بالسحق والطحن والكشط مساحيق خشنة نسبيًا (< 60 мкм). Более тонкого измельчения достигают с помо-щью специальных аппаратов, получивших название коллоидных мельниц, или применяя ультразвук.

تتكون طريقة التكثيف من الحصول على مركبات غير قابلة للذوبان من خلال تفاعلات التبادل والتحلل المائي والاختزال والأكسدة. إجراء هذه التفاعلات في محاليل مخففة للغاية وبوجود زيادة طفيفة في أحد المكونات، لا يتم الحصول على هطول الأمطار، ولكن يتم الحصول على المحاليل الغروية. تتضمن طرق التكثيف أيضًا إنتاج اللايوسولات عن طريق استبدال المذيب. على سبيل المثال، يمكن الحصول على محلول غرواني من الصنوبري عن طريق صب محلول الكحول الخاص به في الماء، حيث يكون الصنوبري غير قابل للذوبان.

وكما اكتشفنا سابقًا، كلما زاد التشتت، زاد التوتر السطحي، وكلما زاد الميل إلى تقليل التشتت تلقائيًا. لذلك، للحصول على تعليق مستقر، أي طويل الأمد؛ المستحلبات والمحاليل الغروية، من الضروري ليس فقط تحقيق تشتت معين، ولكن أيضًا تهيئة الظروف لتحقيق استقراره. في ضوء ذلك، تتكون أنظمة التشتت المستقرة من ثلاثة مكونات على الأقل: وسط التشتت، والطور المشتت، والمكون الثالث - المثبت

نظام تفريق.

يمكن أن يكون المثبت ذو طبيعة أيونية وجزيئية، وغالبًا ما يكون ذو طبيعة جزيئية عالية. يرتبط التثبيت الأيوني للمحلول الملحي من الغرويات الكارهة للشعر بوجود تركيزات منخفضة من الإلكتروليتات، مما يؤدي إلى إنشاء طبقات حدودية أيونية بين الطور المشتت ووسط التشتت.

تسمى المركبات عالية الجزيئية (البروتينات وكحول البولي فينيل وغيرها) المضافة لتثبيت الأنظمة المشتتة الغرويات الواقية. يتم امتصاصها عند واجهة الطور، وتشكل هياكل شبكية وشبيهة بالهلام في الطبقة السطحية، مما يخلق حاجزًا هيكليًا ميكانيكيًا يمنع توحيد جزيئات الطور المشتت. يعد التثبيت الهيكلي والميكانيكي أمرًا بالغ الأهمية لتثبيت المعلقات والمعاجين والرغاوي والمستحلبات المركزة.

للحصول على محاليل الغرويات الجزيئية، يكفي جعل المادة الجافة تتلامس مع مذيب مناسب. تذوب الجزيئات الكبيرة غير القطبية في الهيدروكربونات (على سبيل المثال، المطاط - في البنزين)، والجزيئات الكبيرة القطبية - في المذيبات القطبية (على سبيل المثال، بعض البروتينات - في الماء والمحاليل المائية للأملاح). تسمى المواد من هذا النوع بالغرويات العكسية لأنه بعد تبخير محاليلها وإضافة جزء جديد من المذيب، تعود البقايا الجافة إلى المحلول. نشأ اسم الغرويات الليوفيلية من الافتراض (كما اتضح فيما بعد - خطأ) أن التفاعل القوي مع البيئة يحدد اختلافها عن الغرويات الكارهة للشعر.

تتمتع محاليل المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي بلزوجة كبيرة، والتي تزداد بسرعة مع زيادة تركيز المحلول. تؤدي الزيادة في تركيز المحاليل الجزيئية، وإضافة مواد تقلل من ذوبان البوليمر، وغالبًا ما يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى تكوين هلام، أي تحويل محلول شديد اللزوجة ولكنه سائل إلى هلام صلب يحتفظ شكله. محاليل البوليمرات ذات الجزيئات الكبيرة المتطايرة للغاية تتجلى بتركيزات منخفضة من المحلول. وبالتالي، يشكل الجيلاتين والأجار أجار الهلام والمواد الهلامية في محاليل 0.2-0.1٪. الهلام المجفف قادر على الانتفاخ مرة أخرى (فرق كبير عن المواد الهلامية).

يعد تكوين الهلام مرحلة مهمة في إنتاج المواد الليفية من محاليل البوليمر. تختلف خصائص محاليل المركبات عالية الجزيئية ذات التركيزات المتزايدة أكثر فأكثر عن خصائص محاليل المركبات منخفضة الجزيئية. يحدث هذا نتيجة لتفاعل الجزيئات الكبيرة الفردية مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى تكوين هياكل فوق الجزيئية التي لها تأثير كبير على جودة المنتجات (الألياف، كتل الحرير) المصنوعة من البوليمرات.

يمكن الحصول على المركبات عالية الجزيئية، مثل أي مواد أخرى، في ظل ظروف مناسبة في حالة غروانية شديدة التشتت. وتسمى مثل هذه التشتيتات للبوليمرات في السوائل التي لا تذوبها، ومعظمها في الماء، بالمطاط. جزيئات المرحلة المشتتة من اللاتكس لها شكل كروي قريب

الشكل والحجم حوالي 10-100 نانومتر.

تجلط الدم

الطاقة الكامنة للتفاعل (E mv) بين الجسيمات الغروية هي المجموع الجبري للطاقة الكامنة للتنافر الكهروستاتيكي (Eot) والطاقة الكامنة للتجاذب المشتت (E pr) بينهما:

E mv = E العلاقات العامة + E من

إذا كانت E من > E pr (بالقيمة المطلقة)، فإن التنافر يسود على التجاذب ويكون النظام المشتت مستقرًا. إذا ه من< Е пр, то происхо-дит слипание сталкивающихся при броуновском движении коллоидных частиц в более крупные агрегаты и седиментация последних. Коллоидный раствор ко-агулируетп, т. е. разделяется на коагулят (осадок) и дисперсионную среду.

هذا هو جوهر نظرية التثبيت الكهربائي وتخثر الأنظمة المشتتة التي كتبها Deryagin وLandau وVerwey وOverbeck (نظرية DLVO).

رسم بياني 1. طاقة التفاعل بين جسيمين متساويين الشحنة: 1- التنافر الكهربائي (E من)؛ 2 - جذب التشتت (E P p)؛ 3 - طاقة التفاعل الناتجة (E mv)؛ 4 - نفس الشيء، ولكن مع انخفاض أكثر حدة في المنحنى 1؛ ص - المسافة بين الجزيئات. E max هو الحاجز المحتمل أمام تفاعل الجزيئات المشتتة.

ها الشكل. يوضح الشكل 1 اعتماد قيم E on و E pr على المسافة بين الجزيئات الغروية. كما يتبين، فإن طاقة التفاعل الناتجة (المنحنى 3 في الشكل 10.17) تؤدي إلى الجذب (E mv< 0) на очень малых и отталкиванию (Е мв >0) على مسافات كبيرة بين الجزيئات. من الأهمية الحاسمة لاستقرار الأنظمة المشتتة قيمة حاجز التنافر المحتمل (E max)، والذي يعتمد بدوره على مسار منحنيات E from و E pr. عند القيم الكبيرة لهذا الحاجز، النظام الغروي مستقر. لا يمكن التصاق الجزيئات الغروية إلا عندما تكون قريبة بدرجة كافية. وهذا يتطلب التغلب على حاجز التنافر المحتمل. عند بعض القيم الإيجابية الصغيرة لـ E max (المنحنى 3)، لا يمكن التغلب عليها إلا عدد قليل من الجزيئات الغروية ذات الطاقة الحركية العالية بما فيه الكفاية. وهذا يتوافق مع مرحلة التخثر البطيء، عندما يؤدي جزء صغير فقط من اصطدامات الجزيئات الغروية إلى التصاقها. مع التخثر البطيء، مع مرور الوقت هناك انخفاض طفيف في العدد الإجمالي للجزيئات الغروية نتيجة لتكوين مجاميع من 2-3 جزيئات أولية، ولكن التخثر لا يسقط.مثل هذا التخثر، لا يصاحبه تغير واضح في المحلول الغروي يسمى التخثر الكامن، ومع مزيد من الانخفاض في حاجز الجهد، يزداد معدل التخثر، الذي يتميز بتغير عدد الجزيئات لكل وحدة زمنية.وأخيرا، إذا تحرك حاجز الجهد من منطقة التنافر إلى منطقة الجذب (المنحنى 4 في الشكل 1) يحدث تخثر سريع؛ يؤدي اصطدام الجزيئات الغروية إلى التصاقها ؛ في المحلول الغروي يتشكل راسب - يحدث التخثر تخثر واضح.

ينشأ حاجز التنافر المحتمل (Emax) نتيجة لمجموع قوى التنافر والجذب المؤثرة بين الجزيئات الغروية. ولذلك، فإن جميع العوامل المؤثرة على مسار المنحنيين 1 و2 (الشكل 1) تؤدي إلى تغيير في كل من قيمة E max؛ هناك وموضع الحد الأقصى (أي المسافة المقابلة إي ماكس).

يحدث انخفاض كبير في Emax نتيجة للتغير في الطاقة الكامنة للتنافر الكهروستاتيكي (أي مسار المنحنى 1) الناجم عن إضافة الشوارد إلى المحلول الغروي. مع زيادة تركيز أي إلكتروليت، تحدث إعادة هيكلة للطبقة الكهربائية المزدوجة المحيطة بالجزيئات الغروية: يتم إزاحة جزء متزايد من الأيونات المضادة من الانتشار إلى جزء الامتزاز من الطبقة الكهربائية المزدوجة. يتناقص سمك الجزء المنتشر من الطبقة الكهربائية المزدوجة (الطبقة 4 في الشكل 10.14)، ومعها الطبقة المزدوجة الكهربائية بأكملها (الطبقة 2 في الشكل 10.14). ولذلك، فإن منحنى الطاقة المحتملة للتنافر الكهروستاتيكي يتناقص بشكل حاد أكثر من ذلك الموضح في الشكل 1. 10.17 منحنى 1. ونتيجة لذلك، فإن حاجز التنافر المحتمل (إي ماكس)يتناقص ويتحول نحو مسافة أصغر بين الجزيئات الغروية. عندما يتم ضغط الطبقة الكهربائية المزدوجة إلى سمك طبقة الامتزاز (الطبقة 3 في الشكل 10.14)، فإن منحنى التفاعل الكامل للجزيئات المشتتة يظهر في منطقة الجذب (المنحنى 4 في الشكل 10.17)، ويتسارع يحدث التخثر. يحدث هذا القياس لاستقرار المحلول الغروي عند إضافة أي إلكتروليت.

يتميز تأثير التخثر للشوارد عتبة التخثر،أي أقل تركيز من الإلكتروليت الذي يسبب التخثر. اعتمادًا على طبيعة المحلول الكهربائي والمحلول الغروي، تتراوح عتبة التخثر من 10-5 إلى 0.1 مول لكل لتر من المحلول. التأثير الأكثر أهمية على عتبة التخثر هو الشحن أيون التخثرالمنحل بالكهرباء، أي أيون شحنته معاكسة لشحنة الجسيم الغروي.

المواد الهلامية

يمكن أن تكون الأنظمة المتفرقة متفرقة بحرية(الشكل 10.2) و موزعة بشكل متماسك(الشكل 10.3، أ-هـ) اعتمادًا على غياب أو وجود التفاعل بين جزيئات الطور المشتت. تشمل الأنظمة المشتتة بحرية الهباء الجوي والليوسولات والمعلقات المخففة والمستحلبات. إنهم سائلون. في هذه الأنظمة، لا يكون لجسيمات الطور المشتت أي اتصالات، وتشارك في حركة حرارية عشوائية، وتتحرك بحرية تحت تأثير الجاذبية. الأنظمة المتفرقة بشكل متماسك تكون صلبة؛ وهي تنشأ عندما تتلامس جزيئات الطور المشتت، مما يؤدي إلى تكوين هيكل على شكل إطار أو شبكة. يحد هذا الهيكل من سيولة النظام المشتت ويمنحه القدرة على الاحتفاظ بشكله. تسمى هذه الأنظمة الغروية المنظمة المواد الهلامية.يسمى انتقال المحلول إلى مادة هلامية، والذي يحدث نتيجة لانخفاض ثبات المحلول، دبق(أو الجلتنة).يزيد شكل الجزيئات المشتتة الممدود للغاية وشكل ورقة الفيلم من احتمالية التلامس بينها ويفضل تكوين المواد الهلامية بتركيزات منخفضة من الطور المشتت. المساحيق والمستحلبات المركزة والمعلقات (المعاجين) والرغاوي هي أمثلة على أنظمة التشتيت المتماسكة. التربة التي تكونت نتيجة ملامسة وضغط الجزيئات المتناثرة من معادن التربة والمواد الدبالية (العضوية) هي أيضًا نظام مشتت بشكل متماسك.

الغرويات(اليونانية: كولا غراء + عرض إيدوس؛ سين. الأنظمة الغروية) - الأنظمة المشتتة ذات الجزيئات الكبيرة نسبيًا مقارنة بجزيئات الغازات والسوائل العادية التي يبلغ نصف قطرها 10 -9 - 10 -7 م أو 0.001 - 0.1 ميكرون. K. يمكن أن تكون محاليل غروية تسمى سولس (انظر)، أو أنظمة جيلاتينية (مهيكلة) - المواد الهلامية (انظر) والهلام. محاليل البروتينات والسكريات والأحماض النووية وغيرها من المواد النشطة بيولوجيا هي K.، متحدة تحت الاسم العام للغرويات الحيوية. تشكل الأنظمة الغروية الأساس الذي بدونه يستحيل تصور وجود كل الكائنات الحية.

K. منتشرة في الطبيعة - فهي تشكل الكائنات الحية من النباتات والحيوانات والبشر، وتوجد في الغلاف الجوي والمحيطات والتربة وبعض المعادن. يرتبط إنتاج عدد من الأدوية، واستخراج ومعالجة العديد من المعادن، وإنتاج المواد الغذائية والملابس والأحذية والبناء وغيرها من المواد بإنشاء وتعديل الأنظمة الغروية. معرفة خصائص الكالسيوم مهمة لفهم العديد من العمليات البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية، بما في ذلك تلك التي تحدث في جسم الإنسان. تستخدم العديد من الأساليب التي تم تطويرها لدراسة K. على نطاق واسع في حل المشكلات التي تواجه الطب.

ما يسمى المشتتات، أو المواد الميسيلار، التي تكون جزيئاتها غير قابلة للذوبان في الوسط المحيط بها، والتي تسمى وسط التشتت، تشكل مرحلة مشتتة. تسمى جزيئات Micellar أيضًا بـ lyophobic، مما يؤكد على عدم وجود تفاعل مباشر بين مادة الجزيئات ووسط التشتت المحيط بها. من أمثلة مركبات الميسيلار محلول الفضة المستخدم في العسل. تمارس كعوامل مطهرة تحت اسم "collargol" و "protargol"، حيث يتم تعليق جزيئات صغيرة من الفضة - المذيلات، التي تتكون كل منها من عدة مئات من الذرات، في بيئة مائية.

ما يسمى ويقولون إن الغرويات الجزيئية (الجزيئية الكبيرة) هي محاليل (أو هلام) للمركبات عالية الجزيئات. وزن (كتلة) منها أكثر من 10000. هذه هي البروتينات والأحماض النووية والسكريات، فضلا عن العديد من البوليمرات الاصطناعية. تحتوي المحاليل المخففة للجزيئات K. على جزيئات فردية كبيرة (تدحرجت أحيانًا إلى كرات - كريات) - جزيئات كبيرة ؛ تحتوي المحاليل ذات التركيز العالي على ما يسمى. أسراب أو زميلات تتكون من عدد صغير نسبيًا من الجزيئات الكبيرة. الجزيئات الجزيئية هي، كقاعدة عامة، أنظمة أحادية الطور (متجانسة)، وبالتالي، لا يمكن تطبيق أسماء "الطور المشتت" و"وسط التشتت" عليها إلا بشكل مشروط. في السابق، كانت المركبات الجزيئية تسمى مجففة بالتجميد، بافتراض أن درجة ذوبانها (انظر) عالية جدًا (أي أن أغلفة المذيبات عبارة عن طبقات متعددة الجزيئات من المذيب)، إلا أن قياسات درجة ذوبانها أظهرت أن المركبات عالية الذوبان يتم إذابتها بنفس القدر مثل المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض. وبالتالي، يمكن اعتبار المصطلحين "كارهة للشعر" و"محب للتجميد"، اللذين يؤكدان وجود ذوبان الجزيئات الجزيئية وغيابها في الخلايا ميسيلار، غير ناجحين، لأن التفاعل مع جزيئات وسط التشتت على سطح الخلايا ميسيلار يحدث أحيانًا حتى إلى حد أكبر من الجزيئي K.

بالإضافة إلى نوعي الغرويات الموصوفين، هناك أنظمة تسمى أشباه الغرويات أو أشباه الغرويات، حيث يمكن ملاحظة تحولات التوازن: المحلول الحقيقي ⇄ سول ⇄ هلام، أي يمثل المحاليل الحقيقية في بعض الظروف، والمحلول في حالات أخرى، والسوائل المنظمة، المواد الهلامية. يمكن أن تحدث هذه التحولات بشكل عكسي مع التغيرات في درجة الحرارة والتركيز ودرجة الحموضة والقوة الأيونية للمحلول (أي عند إضافة الشوارد الكهربائية). تتضمن أمثلة أشباه الغرويات محاليل الصابون والمواد الخافضة للتوتر السطحي الأخرى، والعفص (العفص من أصل نباتي)، وبعض الأصباغ العضوية (البنزوبوربورين، والجيرانين، وما إلى ذلك). الأكثر دراسة هي المواد الخافضة للتوتر السطحي الغروية (CSAS). يتم استخدامها كمستحلبات للسوائل ضعيفة الذوبان في الماء، على سبيل المثال، في إنتاج مستحضرات التجميل والمستحضرات الصيدلانية، كعوامل تسهل تكوين تشتت بعض المواد الصلبة، على سبيل المثال، في تركيز تعويم الخامات، لمعالجة الأقمشة في صناعة النسيج، كعوامل رغوة في ظروف إطفاء الحرائق وكمندفات لتنقية المياه (انظر التلبد).

هناك الأنواع التالية من المواد الخافضة للتوتر السطحي: الأيونية (أنيونية، كاتيونية، أمفوليتية)، غير أيونية.

المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية هي الأحماض الصفراوية (انظر) وأملاحها - الكولات، التي تعمل كمستحلبات أثناء امتصاص الدهون في الأمعاء، وأملاح (الصوديوم بشكل رئيسي) للأحماض الدهنية الأعلى - دهني، بالميتيك، وما إلى ذلك، والتي تم استخدامها منذ فترة طويلة الصابون (انظر. )، أملاح الصوديوم لأحماض السلفونيك العضوية - سلفونات الألكيل والألكيلريل، وكذلك أملاح استرات حمض الكبريتيك والكحوليات الدهنية العالية، وهي من المنظفات الاقتصادية والفعالة (انظر).

من بين المواد الخافضة للتوتر السطحي الكاتيونية، الأكثر استخدامًا هي أملاح الأمونيوم الرباعية العضوية، والبيريدين المستبدل بـ N-ألكيل ومشتقات أخرى لها خصائص مبيدة للجراثيم؛ يتم استخدامها في الطب وكذلك في التكنولوجيا كمثبطات للتآكل الحمضي للمعادن.

المواد الخافضة للتوتر السطحي الأمفولية هي عبارة عن عديدات ببتيدات، وإلى حد ما، بروتينات (انظر).

يتم استخدام العديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية وغير السامة في صناعة الأغذية (على سبيل المثال، في المخابز والحلويات والآيس كريم وإنتاج السمن النباتي) كمندفات أو عوامل رغوية أو مستحلبات.

أهم ما يميز المحاليل شبه الغروانية هو التركيز الحرج لتكوين المذيلة، أي الحد الأدنى لتركيز المادة المذابة (مول/لتر، %)، حيث يمكن اكتشاف الطور الغروي تجريبيًا. يمكن ملاحظة تكوين المذيلات في المحاليل شبه الغروانية من خلال زيادة شدة الضوء المتناثر؛ يتم تحديد قيمة التركيز الحرج عن طريق قياس التغير في التوتر السطحي والتوصيل الكهربائي والمعلمات الأخرى المرتبطة بالتغيرات في تركيز شبه الغروي.

يفسر الحجم الكبير لمذيلات المواد الخافضة للتوتر السطحي وبنيتها الخاصة ظاهرة الذوبان (انظر) أو الارتباط الكاره للماء أو الذوبان الغروي (عادة في الماء إذا كان هناك مادة خافضة للتوتر السطحي) للمواد التي لا تذوب عمليا في الماء بدونها.

تحضير محاليل المركبات الجزيئية من المركبات عالية الجزيئية عادة لا يمثل أي صعوبات؛ لذلك، جميع طرق التحضير التي تم النظر فيها تنطبق فقط على مركبات الميسيلار.

يتم الحصول على الأنظمة المشتتة، بما في ذلك المواد الكيميائية، بطريقتين متعاكستين: 1) عن طريق سحق أو تشتيت الجزيئات الكبيرة نسبيًا إلى جزيئات أصغر؛ وهذه طرق التشتت (انظر)، أو التشتت؛ 2) عن طريق تجميع الجزيئات في جزيئات أكبر (انظر التجميع)؛ هذه هي طرق التكثيف، وقد سميت بهذا الاسم قياسًا على عمليات التكثيف التي تحدث، على سبيل المثال، عندما تتشكل قطرات الضباب من البخار.

تستخدم طرق التشتيت عادة للحصول على أنظمة خشنة - المشتتات، أي المعلقات والمستحلبات والمساحيق. في الممارسة العملية، هذه هي طرق الطحن الميكانيكي والموجات فوق الصوتية للمواد الأولية، والهباء الجوي - رشها. لا يمكن اعتبار إنتاج المواد الكبريتية عن طريق الرش الكهربائي في قوس فلطي من الأقطاب الكهربائية المعدنية الموضوعة في وسط تشتت إلا بشكل مشروط على أنه تشتت، لأنه عند درجة حرارة قوسية عالية يتبخر معدن الأقطاب الكهربائية أولاً ثم يتكثف ليشكل جزيئات غروانية؛ عند وفي الوقت نفسه، يمكن أن يحدث فصل الجزيئات مباشرة من الأقطاب الكهربائية ودخول وسط التشتت. الببتيزات (انظر) ، أي تكوين المواد الهلامية أو الرواسب السائبة تحت تأثير مواد معينة - الببتيزرات ، والتي تمتز على سطح الجزيئات الغروية وتضفي عليها تقاربًا لوسط التشتت ، ولا يمكن أيضًا أن تُعزى إلى ذلك فقط طرق التشتت، لأنه أثناء التبيبت لا يحدث أي تغيير في درجة تشتت الجزيئات المكونة للجيل (أو الرواسب)، ولكن فقط فصل الجزيئات الموجودة.

يعتمد اختيار نوع طحن المواد الصلبة على خصائصها: يتم سحق المواد الهشة عن طريق التأثير، والمواد اللزجة - عن طريق التآكل. في المطاحن الكروية - المتجانسات (انظر المتجانسات) من نوع معين - يمكنك الحصول على جزيئات يبلغ قطرها حوالي 2-3 ميكرون، خاصة إذا تم استخدام الاهتزاز. يتم تحقيق الطحن الدقيق فيما يسمى. المطاحن الغروانية، والتي تجعل من الممكن الحصول على معلقات بمتوسط ​​​​حجم جسيم يبلغ 1 ميكرون (أي أن إنتاج الكالسيوم بمساعدتها لم يتحقق بعد).

يحدث التشتت بالموجات فوق الصوتية بسبب التجويف بالموجات فوق الصوتية التي تدمر المادة. تزداد درجة التشتت مع زيادة وتيرة الاهتزازات فوق الصوتية. يمكن الحصول على الهباء الجوي باستخدام الموجات فوق الصوتية عن طريق رش السوائل أو المحاليل السائلة. يتم استخدام الطريقة التي تجعل من الممكن الحصول على K. بتركيز عالٍ من الطور المشتت في العسل. ممارسة للحصول على الهباء الجوي من المحاليل المائية للمضادات الحيوية.

لقد تم استخدام رش المحلول بالهواء المضغوط باستخدام زجاجة رذاذ منذ فترة طويلة لإنتاج الهباء الجوي، بما في ذلك في الطب. إذا تم توصيل زجاجة الرش بعمود جهد كهربائي، فسيتم الحصول على رذاذ أكثر استقرارًا في المجال الكهربائي. تنتج الصناعة أجهزة للحصول على المواد الطبية على شكل مثل هذه الهباء الجوي.

يعتبر تكوين المحاليل الجزيئية K. أحيانًا بمثابة تشتت. ومع ذلك، في هذه الحالة، يمكن أن يحدث تورم غير محدود، وينتهي بالذوبان، ولا تنشأ مرحلة جديدة (مشتتة)، أو تتشكل هلامات منتفخة تكون في حالة توازن مع محلول يحتوي على أجزاء ذات وزن جزيئي أقل من مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع. هناك حلول K. حيث يتم لف جزيئات كبيرة من المركبات عالية الجزيئات، الموجودة في "مذيب سيء"، في كرة كثيفة - كرة لها واجهة واضحة مع بيئتها؛ تم العثور على هذه الكريات في محاليل البروتين. إن النسغ اللبني للعديد من النباتات (على سبيل المثال، نباتات المطاط)، وكذلك اللاتكس الاصطناعي، الذي توجد فيه جزيئات ملفوفة (عادة أكبر من الجسيمات الغروية) في بيئة مائية، يشبه هذه الأنظمة، ويتم تحديد استقرارها من خلال مادة خاصة - عامل استقرار.

يمكن أن يتم إنتاج الأنظمة المشتتة عن طريق التكثيف عن طريق التكثيف نفسه، وتبخير المادة ومن ثم تهيئة الظروف المناسبة لتكوين الجزيئات الصغيرة؛ تغيير البيئة أو الشروط الأخرى للحصول على مادة قابلة للتكثيف بحيث تصبح المادة غير قابلة للذوبان من الذوبان، على سبيل المثال، تغيير تركيبة المذيب، وإدخال سائل غير قادر على إذابة المادة المعينة فيه؛ تنفيذ مادة كيميائية تفاعل مصحوب بتكوين مواد قليلة الذوبان.

في الظروف الطبيعية، يتشكل الضباب والسحب، أي الهباء الجوي، نتيجة لتكثيف بخار الماء في الغلاف الجوي. وفقًا لطريقة التكثيف المناسبة لإنتاج المواد الكيميائية الليوفيلية (الليوسولات)، التي تم تطويرها في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بواسطة إس. زد. روجينسكي وأ. آي. شالنيكوف، يتم تبخير المواد التي تشكل الطور المشتت في الفراغ وتتكثف الأبخرة على سطح يتم تبريده بالهواء السائل. .

تعتبر طريقة استبدال المذيبات ملائمة لتحضير العديد من اللايوسولات. للحصول على محلول يتم إذابة مادة ما في مذيب مناسب ويصب المحلول في كمية كبيرة من سائل آخر لا يذيب المادة ويخلط معه المذيب الأول إلى أجل غير مسمى. الطرق الأكثر استخدامًا هي تلك التي تتشكل فيها مادة ضعيفة الذوبان نتيجة تفاعل كيميائي. التفاعل الذي يحدث في نفس السائل، والذي يعمل فيما بعد كوسط تشتت. هذه هي الطريقة التي يتم بها تحضير اللايوسول من المعادن مثل الفضة والذهب.

تسمى المحاليل الغروية للمعادن الموجودة في وسط تشتت صلب، على سبيل المثال، في الزجاج، بالبيروسولات. قد يكون لديهم نفس لون اللايوسول. لأول مرة، قدم M. V. Lomonosov تفسيرا صحيحا لطبيعة نظارات الياقوت، وهي محاليل غروانية للذهب في الزجاج.

لكي يحدث تكثيف مادة معينة في النظام، يجب أن تكون مفرطة التشبع بالنسبة لهذه المادة، ويجب تهيئة الظروف فيها لظهور نوى مرحلة جديدة، على سبيل المثال، نوى التبلور؛ يجب أن تكون المادة التي تشكل الطور المشتت قابلة للذوبان بشكل طفيف في السائل المحيط، وأخيرًا، يجب تهيئة الظروف التي تمنع تراكم الجزيئات الغروية مع بعضها البعض. نظرًا لأن تكوين النوى ونموها يحدث عادةً في وقت واحد، يتم الحصول على محلول ملحي متعدد التشتت، أي محلول يحتوي على جزيئات ذات أحجام مختلفة. يتم الحصول على المواد المريخية أحادية التشتت التي تحتوي على جزيئات بنفس الحجم تقريبًا باستخدام طرق خاصة. على سبيل المثال، للحصول على سول أحادي التشتت من الفضة (أو الذهب)، قم أولاً بإعداد ما يسمى. جنينية، أي محلول ملحي شديد التشتت، ثم يتم إدخال كمية معينة من هذا المحلول في محلول ملح معدن معين ويتم إجراء اختزاله. سيكون حجم جزيئات المحلول أحادي التشتت الناتج أكبر، وكلما قل عدد النوى التي تم إدخالها في المحلول قبل اختزاله.

لتنقية المواد المالحة من الشوائب ذات الجزيئات المنخفضة، وتركيزها، وتجزئة الجزيئات الغروية حسب الحجم، وأخيرا، لفصل الطور المشتت عن وسط التشتت، غالبا ما تستخدم طرق الترشيح الفائق (انظر) وغسيل الكلى (انظر). يمكن تركيز بعض المواد المريخية المستقرة عند درجات حرارة مرتفعة عن طريق التبخر، والبعض الآخر عن طريق الإزالة الجزئية لوسط التشتت عن طريق الترشيح الفائق.

تتميز العديد من أنظمة C. بألوان زاهية، ويمكنها، مثل جميع الأنظمة الملونة، امتصاص الضوء. بالإضافة إلى ذلك، فإن الغرويات تشتت الضوء الساقط عليها، وبفضل ذلك، يشكل شعاع الضوء الذي يمر عبر النظام الغروي بشكل عمودي على محور رؤية الراصد مخروطًا مضيءًا، يسمى مخروط فاراداي-تيندال.

كما أوضح ج. رايلي، بالنسبة للجسيمات الكروية التي لا توصل تيارًا كهربائيًا، فإن شدة الضوء المتناثر تعتمد على حجم جسيمات الطور المشتت، وتركيزها، والفرق في معاملات انكسار الطور المشتت والتشتت متوسطة، وبقوة خاصة على الطول الموجي للضوء الساقط، وتكون الموجات القصيرة متناثرة بكثافة أكبر. وهكذا، فإن المواد غير الملونة تبدو مزرقة في الضوء المنعكس وصفراء في الضوء المنقول، لأن الأشعة الزرقاء، التي لها طول موجي أقصر، تكون متناثرة بقوة أكبر بواسطة الجزيئات. هذا الاختلاف في اللون عند فحص K. في الضوء المنقول والمنعكس الناجم عن تشتت الضوء يسمى البريق (انظر). تعمل الجزيئات الكبيرة الجزيئية على تشتيت الضوء الذي يمر عبرها بدرجة أقل بكثير، ولهذا السبب، لا يمكن ملاحظة الجزيئات الكبيرة في شكل جزيئات فردية في المجهر الفائق. يحدث تشتت الضوء في مثل هذه المحاليل لنفس السبب كما هو الحال في الغازات والسوائل والمحاليل العادية، حيث تشكل الجزيئات، بسبب الحركة الفوضوية، مناطق صغيرة وصغيرة جدًا (تقلبات) مع زيادة تركيز الجزيئات. لا توجد هذه التقلبات إلا لفترات زمنية قصيرة جدًا، وتنشأ وتتبدد بشكل مستمر. وهكذا فإن تشتت ضوء الشمس في الغلاف الجوي بسبب تقلبات جزيئات الغاز يفسر اللون الأزرق للسماء؛ تشتت الضوء في مياه البحر يحدد لون البحر. يتم إجراء قياسات شدة الضوء المتناثر أو قيمته العكسية - المعامل (t) - باستخدام مقاييس الكُلى (انظر قياس الكُلى) أو مقاييس الضوء (انظر القياس الضوئي) وتُستخدم لتحديد الوزن الجزيئي (الكتلة) للكربون وتركيزها بالمحلول الملحي. .

تتمتع العديد من المركبات بثبات حركي عالي وثبات تجميعي منخفض. عند مراقبة المحاليل الغروية من خلال المجهر الفائق، يمكن ملاحظة أن الجسيمات الغروية في حالة حركة مكثفة وعشوائية، وهو ما يسمى بالحركة البراونية. عالم النبات ر. براون، الذي لاحظ لأول مرة هذا النوع من حركة الجزيئات المجهرية لحبوب اللقاح في عام 1827. سبب الحركة البراونية هو حركة جزيئات وسط التشتت المحيط بالجزيئات الغروية.

الطبقة الكهربائية المزدوجة منتشرة على نطاق واسع في مختلف الأنظمة البيوكيميائية، وعلى وجه الخصوص، فهي موجودة على سطح أي غشاء بيولوجي.

حالة المحلول الغروي، الذي تكون فيه قيمة ξ للجسيمات الغروية مساوية للصفر، تسمى تساوي الجهد الكهربي. في هذه الحالة، تكون المحاليل الغروية أقل استقرارًا وتخضع عادةً للتخثر.

عادة ما تتغير خصائص الغرويات بمرور الوقت، ويتم الجمع بين العمليات التي تحدث أثناء هذه العملية تحت الاسم العام للشيخوخة الغروية. وهكذا، في محلول المعادن النبيلة، يتم التعبير عن الشيخوخة في توسيع الجزيئات من خلال تجميعها أو إعادة بلورتها، والتي يمكن أن يؤدي إلى تغيير في عدد من خصائص المحاليل الغروية: اللون، وإمكانات ξ، وما إلى ذلك. في الغرويات الجزيئية وشبه الغروية، تصبح التغيرات في لزوجة المحاليل الغروية (η) أكثر سمة مع مرور الوقت؛ مع التقدم في السن، تزداد قيمة η في أغلب الأحيان، مما قد يؤدي إلى تكوين هلام أو هلام. تسمى هذه العملية بالجيلتنة أو الجيلاتين ويتم تفسيرها بتكوين روابط قوية أكثر أو أقل بين الجزيئات الغروية. تحدث زيادة في قيمة η أثناء الشيخوخة. وصول. بسبب ما يسمى اللزوجة الهيكلية (انظر اللزوجة). على سبيل المثال، تظهر هذه اللزوجة في محاليل النشا والجيلاتين وبلازما الدم والبروتوبلازم والسوائل الزلالية ومحلول السيليكون. تنشأ اللزوجة الهيكلية نتيجة لتفاعل الجزيئات الغروية مع بعضها البعض، وهو أمر ملحوظ بشكل خاص في الأنظمة ذات التركيز العالي نسبيًا التي تحتوي على جزيئات متباينة القطر (قضبان أو خيوط أو صفائح صلبة أو مرنة) ؛ يمكن حماية المناطق الفردية من سطح هذه الجزيئات من الالتصاق بدرجات متفاوتة. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها تجمعات الجزيئات، والتي يمكن أن يحيط بها سائل ثابت (مثبت). عند سرعات التدفق المنخفضة والالتصاق الضعيف للجزيئات، يكون لدى مجاميعها وقت للتعافي ويتم الحفاظ على اللزوجة الناتجة عن التصاق الجزيئات. عند معدلات التدفق العالية، تنكسر الروابط بين الجزيئات التي تشكل الهيكل، وينخفض ​​حجم السائل المجمد بينها واللزوجة. إذا كان عدد الاتصالات بين الجزيئات كبيرا، فلن يعد التدفق ممكنا، ويتصرف هذا النظام المنظم مثل مادة صلبة - هلام أو هلام. يمكن أن تستمر الشيخوخة أكثر، ويصبح الجل أكثر كثافة تدريجيًا، ويتناقص حجمه، وعادةً ما يحتفظ بشكله الأصلي ويطلق جزءًا من السائل (وسط التشتت). تسمى الظاهرة الموصوفة بالتآزر. يمكن ملاحظة صورة مماثلة للشيخوخة في الهيدروسولات للعديد من هيدروكسيدات المعادن غير القابلة للذوبان في الماء - الحديد والألمنيوم والكروم وما إلى ذلك، وكذلك في محلول السيليكون وفي بعض المواد شبه الغروية، على سبيل المثال، في محاليل وهلام الصبغة جيرانين. يمكن أن تكون الشيخوخة لا رجعة فيها إذا كانت العملية مصحوبة بتفاعلات كيميائية. التحولات، يمكن عكسها، أو أخيرا، يمكن عكسها جزئيا. الظواهر المصاحبة لتكوين وشيخوخة K. ، تمت دراستها باستخدام المجهر الإلكتروني بواسطة V. A. Kargin و Z. Ya. Berestneva، الذين أثبتوا أنه في المرحلة الأولى من التكوين، تكون جزيئات الميسيلار الغروية عبارة عن مجاميع غير متبلورة وفقط بعد فترة زمنية معينة أثناء عملية الشيخوخة تتحول إلى حالة بلورية.

تسيل بعض المواد الهلامية أو الهلامية تحت تأثير الحركة الميكانيكية (الاهتزاز، التحريك، وما إلى ذلك)، ولكن بعد فترة زمنية معينة (في حالة الهدوء)، فإن السوائل التي يتم الحصول عليها منها تتشكل بشكل تلقائي. وتسمى هذه الظاهرة متغيرة الانسيابية (انظر).

الشيخوخة لا رجعة فيها إذا تشكلت روابط بين الجزيئات بسبب خصائصها الكيميائية. تفاعل أو اندماج البلورات. على سبيل المثال، الهياكل التي تتشكل أثناء تخثر الدم أو أثناء تصلب الأسمنت، عند حدوث إعادة التبلور، لا رجعة فيها.

غالبًا ما تكون الشيخوخة عملية عكسية بالنسبة للأجسام (على سبيل المثال، المركبات الجزيئية العالية المتكونة) القادرة على التورم (انظر)، أي امتصاص السائل أو البخار أو الغاز، مصحوبًا أحيانًا بزيادة كبيرة في الحجم K.

تنتشر الأنظمة الغروية على نطاق واسع في الطبيعة، وقد لعبت دورًا مهمًا في حياة الإنسان منذ ظهور الإنسان.

دراسة خصائص مخاليط الماء - كلوريد الفضة، الماء - الكبريت، الماء - الأزرق البروسي، وما إلى ذلك، أثبت العالم الإيطالي ف. سلمي (1845) أنه في ظل ظروف معينة تشكل أنظمة متجانسة في المظهر، على غرار المحاليل. ومع ذلك، فإن هذه الأنظمة، على عكس المحاليل المائية لكلوريد الصوديوم وكبريتات النحاس وغيرها من المواد القابلة للذوبان في الماء بسهولة، لا تتشكل تلقائيًا. اقترح F. Selmi تسمية هذه الأنظمة بالحلول الزائفة.

وجد ت. جراهام (1861)، بدراسة مثل هذه الأنظمة، أن بعض المواد (هيدروكسيد البوتاسيوم، وكبريتات البوتاسيوم، وكبريتات المغنيسيوم، والسكروز، وما إلى ذلك) لها معدل انتشار مرتفع وقدرة على المرور عبر الأغشية النباتية والحيوانية، بينما تتمتع مواد أخرى (البروتينات) الدكسترين,

الجيلاتين، الكراميل، الخ) تتميز بانخفاض معدل الانتشار وعدم القدرة على المرور عبر الأغشية.

تتبلور المجموعة الأولى من المواد بسهولة تامة، بينما تشكل المجموعة الثانية، بعد إزالة المذيب، كتلًا تشبه الغراء. أول من اتصل تي جراهام بلورات، والثانية - الغرويات(من اليونانية "κοφσ" - الغراء، "σδεσ" - عرض). تشكل البلورات محاليل حقيقية، في حين تشكل الغرويات المحاليل الغروية.

في عام 1899، اقترح العالم الروسي آي جي بورشوف أن العديد من المواد القادرة على تكوين محاليل غروية لها بنية بلورية، وبالتالي لا ينبغي الحديث عن مواد غروية خاصة، بل عن الحالة الغروية.

في بداية القرن الماضي، أستاذ معهد سانت بطرسبرغ للتعدين P. أثبت P. Weimarn تجريبيًا أن التقسيم إلى الغرويات والبلورات هو أمر تعسفي للغاية. يمكن للبلورات النموذجية NaCl، KΙ، وما إلى ذلك أن تشكل محاليل غروانية في مذيبات مناسبة، على سبيل المثال، محلول غرواني من NaCl في البنزين.

أخيرًا، ثبت أن نفس المادة في نفس المذيب، اعتمادًا على عدد من الشروط، يمكن أن تظهر على أنها مادة غروانية وبلورية. اقترح تسمية هذه المواد أشباه الغرويات.المحاليل الغروية (الأنظمة الغروية) هي حالة خاصة من الأنظمة المشتتة.

نظام التشتت هو نظام يتكون من مرحلة مشتتة - مجموعة من الجزيئات المكسرة ووسط تشتت مستمر يتم تعليق هذه الجزيئات فيه.

لتوصيف تجزئة المرحلة المشتتة، استخدم درجة التشتت 8، والذي يقاس بمقلوب متوسط ​​قطر الجسيم ج1

الحلول التي تمت مناقشتها أعلاه هي أنظمة يتحلل فيها المذاب إلى جزيئات وأيونات فردية. لا يوجد حدود (واجهة) بين المذاب والمذيب، والمحلول عبارة عن نظام أحادي الطور، حيث أن مفهوم السطح لا ينطبق على الذرات والجزيئات والأيونات الفردية. في الوسط السائل قد يكون هناك تجمعات من المواد تتكون من عدد كبير من الجزيئات والأيونات. تظهر الجسيمات التي يبلغ قطرها حوالي 1 ميكرون (10 -6 م) الخصائص المعتادة لمادة معينة. وفي حالة المادة الصلبة تكون هذه الجزيئات عبارة عن بلورات، وفي حالة السائل تكون عبارة عن قطيرات صغيرة. تحتوي الجسيمات بهذا الحجم على ملايين الوحدات الهيكلية. عندما تتشكل في محلول نتيجة التفاعلات الكيميائية، فإنها تستقر بسرعة في قاع الوعاء.

تكتسب المواد خصائص خاصة إذا كان حجم الجزيئات 10 -9 -10 -7 م (1 - 100 نانومتر). الأنظمة التي تتكون من جزيئات بهذا الحجم

يسمى التدبير الغروية مشتتة.تصل المساحة السطحية الإجمالية لنظام يتكون من جزيئات بهذا الحجم إلى قيمة كبيرة بشكل غير عادي. على سبيل المثال، 1 جم من مادة بحجم جسيم K) -8 م سيكون لها سطح مساحته عدة مئات من الأمتار المربعة.

بناءً على درجة التشتت، يتم التمييز بين مجموعتين من الأنظمة: مشتتة بشكل خشن ومشتتة غروية.

تُسمى الأنظمة ذات أحجام الجسيمات الأصغر من 10 -9 م أحيانًا بشكل غير صحيح بالأنظمة المشتتة الجزيئية الأيونية. تفتقر هذه الأنظمة إلى السمة المميزة الرئيسية للأنظمة المشتتة - عدم التجانس. ولذلك فإن مثل هذه الأنظمة متجانسة وتسمى بالحلول الحقيقية.

اعتمادا على حالة تجميع الطور المشتت ووسط التشتت، يتم تمييز ثمانية أنواع من الأنظمة الغروية (الجدول 23.2).

وتجدر الإشارة إلى أن الأنظمة الغروية المتكونة من الغازات لا توجد في الظروف العادية، وذلك لأن الغازات تختلط مع بعضها البعض بشكل غير محدد.

الجدول 23.2

تصنيف الأنظمة الغروية حسب حالة تجميع المراحل

إجمالي ولاية	نوع النظام	الحالة الإجمالية للمرحلة المشتتة	الشرط تعيين	اسم
	الهباء الجوي
		سائل
		صلب
سائل
		سائل		مستحلب
		صلب		معلق
صلب	سوليوزول			رغوة صلبة
		سائل
				مستحلب
		صلب		بدون عنوان

طرق الحصول على الأنظمة الغروية وتنقيتها.للحصول على المحاليل الغروية من الضروري: 1) تحقيق درجة التشتت الغروية. 2) حدد وسيلة تشتت تكون فيها مادة الطور المشتت غير قابلة للذوبان؛ 3) حدد المكون الثالث - المثبت الذي يضفي الاستقرار على النظام الغروي.

يمكن للمعادن والأكاسيد ضعيفة الذوبان والهيدروكسيدات والأحماض والأملاح أن تشكل محاليل غروانية في الماء. يتم استخدام المواد التي تمنع تجميع (تركيب) الجزيئات الغروية في جزيئات أكبر وترسيبها كمثبتات.

وفقًا لطريقة تحقيق درجة التشتت الغروية، يتم تمييز الطرق (الشكل 23.22):

• - التشتت (من الكلمة اللاتينية "sPare^ge" - للطحن) - الحصول على جسيمات الطور المشتتة عن طريق سحق الجزيئات الأكبر حجمًا؛
• - التكثيف (من اللاتينية - للتكبير) - الحصول على جزيئات الطور المشتتة من خلال الجمع بين الذرات والجزيئات والأيونات.

أرز. 23.22.

تحتوي المحاليل الغروية التي يتم الحصول عليها بإحدى الطرق المدروسة على شوائب من المواد الذائبة ذات الجزيئات المنخفضة والجزيئات الخشنة، والتي يمكن أن يؤثر وجودها سلبًا على خصائص المحاليل، مما يقلل من ثباتها. لتنقية المحاليل الغروية من الشوائب، يتم استخدام الترشيح وغسيل الكلى والغسيل الكهربائي والترشيح الفائق.

يعتمد الترشيح على قدرة الجزيئات الغروية على المرور عبر مسام المرشحات التقليدية. في هذه الحالة، يتم الاحتفاظ بجزيئات أكبر. يستخدم الترشيح لتنقية المحاليل الغروية من شوائب الجزيئات الخشنة.

غسيل الكلى هو إزالة المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض الذائبة حقًا من المحاليل الغروية باستخدام الأغشية. في هذه الحالة، يتم استخدام خاصية الأغشية التي تسمح للجزيئات والأيونات ذات الأحجام الطبيعية بالمرور من خلالها. تم تصميم جميع أجهزة غسيل الكلى وفقًا للمبدأ العام: يوجد السائل المُدلى في وعاء داخلي، حيث يتم فصله عن المذيب بواسطة غشاء (الشكل 23.23). يزداد معدل الغسيل الكلوي مع زيادة سطح الغشاء ومساميته وحجم المسام، مع زيادة درجة الحرارة وكثافة الخلط ومعدل تغير السائل الخارجي ومع انخفاض سمك الغشاء.

لزيادة معدل غسيل الكلى للكهارل ذات الوزن الجزيئي المنخفض، يتم إنشاء مجال كهربائي ثابت في جهاز غسيل الكلى. يمكن زيادة معدل غسيل الكلى إذا تم دفع المحلول المُدلى عبر غشاء (مرشح فائق). تسمى هذه الطريقة لتنقية الأنظمة التي تحتوي على جزيئات ذات أحجام غروانية من محاليل المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض بالترشيح الفائق.

أرز. 23.23.

• 1- السائل المديال : 2 - مذيب؛ 3 - غشاء غسيل الكلى.
• 4 - خلاط

الغروياتكيمياء الغروانية. الغرويات (من الكلمة اليونانية ko 11a-glue، gelatin)، الاسم الذي أطلقه جراهام على مجموعة من المواد، الممثل النموذجي لها هو الجيلاتين أو الصمغ العربي، كيمياء الغرويات هي أحدث مادة كيميائية. تأديب. ويمكن اعتبار بدايتها في عام 1861، عندما تم نشر بحث جراهام. ك. والبلورات. كان أساس تقسيم جميع المواد إلى بلوريات وبلوريات هو سلوكها غير المتكافئ في الحالة المذابة. تشكل البلورات (مثل Nad) محاليل مستقرة ولها قابلية ذوبان معينة، أي في وجود فائض من البلورات، يكون للمحلول عند درجة حرارة معينة تركيز ثابت، بغض النظر عن طريقة التحضير. من المحلول "المفرط التشبع" الأكثر تركيزًا، تترسب المادة الزائدة على شكل بلورات، "لها شكل وبنية مميزة ومحددة بدقة. تتميز حلول K. بعدم الاستقرار وقابلية الاستقرار. اعتمادًا على الاختلافات الطفيفة في طريقة التحضير، فهي تحتوي إما على تركيز أكثر أو أقل من المادة المذابة، وهذا التركيز يمكن أن يخضع لتغيرات حادة للغاية تحت تأثير كميات ضئيلة تمامًا في بعض الأحيان من الشوائب الأجنبية.من المحلول تترسب في شكل أجسام غير متبلورة عديمة البنية، غالبًا على شكل هلام يشبه الجيلاتين يربط كميات كبيرة من الماء، وكانت نقطة البداية للانقسام إلى غروانيات وبلورات هي التي قام بها جراهام لقياس معدل انتشار المواد الذائبة بعناية، وتبين أن الأمر مختلف تمامًا بالنسبة للمواد المختلفة. ومع ذلك، في حين أن بعض المواد تنتشر بمعدل كبير، فقد تبين أن معدل انتشار المواد الأخرى لا يكاد يذكر، ويساوي عمليا الصفر. ضمت المجموعة الأولى العديد من المركبات المعدنية البسيطة، بالإضافة إلى مواد أخرى تترسب من المحلول في حالة بلورية ولذلك سميت بالبلوريات. الممثل النموذجي للمجموعة الثانية هو الغراء (koPa) ، والذي أدى إلى ظهور اسم كل K. وكانت الميزة الأكثر أهمية لفصل الغرويات والبلورات من الانتشار الحر هي التناضح من خلال الأغشية الغروية ، الطبيعية أو الاصطناعية. كانت تجربة جراهام الرئيسية هي أنه قام بفصل المحاليل قيد الدراسة عن الماء النقي باستخدام غشاء رق. تنتشر البلورات بحرية عبر غشاء البرشمان، بينما كانت غير منفذة تمامًا للغرويات. تم استخدام هذه الظاهرة كطريقة عامة لفصل الغرويات عن البلورانيات (انظر غسيل الكلى).بدت هذه الاختلافات مهمة للغاية، وكان الخط الفاصل بين الغرويات والبلورات حادًا للغاية، لدرجة أن جراهام اعتبرهما "عالمين مختلفين من المادة". لقد أدى المزيد من البحث إلى تسهيل هذا الخط إلى حد كبير. لعبت دراسات كرافت وبال دورًا مهمًا في هذا الصدد، حيث أظهرت أنه اعتمادًا على طبيعة المذيب، يمكن أن تظهر المادة نفسها إما خصائص غروية أو بلورية. وجدت كرافت أن ستيرات الصوديوم، التي تشكل محلولًا غروانيًا في الماء، لها خصائص البلوريات عندما تذوب في الكحول. على العكس من ذلك، فإن مادة بلورية نموذجية مثل كلوريد الصوديوم في محلول البنزين تظهر، وفقًا لبال، جميع خصائص المادة الغروية. الذي - التي. لا توجد مواد غروانية، هناك فقط حالة غروانية للمادة. يجب أن يتضمن اسم المادة الغروية ليس فقط المذاب الغروي، بل أيضًا مذيبه؛ معًا يشكلون نظامًا غروانيًا. تجد مثل هذه الأنظمة الغروية مكانًا طبيعيًا في عدد من الأنظمة الأخرى أنظمة متفرقة(سم.). من ناحية، فهي تتاخم أنظمة متناثرة بشكل أكثر خشونة - المعلقات والمستحلبات، التي تكون جزيئاتها ذات حجم مجهري؛ ومن ناحية أخرى، فهي مرتبطة عن طريق التحولات التدريجية مع المحاليل الحقيقية للبلورات، والتي، مع جميع طرق البحث الحديثة ، يبدو أنها متجانسة تماما. وقد سهّلت الدراسات اللاحقة بشكل أكبر الخط الحاد الذي يفصل K.، إلى جانب الأنظمة الأخرى غير المتجانسة، عن البلورات. وهكذا، أصبحت "أشباه الغرويات" المختلفة معروفة (على سبيل المثال، منتجات تحلل الغرويات الحقيقية، مثل الدكسترين والببتونات)، والتي تمثل تحولات متتالية من الغرويات النموذجية إلى المحاليل الحقيقية. كما تم الحصول على العديد من K. في شكل بلوري. حالة. ومن ثم، فإن بلورات Hb وألبومين البيض وألبومين النبات من البذور معروفة جيدًا. من ناحية أخرى، تم الآن تطوير طرق تجعل من الممكن تحضير المحاليل الغروية للبلورات النموذجية. جراهام نفسه، الذي تحدث عن البلورات والبلوريات على أنهما "عالمان مختلفان من المادة"، اعترف في حالات أخرى بأن نفس المادة يمكن أن توجد في كل من الحالة البلورية والغروية وأن الجسيم الغروي يمكن "بناءه من خلال الجمع بين العديد من الجزيئات البلورية الأصغر". ". التصنيف K. - يمكن أن تكون الغرويات في حالة سائلة وصلبة. في الحالة الأولى، تشكل محاليل غروية، أو مواد هلامية، في الحالة الثانية، مواد هلامية أو مواد هلامية. ومع ذلك، في حين أن البلورات بين الصلبة والسائلة حالة التجميع(انظر) هناك خط حاد، في K. يمكن توصيلها عن طريق التحولات التدريجية وغير الحساسة (على سبيل المثال، أثناء التصلب التدريجي لهلام الجيلاتين). في كلتا الحالتين، يشكل K. أنظمة مشتتة، حيث يكون وسط التشتت نوعًا من السائل. اعتمادًا على تكوين الأخير، يتلقون تسميات مختلفة. يتحدثون عن الهيدروسولات والهيدروجيلات إذا كان السائل ماء؛ تشير أسماء الكحول والإيثيروسول وما إلى ذلك إلى أن وسيلة التشتت هي الكحول والأثير وما إلى ذلك. وتسمى الغرويات، التي يكون وسط التشتت فيها نوعًا من الأجسام المنصهرة، بالبيروسولات، وتسمى الغرويات التي توجد فقط في درجات حرارة منخفضة بالتبريد . من السمات المهمة جدًا لـ K. حجم الجزيئات الغروية. وتتميز بحجم جسيمات دون مجهرية - من حوالي 1 إلى 100 ر / لتر. الذي - التي. من حيث حجم جزيئاتها، تحتل الكلوريدات موقعًا وسطًا بين المحاليل الحقيقية (الأنظمة الجزيئية أو المشتتة الأيونية) من ناحية والمعلقات والمستحلبات من ناحية أخرى. باستخدام القياس مع المعلقات والمستحلبات، قام أوستوالد وجيبر (Wo. Ostwald، Hober)، بناءً على الحالة التجميعية للطور المشتت، بتقسيم المواد الكيميائية إلى معلق ومستحلب. وبناءً على ذلك، قام فايمارن بإدراجها في النظام العام للمشتتات مثل المعلقات والمستحلبات. الميزة الأكثر أهمية التي تؤثر على العديد من خصائص المحاليل الغروية هي مقدار التقارب بين الجزيئات الغروية والسائل المحيط بها. بناءً على درجة التقارب بين الطور المشتت من المحلول المائي والماء، قدم بيرين تقسيمًا إلى K كاره للماء ومحب للماء. الأول يرتبط بشكل ضعيف بالمذيب، ويمكن فصله عنه بسهولة تحت تأثير تأثيرات طفيفة جدًا في بعض الأحيان، ويتشكل رواسب فقيرة بالماء. على العكس من ذلك، تتميز الأخيرة بمقاومة أكبر بكثير، وتتحول إلى حالة صلبة، وتشكل الهلام الذي يستمر في الاحتفاظ بكمية كبيرة من الماء. قام فروندليتش بتوسيع هذا التصنيف ليشمل الأنظمة الغروية التي لها وسط تشتت مختلف بدلاً من الماء. بناءً على غياب أو وجود تقارب بينها وبين مذيبها، قام بتقسيم كل K. إلى كارهة للشعر ومحبة للتجميد. هناك انتقالات مختلفة بينهما، تتوافق مع درجات مختلفة من التجفيد. عادةً لا يمكن إرجاع مواد التخثر المترسبة الكارهة للشعر إلى المحلول بمجرد إزالة عامل التخثر أو إضافة مذيب. وهذه، في مصطلحات زسيغموندي، هي K لا رجعة فيها، وهي بدورها تقع في مجموعتين فرعيتين. واحد يشمل، على سبيل المثال. سولات معدنية نقية. ولا يمكن للمادة الغروية أن تصل إلى أي تركيز كبير فيها، وبمجرد فصلها عن المحلول (على شكل رواسب مسحوقية)، فإنها تتطلب استخدام طرق التشتيت التقليدية للعودة إلى المحلول. مثال على المجموعة الفرعية الثانية هي المحاليل الغروية للأكاسيد المختلفة التي تعطي مواد محلولية مركزة إلى حد ما: السيليكون أو القصدير، هيدروكسيد الحديد، إلخ. وفي غضون فترة زمنية قصيرة، يمكن إرجاع رواسبها الجيلاتينية المعزولة حديثًا إلى المحلول مرة أخرى. ومع ذلك، فإن التجفيف المطول سرعان ما يجعل الراسب غير قابل للرجوع كما في الحالة السابقة: لا يمكن لغسل المخثر أو إضافة مذيب استعادة المحلول الملحي الأصلي. تتصرف البلورات المعكوسة بشكل مختلف تماما. فحتى عندما تجف تماما، عندما تتلامس مع مذيب، فإنها تربطه، وتنتفخ، وأخيرا، مثل البلورات القابلة للذوبان، تدخل تلقائيا إلى المحلول. وهنا من الضروري التمييز بين مواد مثل أجار أجار، والجيلاتين، والنشا، وما إلى ذلك، والتي تكون محدودة التورم. يقتصر ارتباط المذيب على حدود معينة في درجات الحرارة العادية وفقط عند تسخينه يستمر حتى يتحول إلى محلول ملحي. على العكس من ذلك، فإن البلورات النموذجية القابلة للانعكاس، مثل الألبومين والهيموجلوبين والصمغ العربي وما إلى ذلك، في قدرتها على الانتقال تلقائيًا إلى الحالة المذابة، هي أقرب إلى المحاليل الحقيقية للبلورات، ولكنها تختلف عنها في غياب ثابت الذوبان. تصنيف K. وفقا لهذه الخصائص المختلفة في كثير من الحالات يعطي نفس النتائج. محبة للماء أو مجففة بالتجميد تكون في كثير من الأحيان قابلة للعكس. نظرًا لارتباط كمية كبيرة من الماء، تكتسب الجزيئات المحبة للماء في نفس الوقت طابعًا مستحلبًا، في حين أن الجزيئات الكارهة للماء يمكن أن تحتفظ بخصائص المادة الصلبة وتعطي محلولًا معلقًا. ومع ذلك، لا يمتلك K. دائمًا المجموعة الكاملة من الخصائص المميزة للممثلين النموذجيين لمجموعة أو أخرى. على وجه الخصوص، قد لا يتزامن تقسيم المواد الكيميائية وفقًا للحالة الإجمالية للمرحلة المشتتة مع التصنيف وفقًا لميزة أكثر أهمية بالنسبة لها - وهي التقارب للمذيب. ومن ثم، فمن المعروف أن المستحلبات لا تحتوي على خواص الغرويات المحبة للتجفيف، ويجب أن يؤخذ في الاعتبار التقسيم الأكثر نجاحًا للغرويات إلى محبة للتجفيف وكارهة للشعر (أو محبة للماء وكارهة للماء)، بناءً على الفرق الأكثر أهمية بين مجموعتي الغرويات. طرق تحضير المحاليل الغروية. يمكن الحصول على مجموعة واسعة من المواد، العضوية وغير العضوية، في حالة غروانية باستخدام تقنيات خاصة. إن المهمة الأكثر أهمية في تحضير المحاليل الغروية هي تحقيق درجة التشتت المطلوبة وتكوين جزيئات ذات حجم مناسب. وفقًا لموقعها المتوسط ​​بين المحاليل الحقيقية والأنظمة غير المتجانسة تقريبًا، يمكن الحصول على جزيئات ذات أحجام غروانية من الأولى عن طريق تكثيف أيوناتها وجزيئاتها في مجاميع أكبر، وعن طريق تشتيت الأخيرة. وبناءً على ذلك، قام سفيدبرج، الذي طور ونظم طرق تحضير المحلول بتفصيل خاص، بتقسيمها إلى تكثيف وتشتت. في ظل وجود فائض من المذيبات، تنقسم البلورات إلى جزيئات فردية. يجب أن تكون غير قابلة للذوبان في وسط التشتت من أجل تكوين مجاميع أكبر. ولذلك، تعتمد طرق التكثيف على الكيمياء. التفاعلات التي تحول المركبات القابلة للذوبان إلى مركبات غير قابلة للذوبان. غالبًا ما تكون هذه ردود فعل الاسترداد. يتم استخدامها، على سبيل المثال، للحصول على هيدروسولات من المعادن النبيلة. تعمل العديد من عوامل الاختزال (مثل الهيدرازين والهيدروكينون والبيروجالول) في البرد، بينما تعمل عوامل أخرى (الكحول الإيثيلي والفورمالديهايد والتانين وما إلى ذلك) عند تسخينها. لتحضير محلول الذهب، تتم معالجة محلول مخفف للغاية من بعض ملح الذهب باستخدام عامل اختزال، على سبيل المثال. AIS1 3 أو NAiS1 4 (بتركيز 0.1 ز أو حتى أقل لكل 1 لتر من الماء). وبطريقة مماثلة، يتم تحضير هيدروسولات الفضة من AgN0 3 ومن الأملاح المقابلة والمحلول الكيميائي للمعادن الأخرى. كان من الممكن أيضًا الحصول على الفضة المعدنية الغروية باستخدام ناقل الحركة كعامل اختزال. اغسل المحلول بغاز الهيدروجين. مواد كيميائية مختلفة أخرى. التفاعلات (الأكسدة، التحلل المزدوج التبادلي) يمكن أن تؤدي إلى نفس النتيجة - إنتاج مواد غير قابلة للذوبان في التوزيع الغروي. وهكذا، يتم الحصول على الكبريت الغروي عن طريق تحلل كبريتات الصوديوم (Na 2 S 2 0 3) مع حمض الكبريتيك المركز. تمت دراسة محلول الكبريت هذا بتفصيل كبير بواسطة سفين أودن. وكان موضوع العديد من الدراسات أيضًا هو ثلاثي كبريتيد الزرنيخ الغروي (As 2 S 3)، والذي يتم الحصول عليه من خلال تأثير كبريتيد الهيدروجين على حمض الزرنيخ (يتم بعد ذلك إزاحة كبريتيد الهيدروجين الزائد عن طريق تمرير تيار هيدروجين عبر المحلول): As 2 0 3 +3H 2 S = As 2 S 3 + 3H 2 0. غالبًا ما يستخدم تفاعل التحلل المائي، حيث تكون إحدى المواد التي تدخل في التحلل الأيضي هي الماء. تنتج هذه الطريقة هيدروكسيد الحديد (FeCl 3 + +3H 2 0 = Fe(OH) 3 +3HCl) والعديد من المواد الكيميائية الأخرى. بغض النظر عن مدى اختلاف التفاعلات الكيميائية المستخدمة، فإنها جميعًا تتلخص في تكوين مواد غير قابلة للذوبان في وسط تشتت معين. وفقا لفايمارن، تمثل آلية التكثيف حالة خاصة من التبلور من محلول مفرط التشبع. فقط هذا التبلور يجب أن يبدأ في وقت واحد في عدد كبير جدًا من الأماكن، ويجب أن يتوقف نمو الجزيئات قبل أن تصل إلى الحجم المجهري. الأحجام. نظرًا لأنه إذا كان تركيز المواد الغروية مرتفعًا جدًا، فإنها تتساقط بسرعة تمامًا، وعادةً ما يتم استخدام تركيزات ضعيفة جدًا من المواد المتفاعلة لتحضير المحاليل. أخيرًا، لا ينبغي للمرء أن يغيب عن باله حقيقة أنه في جميع العمليات المدروسة لتكوين المحلول، تشارك الإلكتروليتات كمواد أولية أو منتجات تفاعل. وكما سنوضح أدناه، لا يمكن اعتبارها شوائب عرضية دخيلة. على العكس من ذلك، تلعب الإلكتروليتات دورًا نشطًا في بناء الجزيئات الغروية وفي تحديد خواصها الكيميائية. والخواص الكهربائية، في الحفاظ على مقاومة K. عادةً ما تؤدي الإزالة الكاملة لجميع الإلكتروليتات إلى تدمير المحلول، وانتقاله إلى حالة أكثر خشونة. تلعب الإلكتروليتات دور المشتتات، حيث تحافظ على الدرجة المطلوبة من تشتت الجزيئات الغروية. مجموعة أخرى تتكون من طرق التشتت. تم حل مشكلة التجزئة الميكانيكية للمواد - وإن لم تكن بدرجات عالية جدًا من التشتت - مؤخرًا (1920) بنجاح عن طريق ما يسمى بالجهاز. "مطحنة الغروية". إنه عبارة عن عمود يدور بسرعة مع شفرات داخل السائل، والتي، عند الدوران، تمر بالقرب من نتوءات معززة بشكل ثابت (دون لمسها). يتم سحق الجسم، المثار في السائل، إلى أحجام غروانية من خلال تأثيرات الشفرات على الماء. يتم استخدام الطريقة الكهربائية في أغلب الأحيان. تم استخدامه لأول مرة من قبل بريديج لتحضير سولات المعادن النبيلة. ومن خلال غمر أقطاب المعدن المرشوش في الماء، مرر قوسًا كهربائيًا بينهما. وفي الوقت نفسه، ترتفع سحب من الجسيمات المتناثرة ذات الأحجام الغروية والأكبر من الكاثود. بسبب التسخين القوي للمحلول، يجب تبريده. على ما يبدو، كما يعتقد بريديج نفسه، فإن الدور الرئيسي يلعب هنا العمليات الحرارية: تبخر المعدن في قوس فولتي يليه تكثيف بخاره في الماء. الذي - التي. في آليتها، تقترب هذه الطريقة فعليًا من التكثيف. قام سفيدبيرج بتحسين طريقة ذرية الشرارة الكهربائية بشكل كبير، الفصل. وصول. باستخدام التفريغ التذبذبي. باستخدامه، تمكن من تحضير عدد كبير من المواد الكيميائية المختلفة، ولا سيما المواد العضوية (على سبيل المثال، الإيثروسولات) للمعادن القلوية، والتي كان تحضيرها صعبًا للغاية. تتضمن طرق التشتت أيضًا طريقة الببتة (انظر أدناه). الغرويات الحيوية. تتيح الطرق الموصوفة تحضير مركبات اصطناعية أو اصطناعية مختلفة. هناك مجموعة كبيرة ومهمة جدًا من المركبات الطبيعية تتصرف بشكل مختلف تمامًا. تتضمن هذه المجموعة العديد من الغرويات الحيوية - وهي مواد عضوية ذات تركيب معقد لدرجة أنه حتى جزيئاتها أو أيوناتها الفردية لها أبعاد مميزة الجسيمات الغروية، ونتيجة لذلك، هذه هي الخصائص الغروية. لذلك يتم تحضير المحاليل الغروانية الحيوية بنفس الطريقة التي يتم بها تحضير المحاليل البلورية التقليدية، وذلك عن طريق معالجتها بمذيب مناسب. في أغلب الأحيان، هذا المذيب هو الماء. تذوب اللثة والنشا والصمغ العربي والأجار والتانين والجيلاتين والألبومين في الماء البارد أو الساخن وتشكل هيدروسولات. في حالات أخرى، من الضروري استخدام مذيبات خاصة: محلول الأمونيا من أكسيد النحاس ("كاشف شفايتزر") للسليلوز، والأسيتون، وحمض الأسيتيك أو خليط من الكحول والأثير للنيتروسيليلوز، والبنزين أو ثاني كبريتيد الكربون للمطاط، وما إلى ذلك. طرق التنظيف K في معظم الحالات، لا تنطبق طرق التنظيف الكيميائي التقليدية على المواد الكيميائية. مواد. يمكن فصل عدد قليل فقط من الغرويات (أي بعض الغرويات الحيوية) عن بعضها البعض وعزلها، بسبب ذوبانها غير المتساوي في مذيبات معينة، عن طريق الترسيب الجزئي أو التبلور. في كثير من الأحيان يكون من الضروري استخدام أساليب الغروية الخاصة. وهي تعتمد على عدم قدرة الجزيئات الغروية على اختراق الأغشية الغروية المنفذة للبلورات. إذا تم غسل هذا الغشاء، الذي يحتوي على محلول ليتم تنقيته من الداخل، من الخارج بالماء المقطر النظيف، فإن البلورات الموجودة في المحلول الغروي سوف تنتشر إلى الأخير من خلال الغشاء. يمكنك تغيير الماء عدة مرات غسيل الكلى(انظر) إزالة تدريجيًا من المحلول الغروي تقريبًا جميع الشوائب القادرة على الانتشار. طريقة أخرى لتنظيف K. هي الترشيح الفائق. يتم تصفية الحل تحت ب. أو ارتفاع الضغط من خلال غشاء غرواني يستخدم كمرشح. يمكن أيضًا تسريع فصل وسط التشتت مع الشوائب الذائبة فيه من الجسيمات الغروية بشكل كبير في هذه الحالة باستخدام مرشح ميكانيكي لدفع السائل عبر مرشح فائق الدقة بدلاً من المرشح الميكانيكي. الضغط عن طريق التناضح الكهربائي. وتسمى هذه الطريقة بالترشيح الكهربائي الفائق. الخواص البصرية. في الضوء المنقول، غالبًا ما تظهر المحاليل الغروية شفافة تمامًا ومتجانسة، مثل المحاليل الحقيقية. ومع ذلك، فإن عدم تجانسها يظهر بوضوح في الضوء المنعكس: عند النظر إليها من جانب الضوء الساقط عليها، تظهر المحاليل الغروية غائمة وبراق. يصبح عدم التجانس البصري للمحاليل الغروية أكثر وضوحًا إذا وجهت شعاعًا ساطعًا من الضوء إليها (شعاع الشمس أو شعاع مصباح القوس الكهربائي، مركّزًا بواسطة عدسة مجمعة) ولاحظت السائل من الجانب: المسار الكامل للسائل الغروي. يتوهج الشعاع الموجود في المحلول الغروي بضوء براق متساوٍ. استخدم فاراداي هذه التقنية لأول مرة للكشف عن الجزيئات الصغيرة في البيئات العكرة. باسم تيندال، الذي درس الظاهرة الموصوفة بالتفصيل، يُسمى هذا المخروط المضيء عادةً بمخروط تيندال (انظر. ظاهرة تيندال).تعطي جميع المحاليل الغروية مثل هذا البريق، وهو أحد أهم اختلافاتها، وهو علامة على عدم تجانسها البصري. يعتمد لون المحاليل الغروية أيضًا في كثير من الحالات على تشتت الضوء بواسطة جزيئاتها. هناك علاقة طبيعية درسها الفصل. وصول. رايلي بين حجم الجزيئات المتفرقة ولون الضوء المنتشر بها. ويمكن فرض هذا اللون على لون الخلية نفسها، والذي يعتمد على امتصاصها لجزء معين من الطيف. مثال على هذه الظاهرة هو المحاليل الغروية من المصطكي، الأصفر أو البني في الضوء المنقول، المزرق في الضوء المنعكس. هذا النوع من التلوين، الذي يمكن ملاحظته في بعض الحالات في المواد غير الموصلة، يتجلى بشكل واضح ويصل إلى كثافة خاصة في المعادن الغروية. ذلك يعتمد على الخصائص البصرية للمعدن، على حجم جزيئاته والفصل. وصول. من دمجها إلى مجاميع أكبر. هناك تأثير قوي بشكل خاص من خلال درجة التشتت، مع التغيير الذي يتغير فيه اللون بشكل صحيح. المحاليل الغروية للذهب، على سبيل المثال. مع تغير حجم جزيئاتها، تمر عبرها مجموعة كاملة من الألوان المختلفة. كان Zsigmondy قادرًا على إعداد سلسلة كاملة بشكل خاص من حلوله بدرجة تشتت متفاوتة بشكل موحد ضمن حدود هائلة. الذهب المشتت بشكل خشن يعطي المحلول لوناً أزرق أو بنفسجي، بينما الذهب المشتت جداً يعطيه لوناً أحمر نقياً ومشرقاً (وهذا هو نفس أصل لون الذهب “زجاج الياقوت”). مع مزيد من التخفيض في حجم الجسيمات والاقتراب من التشتت الجزيئي، يتم تحقيق اللون البني أو الأصفر، وهو سمة من المحاليل الحقيقية لأملاح الذهب. لا تحتوي المحاليل الغروية المختلفة للفضة على ألوان أقل تنوعًا (الأحمر والبني والبنفسجي والأخضر والأسود). ولإعطاء فكرة عن كثافتها، يكفي الإشارة إلى أن اللون البني للفضة الغروية يظهر بوضوح في طبقة 1 سمبمحتوى 1 جزء من الفضة لكل 5 ملايين جزء من الماء. حجم الجزيئات الغروية. يعتمد المجهر الفائق على تشتيت الضوء بواسطة جزيئات صغيرة، حيث يضيء شعاع ضوئي قوي مركز المحلول قيد الدراسة من الجانب ويمر عبره دون الدخول إلى عدسة المجهر. في مجال رؤية المجهر، لوحظ ذلك. مخروط تيندال. عند النقطة البؤرية التي تتلاقى فيها الأشعة، فإن شدة الإضاءة القصوى تجعل أصغر الميكرونات الصغيرة مرئية. في المجهر الفائق الغمر، باستخدام هذه الطريقة، اتضح أنه من الممكن مراقبة أصغر الجسيمات تحت المجهر، قليلة الحجم فقط. مركز التسوق تظهر الميكرونات الفرعية في المجهر الفائق على شكل نقاط مضيئة لا تعطي فكرة عن شكلها أو حجمها الحقيقي. لتحديد الأخير، يتم حساب عدد الجزيئات الفردية الموجودة في حجم معين صغير للغاية من السائل. بمعرفة الكمية الإجمالية للمادة المشتتة وجاذبيتها النوعية، من السهل العثور على كتلة جسيم واحد وقطره (بافتراض أنه للتبسيط يكون له شكل كروي تقريبًا). بالإضافة إلى هذه الطريقة البصرية، هناك تقنيات ميكانيكية تجعل من الممكن تحديد حجم الجزيئات الغروية. يتم استخدام طريقة الترشيح الفائق المذكورة أعلاه لهذا الغرض. المرشحات الفائقة ليست دائما منيعة لجميع المواد الغروية. كان Bechhold أول من أظهر أنه باستخدام سلسلة من المرشحات الفائقة بأحجام مسام مختلفة ومتغيرة على التوالي، من الممكن إجراء ترشيح فائق جزئي: لفصل بعض الخلايا عن أخرى. لا يسمح الفلتر الفائق، الذي يحتفظ بجسيم معين، بالمرور عبر جميع الجسيمات التي تحتوي على جزيئات أكبر. بعد معايرة سلسلة من المرشحات الفائقة (على سبيل المثال، استخدام المحاليل الغروية ذات أحجام الجسيمات المعروفة)، من الممكن تحديد حجم الجزيئات في المحلول الغروي قيد الدراسة بناءً على قدرة الأخير على المرور عبر مرشحات فائقة معينة. علاوة على ذلك، يمكن الحكم على حجم الجسيمات من خلال سرعة سقوطها. وفقا لصيغة ستوكس، فإن السرعة التي يسقط بها جسم كروي (صغير الحجم إلى حد ما) في السائل تتناسب مع مربع قطره. لذلك، يمكن تحديد حجم الجسيم من خلال سرعة سقوطه (بشرط أن تكون الجاذبية النوعية للجسم والسائل المتساقط، وكذلك لزوجة الأخير، معروفة أيضًا). لا تنطبق هذه الطريقة بشكل مباشر على الجزيئات ذات الأحجام الغروية، نظرًا لأن معدل استقرارها لا يكاد يذكر. ومع ذلك، باستخدام بدلا من القوة تشا- | يحتوي القصدير على لون أبيض مركزي كبير جدًا. القوة، فمن الممكن تسريع ترسيب K. وجعلها في متناول القياس. هذه الطريقة تسمى "الطرد المركزي الفائق". لا تختلف الطرق المدرجة لحساب عدد الجزيئات الغروية بشكل مباشر وفصلها الميكانيكي عن طريق الترشيح أو الطرد المركزي بشكل أساسي عن الطرق المماثلة المطبقة على المجاهر الخشنة. تعليق. ومع ذلك، إلى جانب هذا، فإن الطرق المستخدمة لقياس الوزن الجزيئي في محاليل البلورات تستخدم أيضًا لقياس حجم الجسيمات الغروية. جعل المجهر الفائق جزيئات المحاليل الغروية ("الميكرونات الفرعية") مرئية، وبالتالي بدا أنه يعمق الفرق بينها وبين المحاليل البلورية غير القابلة للذوبان بصريًا. ومع ذلك، في الوقت نفسه، جعل من الممكن توسيع المفاهيم الحركية الجزيئية لتشمل المحاليل الغروية وحتى المعلقات الخشنة وكشف عن تشابه كامل بين سلوك مختلف الجزيئات والجزيئات المشتتة. وكان هذا التعميم الأكثر أهمية نتيجة الدراسة الحركة البراونية (سم.). وكما أظهرت الدراسات التي أجراها أينشتاين وسمولوتشوسكي وبيرين وآخرون (أينشتاين وسمولوتشوسكي وبيرين) أنها تمثل حركة جزيئية حقيقية، كلما اقترب قطر الجزيئات من الحجم الجزيئي بشكل أسرع. أظهرت دراسة الحركة البراونية للجسيمات الغروية أن طاقتها الحركية لا تعتمد على حجمها وتساوي الطاقة الحركية للجزيئات في المحاليل الحقيقية (عند نفس درجة الحرارة). ولذلك، فإن الضغط الأسموزي لـ K. يتناسب مع تركيز الجزيئات الغروية. وبمعرفة الوزن الإجمالي للكربون المذاب وكثافته، يمكن تحديد حجمه من خلال عدد جزيئاته. ومع ذلك، فإن قياس الضغط الأسموزي لـ K. يمثل صعوبات كبيرة ولا يمكن إجراؤه دائمًا بدقة كافية. وعلى النقيض من الطاقة الحركية، فإن معدل الانتشار يتناقص مع زيادة حجم الجسيمات الغروية ويمثل طريقًا إضافيًا لتحديد الأخيرة. شكل وهيكل الجزيئات الغروية. عند حساب قطر الجسيم الغروي، عادة ما يتم تعيينه بشكل كروي. من المقبول أنه، على عكس الأجسام البلورية، فإن الجسيمات البلورية غير متبلورة، وتحت تأثير القوى السطحية، تأخذ شكلًا كرويًا يتوافق مع الحد الأدنى من السطح الحر. ولأول مرة، عبر ناجيلي عن وجهة نظر مفادها أن الجسيم الغروي، أو الميسيليوم، هو أصغر جسيم فائق المجهر. كريستال. أوضح ناجيلي الخصائص البلورية، وخاصة الانكسار المزدوج، الموجودة في العديد من المواد العضوية والهياكل الحيوية من خلال حقيقة أن هذه المواد مبنية من جزيئات صغيرة غير مرئية تحت المجهر (في المصطلحات الحديثة، "دون الميكرونات")، وهي فطريات بلورية. تلعب هذه المذيلات نفس الدور في الأنظمة الغروية كما تفعل الجزيئات في المحاليل الحقيقية. وعلى النقيض من المحاليل الجزيئية، فإن الأنظمة الغروية هي، وفقًا لتعبير ناجيلي، "محاليل ميسيلار". من خلال الاتصال ببعضها البعض، يمكن للمذيلات الحفاظ على اتجاه صارم وصحيح وتنمو إلى بلورات حقيقية أو إلى ألياف عضوية لها خصائص بلورية معينة. مع الاتصال السريع، غالبًا ما تنمو معًا في مجمعات فوضوية وغير منتظمة وغالبًا ما تشبه الأشجار، وتشكل على سبيل المثال. قاعدة هلام. على الرغم من البنية البلورية الأولية، إلا أنها في هذه الحالة تكون غير متبلورة من الخارج. آراء ناجيلي، التي لم تحظ بالاعتراف في البداية، تم إحياؤها من قبل فايمارن وأمبرون وشيرير. تم إثبات الطبيعة البلورية للعديد من الميكرونات الغروية، وإن لم تكن كلها، من خلال مجموعة متنوعة من الطرق. لا يعتبر عدم الشكل سمة مميزة أكثر للحالة الغروية، ويمثل الميسليوم المفهوم الأساسي في الفهم الحديث لبنية الغرويات. دون الخوض هنا بمزيد من التفاصيل حول البنية البلورية للميسليوم، تجدر الإشارة إلى أنه في كثير من الأحيان في كثير من الحالات يمكن اكتشافها بالفعل. الطريقة الأكثر موثوقية لدراسة بنية البلورات حاليًا هي حيود الأشعة السينية. تتميز البلورات بترتيب منتظم للذرات أو الأيونات، ثابتة بشكل ثابت على مسافات متساوية من بعضها البعض. الشكل الهندسي المنتظم للبلورات هو التعبير الخارجي لهذه الشبكة البلورية المكانية للذرات. يسبب حيود الأشعة السينية الساقطة على البلورة. الأشعة، تمامًا كما يتم الحصول على طيف حيود الضوء المرئي باستخدام عمليات إعادة الحيود الاصطناعية الخشنة. على عكس الفكرة القديمة عن الطبيعة غير المتبلورة للبلورات، باستخدام هذه الطريقة (التي طورها كبير العلماء شيرير)، يتم اكتشاف البنية البلورية لجسيمات عدد كبير جدًا من البلورات (على سبيل المثال، الذهب الغروي والفضة وغيرها الكثير) تم تأسيسها على وجه اليقين. جنبا إلى جنب مع هذا، بعض K. تتكون في الواقع من جزيئات غير متبلورة. يجب أن تكون الشبكة البلورية مصحوبة بشكل بلوري خارجي. يمكن اكتشافه بوضوح في الحالات التي ينحرف فيها بشكل حاد عن الشكل الكروي: أي عندما يتم تطوير أحد المحاور البلورية بقوة أو، على العكس من ذلك، يتم تقصيره بشدة مقارنة بالمحورين الآخرين. في الحالة الأولى، يكون للجسيم الغروي شكل قضيبي، وفي الحالة الثانية يكون له شكل صفائحي. إذا كانت، تحت تأثير بعض القوة الخارجية، تقع مع محاورها الطولية الموازية لبعضها البعض، فيمكن تحديد شكلها من خلال ظاهرة استقطاب الضوء الناتجة عن مثل هذا الحل. على سبيل المثال، يتم الحصول على اتجاه موازٍ مماثل للجزيئات البلورية. في السائل المتدفق بسبب الاحتكاك الذي يحدث أثناء الحركة، والتغيرات في درجة التشتت التي تحدث غالباً في المحاليل الغروية تؤدي إلى اختلاف خصائص بنية الجسيمات الغروية. مع نمو البلورة، يظل شكلها دون تغيير؛ وبنفس الطريقة، عندما تندمج قطرات المستحلب، فإنها تشكل مرة أخرى نفس القطرات الكروية. على العكس من ذلك، عندما تنخفض درجة تشتت المحلول الغروي، والذي يحدث عن طريق اتحاد جزيئاته، فإن الأخيرة تتلامس مع عدد قليل فقط من نقاطها وتعطي مركبًا ندفيًا مفككًا. لذلك، من الغرويات الأولية للجزيئات الحديثة، والتي تمت مناقشة شكلها وبنيتها أعلاه، ينبغي للمرء أن يميز الجزيئات الثانوية التي تتكون من مزيج ندفي من اثنين أو أكثر من الجسيمات الأولية. بالنسبة للجسيمات الغروية الثانوية، اقترح زيغموندي اسم polions، بالنسبة للجسيمات الأولية - المونومونات أو البروتونات (لا يمكن الاحتفاظ بالاسم الأخير، لأنه يستخدم لتعيين وحدة الكهرباء الموجبة - النواة الذرية N؛ انظر أيونات الهيدروجين). غالبًا ما يكون دمج الجزيئات الأولية مع الجزيئات الثانوية مصحوبًا بتغير حاد في اللون. ومن الأمثلة المعروفة على هذا التغير في اللون محلول الذهب المائي. العمليات الغروية. إذا تم إنشاء تشبيه كامل بشكل متزايد في عقيدة الهيكل بين الأنظمة الغروية والحلول البلورية، فقد ظل هناك اختلاف عميق في طبيعة القوى المؤثرة فيها والعمليات التي تحدث فيها. وكما هو معروف، تنشأ قوى تجاذبية كبيرة بين الجزيئات المتجاورة، والتي تتناقص بسرعة مع المسافة. تتوازن بشكل متبادل في وسط الركام الجزيئي، وتظهر على سطحها على شكل توتر سطحي. بدلاً من الضغط الأسموزي، الذي يمثل النوع الرئيسي من الطاقة الميكانيكية في المحاليل الحقيقية، مع التوزيع الغروي للمادة، تصبح هذه الطاقة السطحية ذات أهمية خاصة، وتعتمد بشكل مباشر على حجم الأسطح الحدودية، وبالتالي على درجة تشتت المادة. الغروانية، على حجم جزيئاتها. ولا يقل أهمية عن ذلك فرق الجهد الحدي، أي الشحنة الكهربائية الموجودة على سطح الجسيمات الغروية. وبالتالي فإن طاقة النظام الغروي (الطاقة السطحية في المقام الأول) هي دالة لدرجة تشتت المادة الغروية. ونتيجة لذلك، فإن تغيرات الطاقة المختلفة في الأنظمة الغروية (خاصة التغيرات في الشحنة الكهربائية) تؤدي إلى تغيرات سريعة في تشتتها، أو اندماج الجزيئات الغروية الصغيرة في مجاميع أكبر، أو على العكس من ذلك، تفكك الأخيرة (التبيبتيشن). ). في هذه العمليات الغروية المميزة، تكمن سهولة تغيير درجة التشتت في اختلافها الرئيسي عن التوزيع الجزيئي المستقر لما يسمى. حلول حقيقية. تم تطوير فكرة التأثير السائد للقوى السطحية والشعرية (والكهربائية) في أقصى صورها على يد فروندليتش، الذي فسر كل الكيمياء الغروية على أنها "كيمياء شعرية". امتدت فكرة اعتمادها على القوى الشعرية وعدم قابلية تطبيق القوانين الكيميائية العامة عليها لتشمل العمليات الكيميائية البحتة التي تحدث في الأنظمة الغروية. بدلًا من دمج المواد المتفاعلة بنسب مكافئة بسيطة، تم اعتبار مركبات الامتزاز، التي يتم التعبير عنها كميًا بواسطة متساوي حرارة فروندليتش للامتزاز، من خصائص الغرويات. تتأثر خصائص الغرويات بشدة بشكل خاص بالمؤثرات التي تغير محبتها للماء والتقارب بين المادة الغروية والمذيب. ترتبط دراسة ميزات العمل الكيميائي الغروي للإلكتروليتات بشكل رئيسي باسم Hofmeister (انظر. صفوف تشامبرلين).- اتخذت مجموعة أخرى من الباحثين موقفًا معاكسًا تمامًا، ومن بينهم ينبغي ذكر باولي أولاً. وفقًا لهؤلاء الباحثين، عند إزالة العديد من مصادر الأخطاء، والتي تحجب الصورة في كثير من الحالات، فإن الكيمياء العامة تنطبق تمامًا على الأنظمة الغروية، ولا سيما على أهمها عمليًا، وهي المحاليل البروتينية. القوانين. من الناحية الكيميائية، لا يوجد تعارض أساسي بينها وبين البلورات، كما لا يوجد أي تعارض من حيث الخصائص الأخرى. كان لوب متسقًا بشكل خاص مع وجهة النظر هذه. كان الأساس النظري لتفسير جديد تمامًا للعمليات الغروية هو مبدأ دونان لويب، الذي يؤسس لشكل خاص من توازن الأيونات على جانبي الغشاء غير المنفذ لأحدهما (انظر: 1). توازن دونان).يمكن استخلاص عدد من الخواص الغروية والعمليات الغروية (الضغط الأسموزي، والتورم، واللزوجة، واعتمادها على الإلكتروليتات، وما إلى ذلك) مباشرة من عدم قدرة الأيونات الغروية على اختراق الأغشية والمواد الهلامية الغروية. يتم العثور على الخصائص الغروية عندما يكون هناك حاجز يحتفظ بأيون (غروي) معين، ولكنه قابل للنفاذ للأيونات الأخرى الموجودة. فقط في ظل هذه الظروف يتصرف المحلول مثل المادة الغروية. وبهذا المعنى، لا يتحدث لوب حتى عن "الحالة الغروية"، بل عن "السلوك الغروي" للمحاليل البروتينية. الشحنة الكهربائية. يوضح تطبيق القوى الكهربائية على المحاليل الغروية أن الجسيمات الغروية تحمل شحنات موجبة أو سالبة وبالتالي تتحرك في مجال كهربائي (انظر الشكل 1). الرحلان).تتيح الظواهر الحركية الكهربائية دراسة خصائص هذه الشحنة وتحديد حجمها. لا يمكن اعتبار سبب التهمة واضحًا بشكل نهائي؛ والظاهر أن الأمر ليس هو نفسه في جميع الحالات. في كثير من الأحيان تعتمد الشحنة على المادة الكيميائية. طبيعة الجسيمات الغروية. المواد ذات الطبيعة الحمضية، على سبيل المثال. التانين، المصطكي، الصوان، يكتسبون شحنة سالبة في المياه النظيفة؛ المواد الأساسية مثل هيدروكسيدات المعادن (الحديد والألمنيوم وغيرها) تكون إيجابية. من الواضح، على الرغم من عدم ذوبان هذه المواد بشكل كامل، فإن كمية صغيرة من أيونات الهيدروجين أو الهيدروكسيل تدخل في المحلول، مما يترك شحنة ذات علامة معاكسة على الجسيم الغروي. في معظم الحالات، ما يهم أكثر هو الامتزاز(انظر) الإلكتروليتات الموجودة في المحلول على سطح الجسيم الغروي: الأيون الأكثر امتزازًا بقوة ينقل إشارة الشحن الخاصة به إليه. يظهر النشاط الأكبر في هذا الصدد، من ناحية، بواسطة الكاتيونات متعددة التكافؤ للمعادن الثقيلة، ومن ناحية أخرى، بواسطة بعض الأنيونات متعددة التكافؤ. أخيرًا، يجب أن نذكر قاعدة كوهين، والتي بموجبها إذا كان النظام الغروي يتكون من مادتين غير موصلتين، فإن المادة ذات ثابت العزل الكهربائي الكبير تكتسب شحنة موجبة (انظر الشكل 1). العوازل).وبما أن الماء لديه ثابت عازل مرتفع جدًا، أكبر من معظمها، فإن الأخير (في غياب السببين الأولين للشحنة) يكتسب شحنة سالبة في الماء النقي. ونظرًا للحياد الكهربائي للمحلول ككل، فإن شحنة الجسيم الغروي تتوازن مع الشحنة المعاكسة للطبقة السائلة المجاورة، وتشكل كلتا الشحنتين المتضادتين تيارًا كهربائيًا طبقة مزدوجة(سم.). التركيب الكيميائي للجسيم الغروي. وتعتمد الشحنة الكهربائية، التي تحدد العديد من خصائص الخلية، بدورها على المادة الكيميائية. تكوين كل من الميسليوم الغروي نفسه والسائل المحيط به ("بين الخلايا"). ومع ذلك، فإن التسمية المعتادة لـ K. لا تعطي بعد فكرة كافية عن كيمياءها. تعبير. على سبيل المثال. عندما يتحدثون عن رماد كبريتيد الزرنيخ أو هيدروكسيد الحديد، فإن هذه المواد تشكل حقًا الجزء الرئيسي المهيمن كميًا من الفطريات. ومع ذلك، يحتوي الأخير، إلى جانب خليط صغير من الإلكتروليتات، التي يعتمد تركيبها وتركيزها على طريقة تحضير (أو معالجة إضافية) للمادة الغروية. وهذه الإلكتروليتات، غالبًا ما يتم امتصاصها بكميات دقيقة على سطح المادة الغروية. وتمثل الجسيمات الغروية الجزء النشط منها والذي يحدد عددا من أهم خصائصها. اقترح Zsigmondy ، عند تعيين K. ، أن يحيط بإطار مربع صيغة الجزء الأكبر من المادة الغروية (التي تم تحديدها من خلال التحليل الكيميائي المعتاد لرواسبها) ، ووضع الجزء الأيوني النشط من الفطريات خارج هذا الإطار. وبالتالي، مع الطرق الموضحة أعلاه لتحضير محلول كبريتيد الزرنيخ، فإن الجزء النشط عبارة عن خليط من كبريتيد الهيدروجين، حيث يضفي التفكك الجزئي له (إلى H2S" وH") شحنة سالبة إلى K. بدون تثبيت العلاقة الكمية بين As 2 S 3 وH 2 S (والتي يمكن أن تختلف ضمن حدود واسعة جدًا)، بالنسبة لـ K المقابلة، يتم الحصول على الصيغة: |As 2 S:i | HS" + H". وبالمثل، يحتوي هيدروكسيد الحديد ميسيلا على التركيبة jFe(OH) 3 لتر Fe""" + ZSG. كما تظهر الصيغ المذكورة أعلاه، يُفهم المذيلة ليس فقط على أنها الجزء الأكبر من الجسيم الغروي مع الأيونات الممتصة به، ولكن أيضًا أيونات ذات علامة معاكسة تشكل البطانة الخارجية للطبقة المزدوجة بالنسبة لجسيم غرواني مشحون واحد فقط بدون أيونات مشحونة متجاورة، يستخدم المؤلفون الفرنسيون اسم "الحبيبة". يتم تمثيل الحبيبة كأيون غرواني عملاق 0ts. اقترح باولي تسمية الأيونات البلورية المقابلة في المحلول بـ "الأضداد" (Gegenionen). الشوائب البلورية المرتبطة بالجزيئات الغروية يجب أن تكون في حالة توازن الامتزاز مع تركيز نفس المواد في السائل المحيط، لذلك، مهما كان هذا التركيز صغيرا في المحلول المغسول بعناية، فإنه لا يزال لا يمكن أن يساوي الصفر. يحتوي السائل، على الأقل بتركيز منخفض جدًا، على نفس الإلكتروليتات التي تشكل الجزء النشط من الميسليوم، وهو ليس ماءً نقيًا أبدًا. الإيقافات مثلا حيث يستقر تعليق خلايا الدم الحمراء في الدم بمعدل كبير. ولكن مع تناقص حجم الجزيئات، تقل سرعة سقوطها بسرعة. بالنسبة للجسيمات ذات الأحجام الغروية فهي لا تذكر، ويمكن أن يحتفظ المحلول ب. أو م التوزيع الموحد. يتم تسهيل ذلك أيضًا من خلال الحركة البراونية، التي تمزج الجزيئات دون المجهرية بنفس الطريقة التي تمزج بها الحركة الجزيئية جزيئات المحلول الحقيقي. ومع ذلك، يمكن لعدد من التأثيرات أن تسبب فقدانًا سريعًا للغاية، شبه فوري للكالسيوم من المحلول. يتلخص تأثيرها في حقيقة أنها تسبب تراص الجزيئات الغروية، ودمجها في مجاميع أكبر. والنتيجة الحتمية لمثل هذا التوسع في الجسيمات العالقة هي استقرارها السريع. ولذلك، فإن جميع العوامل التي تمنع اتحاد الجزيئات الغروية تحافظ على ثبات المحلول الغروي. عامل التثبيت هذا هو في المقام الأول شحنة كهربائية. تمنع قوى التنافر الكهروستاتيكية الجسيمات المشحونة المتشابهة من الارتباط ببعضها البعض. أظهر عدد من الدراسات أن الإمكانات الحدودية للجسيمات الغروية يجب أن تقل عن الحد المعروف. ن. الإمكانات الحرجة لجعل التخثر K ممكنًا، وعندما تنخفض الشحنة إلى ما دون هذه القيمة الحرجة، يمكن للجسيمات ذات الحركة البراونية أن تتحد مع بعضها البعض عند الاصطدام. ومع ذلك، في البداية، يبدو أن نسبة صغيرة فقط من الاصطدامات (التأثيرات الأقوى أو المركزية) تؤدي إلى الاتصال. مع مزيد من الانخفاض في الإمكانات الحدودية، تزيد هذه النسبة (وبها معدل التخثر) بسرعة، وتقترب من حد ثابت. ويتحقق هذا الأخير عندما ينتهي كل تصادم بين الجزيئات الغروية في اتصالها. وبسبب هذا التأثير المثبت للشحنة الكهربائية، فإن التغيرات في علامتها أو حجمها لها تأثير حاسم على العديد من العمليات الغروية. كما ذكرنا سابقًا، يمثل الإلكتروليت الممتص بواسطة الجسيم الغروي الجزء النشط من المذيلة، وينقل الطاقة الكهربائية إليها. الشحن والمتانة التي تحدد ذلك. إذا تم تحرير K. من خلال غسيل الكلى لفترة طويلة من المنحل بالكهرباء المثبت، فإنه يصبح غير مستقر للغاية وغالبًا ما يتخثر تلقائيًا. بل إنه من الأسهل التسبب في تجلط الدم عن طريق إضافة إلكتروليت، حيث يمتص K. أيونًا مشحونًا معاكسًا، مما يؤدي إلى تحييد طاقته الكهربائية. تكلفة. يمكن إعادة الراسب المتكون إلى المحلول إذا تم تعريضه للكهارل، حيث يتم امتصاص أحد أيوناته بقوة ويقوم بشحن الجزيئات الغروية مرة أخرى. غالبًا ما يمكن إنتاج تأثير مماثل حتى بواسطة نفس المنحل بالكهرباء الذي تسبب في هطول الأمطار. الأجزاء الأولى منه تحيد شحنة الجسيم الغروي وبالتالي يكون لها تأثير التخثر. تتسبب الشحنات اللاحقة في ظهور شحنة جديدة (من العلامة المعاكسة) ونتيجة لذلك تذوب. ويسمى هذا التحلل للراسب الغروي عن طريق معالجته بالكهرباء المستقرة "التضمين". تعد عملية التحضين إحدى أهم طرق التشتيت لتحضير المحاليل الغروية. - بينما لتثبيت الشحنة الكهربائية الكارهة للماء (أو الكارهة للماء) K. فإن الشحنة الكهربائية لها أهمية حاسمة، أما بالنسبة للماء K. يضاف عامل آخر لا يقل أهمية إلى تأثير التهمة. هذا العامل هو محبة المحلول للماء، والتقارب بين المحلول والمذيب، أي نفس العامل الذي يحدد ثبات المحاليل الحقيقية. لترسيب الغرويات المحبة للماء، والتي تنتمي إليها معظم الغرويات الحيوية، من الضروري إزالة كل من عوامل الاستقرار - المحبة للماء والشحنة. يمكن التخلص من محبة الماء لمحاليل البروتين عن طريق الإزالة العكسية للماء (على سبيل المثال، عن طريق عمل الكحول) ونتيجة للتفاعلات الكيميائية التي لا رجعة فيها. التغييرات (انظر تمسخ).في كلتا الحالتين، يتم الترسيب بالكهارل بنفس الطريقة كما في حالة المركبات الكارهة للماء، ويتجلى تأثير الأيونات على محبة المركبات للماء بشكل خاص في ما يسمى. صفوف تشامبرلين(سم.). لمعرفة التأثير المثبت لبعض الغرويات على محاليل الغرويات الأخرى، انظر العمل الوقائي.الأهمية البيولوجية لـ eK.يجب القول أنه على الرغم من أن المبادئ الأساسية لدراسة بنية الأنظمة الغروية أصبحت الآن راسخة، إلا أن آلية العمليات الغروية الأكثر أهمية تظل مثيرة للجدل إلى حد كبير. العلاقة بين الكيمياء الغروية والكيمياء العامة، ودور الامتزاز والكيمياء، وأهمية القوى الشعرية ومبدأ دون - كل هذه القضايا لا تزال موضوع بحث تجريبي فحسب، بل أيضًا نقاش نظري شرس. يتم شرح التطور السريع للكيمياء الغروية، والتي تحولت في وقت قصير إلى تخصص علمي مستقل واسع النطاق، في الفصل. صورة. الفائدة التي تمثلها للبيول. الخيال العلمي. يتكون الكائن الحي من مواد غروانية، وتشكل دراسة الركيزة الغروية للحياة أساساً ضرورياً لفهم الظواهر الحياتية. فسيولوجيا البحث. أجراءات الأيونات(انظر)، وكذلك معظم الفيزيول الأخرى. العوامل، تبين أنه يتزامن تماما مع تأثير نفس التأثيرات على المواد الغروية الحيوية. وهذا يحدد الاهتمام الهائل الذي تكتسبه الكيمياء لفهم العمليات التي تحدث في الكائن الحي. العديد من البيول المعقدة. يمكن دراسة المشكلات باستخدام نماذج غروانية بسيطة، وليس من المستغرب أن عددًا من علماء الأحياء لم يستخدموا النتائج التي حصلت عليها الكيمياء الغروية في عملهم فحسب، بل قاموا بدور نشط في تطوير هذا العلم. أشعل.:ألكسندر د.، كيمياء الغروانية، لينينغراد، 1926؛ أندريف الثاني.، مقدمة في الكيمياء الغروية، موسكو، 1924؛ B e i l and V.، الحالة الغروية في الطب وعلم وظائف الأعضاء، M.-L.، 1925؛ Handovsky H.، المفاهيم الأساسية للكيمياء الغروية، برلين، 1925؛ Gathek E.، مقدمة في فيزياء وكيمياء الغرويات، M.-L.، 1927؛ دوكلوس J.، الغرويات، M.، 1924؛ جويل إي. (.Toyo1E.)، الكيمياء الغروية السريرية، برلين، 1923؛ كورباتوف ف.، كيمياء الغرويات والهلام، ل.، 1925؛ Mikh ae-l and with L.، ورشة عمل حول الكيمياء الفيزيائية، L.، 1925؛ نوموف ف.، كيمياء الغروانية، لينينغراد، 1926؛ أوستوالد ف.، دليل عملي موجز للكيمياء الغروانية، ل.، 1925؛ باولي ف.، البروتينات والغرويات، M.-L.، 1928؛ بيسكوف ن.، الغرويات، إيفانوفو-فوزنيسينسك، 1925؛ P e sh l V.، مقدمة في الكيمياء الغروية، أوديسا، 1912؛ Przheborov-s k and y Ya.، مقدمة في الكيمياء الفيزيائية والغروانية، M.-L.، 1928؛ سفيدبرج ت.، تكوين الغرويات، لينينغراد، 1927؛ شاد جي، الكيمياء الفيزيائية في الطب الباطني، لينينغراد، 1930 (الناشر الألماني-دريسدن-إلبز، 1923)؛ ألكسندر ج.، كيمياء الغروانية، ضد. أنا- النظرية أ. الأساليب، v. الثاني- الأحياء أ. الطب، نيويورك، 1926-28؛ Bechhold H.، Die Colloid in Biologie und Medizin، Dresden-Lpz.، 1929؛ فروندليتش إتش.، كابيلاركيمي، دريسدن، 1923؛ ويعرف أيضًا باسم Kolloidchemie u. Biologie، Dresden-Lpz.، 1924 (دار النشر الروسية - لينينغراد، 1925)؛ about n e، Grundzuge der Kolloidlehre، Lpz.، 1924؛ ويعرف أيضًا باسم Fortschritte der Kolloidchemie، Dresden-Lpz.، 1927؛ He i 1 brun n L.، كيمياء المادة الغروية للبروتوبلازم، برلين، 1928؛ Kolloidforschungen في Einzeldarstellungen، hrsg. الخامس. R. Zsigmondy، Lpz.، منذ عام 1926؛ Lepeschkin W.، Kolloidchemie des Protoplasmas، V.، 1924؛ L i e s e-gang R.، Biologische Kolloidchemie، Dresden-Lpz.، 1928؛ لوب جيه، البروتين ونظرية السلوك الغروي، نيويورك، 1922؛ أوستفالد وو.، غروندريس دير كولويدتشيمي، دريسدن-إلبز، 1909؛ باولي وو. V a 1 k 6 E.، Elektrochemie der Kolloide، V.، 1929؛ سفيدبرج ث.، ميثودين زورهيرستيلونجكولويدير لوسونجين، دريسدن، 1909؛ Zsigmondy R.، Kolloidchemie، T. 1-2، Lpz.، 1925-27 (مضاءة). منشور دوري. - Kolloid-Zeitschrift، Dresden-Lpz.، من عام 1906 (حتى عام 1913 - تحت اسم Zeitschrift f. Chemie u. Industrie der Kolloide؛ من عام 1910 يعطي الملحق - Kolloidchemische Beihefte). روبنشتاين.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

تم النشر على http://www.allbest.ru/

المؤسسة التعليمية لميزانية الدولة بالمدينة

صالة للألعاب الرياضية رقم 1518

خصائص وتطبيقات الأنظمة الغروية

أكمله: نزاروفا دي.

طالب في الصف التاسع - الأول

المستشار العلمي:

المعلمة بيلوسوفا م.ن.

موسكو - 2014

مقدمة

1. أنواع المحاليل الغروية

1.1 طرق الحصول عليها

1.2 الخصائص الأساسية للغرويات

1.3 طرق التنقية: أ) غسيل الكلى ب) الترشيح الفائق

1.4 التطبيق

2. الجزء العملي

خاتمة

الأدب

التطبيقات

مقدمة

المواد النقية نادرة جدًا في الطبيعة. تحتل الأنظمة الغروية موقعًا متوسطًا بين الأنظمة الخشنة والحلول الحقيقية. فهي منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة.

يكمن الدور العالمي للغرويات في العلوم الطبيعية في حقيقة أنها المكونات الرئيسية للتكوينات البيولوجية مثل الكائنات الحية. جسمنا بأكمله يتكون من أنظمة الغروية. هناك علم كامل - الكيمياء الغروية. نشأ السؤال على الفور أمامي: لماذا تفضل الطبيعة الحالة الغروية؟

وفي هذا الصدد، تبرز الأهداف والغايات التالية:

الغرض من العمل: معرفة ما هي الأنظمة الغروية وما هي خصائصها.

الأهداف: 1. إجراء التجارب التجريبية لدراسة خواص المحاليل الغروية.

2. أجب عن السؤال: لماذا تفضل الطبيعة الحالة الغروية.

1. الأنواعالمحاليل الغروية

تم تقديم مصطلح "الغروية" في عام 1861 من قبل الكيميائي الإنجليزي توماس جراهام. لاحظ في تجاربه أن محاليل الجيلاتين والنشا وغيرها من المواد الشبيهة بالغراء تختلف كثيرًا في عدد من الخصائص عن محاليل الأملاح والأحماض غير العضوية. الاسم يأتي من البادئة اليونانية "كولو" - الغراء. من الصحيح الحديث ليس عن المواد الغروية، بل عن الأنظمة الغروية. تم تقديم هذا المصطلح من قبل العالم الروسي ب. فايمارن في عام 1908. يمكن رؤية مجموعة متنوعة من الأنظمة الغروية في الصور.

يمكن أن يكون للجسيمات ذات الأحجام الغروية هياكل داخلية مختلفة. هناك عدة أنواع رئيسية من الأنظمة الغروية:

1) الدخان هو نظام مشتت مستقر يتكون من جزيئات صلبة صغيرة معلقة في الغازات. الدخان عبارة عن هباء جوي ذو أحجام جسيمات صلبة تتراوح بين 10.7 إلى 10.5 متر، وعلى عكس الغبار، وهو نظام أكثر خشونة، فإن جزيئات الدخان لا تستقر عمليًا تحت تأثير الجاذبية.

2) الهباء الجوي - نظام مشتت يتكون من جزيئات صغيرة معلقة في بيئة غازية، عادة في الهواء. تسمى الهباء الجوي، التي تتكون مرحلتها المشتتة من قطرات سائلة، بالضباب، وفي حالة الجزيئات الصلبة، إذا لم تترسب، فإنها تتحدث عن أبخرة (الهباء الجوي المشتت بحرية) أو الغبار (الهباء الجوي المشتت بشكل خشن).

3) المستحلب - نظام مشتت يتكون من قطرات مجهرية من السائل (الطور المشتت) موزعة في سائل آخر. الممثل الأكثر شيوعا لهذا النوع من النظام الغروي هو الحليب.

4) الرغوة - أنظمة مشتتة ذات طور مشتت بالغاز ووسط تشتيت سائل أو صلب.

5) هلام - أنظمة تتكون من مواد عالية الجزيئية ومنخفضة الجزيئات. نظرًا لوجود إطار بوليمر ثلاثي الأبعاد (شبكة)، تتمتع المواد الهلامية ببعض الخواص الميكانيكية للمواد الصلبة (نقص السيولة والقدرة على الاحتفاظ بالشكل والقوة والقدرة على التشوه (اللدونة والمرونة).

6) التعليق عبارة عن نظام مشتت بشكل خشن مع مرحلة مشتتة صلبة ووسيط تشتت سائل.

فيما يلي بعض الأمثلة على الأنظمة الغروية (الشكل 1-8).

1. 1 إيصالالغرويات

من حيث درجة التشتت، تحتل الأنظمة الغروية موقعًا متوسطًا بين الأنظمة الجزيئية والأنظمة المشتتة بشكل خشن. يحدد هذا طريقتين ممكنتين للحصول عليهما:

1) طرق التشتت

2) طرق التكثيف.

طرق التشتت:

تعتمد طرق التشتت على سحق المواد الصلبة إلى جزيئات ذات حجم غرواني وبالتالي تكوين المحاليل الغروية. تتم عملية التشتت باستخدام طرق مختلفة: الطحن الميكانيكي للمادة فيما يسمى. مطاحن الغروانية، رش المعادن بالقوس الكهربائي، سحق المواد باستخدام الموجات فوق الصوتية.

طرق التكثيف:

يمكن تحويل المادة الموجودة في حالة مشتتة جزيئيًا إلى حالة غروانية عن طريق استبدال مذيب بآخر - ما يسمى. طريقة استبدال المذيبات. ومن الأمثلة على ذلك إنتاج محلول الصنوبري، وهو غير قابل للذوبان في الماء، ولكنه قابل للذوبان بدرجة عالية في الإيثانول. عند إضافة محلول كحولي من الصنوبري تدريجياً إلى الماء، تنخفض قابلية ذوبان الصنوبري بشكل حاد، مما يؤدي إلى تكوين محلول غرواني من الصنوبري في الماء. يمكن تحضير هيدروسول الكبريت بطريقة مماثلة.

1. 2 الخصائص الأساسيةلalloids

السمة الرئيسية للجسيمات الغروية هي صغر حجمها من 1 إلى 100 نانومتر.

الجسيمات الغروية لا تتداخل مع مرور الضوء.

لا تترسب جزيئات الأنظمة الغروية بسبب الحركة البراونية.

في الغرويات الشفافة، لوحظ تشتت شعاع الضوء (تأثير تيندال).

الجسيمات المشتتة لا تترسب

1. 3 طُرقتنقية الغروانية

هناك ثلاث طرق رئيسية لتنقية الغرويات.

1) غسيل الكلى. إن أبسط جهاز لغسيل الكلى - جهاز غسيل الكلى - عبارة عن كيس به غشاء شبه كتيم (الكولوديون) يوضع فيه السائل الذي تم غسيله. يتم إنزال الكيس في وعاء به مذيب (ماء). من خلال تغيير المذيب، يمكنك تحقيق تنقية كاملة تقريبًا من الشوائب غير المرغوب فيها. معدل غسيل الكلى عادة ما يكون منخفضا للغاية. تعمل على تسريع عملية غسيل الكلى عن طريق زيادة مساحة الغشاء ودرجة الحرارة، وتغيير المذيب بشكل مستمر. تسمى المادة التي تمر عبر الغشاء بالديالة.

2) الترشيح الفائق - تصفية المحاليل الغروية من خلال غشاء شبه منفذ يسمح بمرور وسط التشتت مع الشوائب ويحتفظ بجزيئات الطور المشتت أو الجزيئات الكبيرة. لتسريع عملية الترشيح الفائق، يتم تنفيذها مع اختلاف الضغط على جانبي الغشاء: تحت فراغ أو ضغط مرتفع.

الترشيح الفائق ليس أكثر من غسيل الكلى الذي يتم إجراؤه تحت الضغط.

1. 4 طلب

الأنظمة الغروية منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة: التربة والطين والمياه الطبيعية والعديد من المعادن والأحجار الكريمة. السوائل البيولوجية: الدم، البلازما، اللمف، السائل النخاعي، العصارة النووية، السيتوبلازم. من وجهة نظر كيميائية، الجسم ككل عبارة عن مجموعة من العديد من الأنظمة الغروية. يتضمن تكوين أي كائن حي مواد صلبة وسائلة وغازية لها علاقة معقدة بالبيئة. يحتوي السيتوبلازم في الخلايا على خصائص مميزة لكل من المواد السائلة والجيلاتينية.

تعتبر الأنظمة الغروية ذات أهمية كبيرة ليس فقط لعلم الأحياء، ولكن أيضًا للطب والتجميل وصناعة الأغذية.

يجب مراعاة خصائص الغرويات عند استخدامها، فمثلا ظاهرة التآزر (الانخفاض التلقائي في حجم الهلام، مصحوبا بفصل السائل) تحدد العمر الافتراضي للمواد الغذائية والطبية والتجميلية: المواد الهلامية ، المراهم، مربى البرتقال، هلام، هلام. بالنسبة للحيوانات ذوات الدم الحار، يعد التآزر البيولوجي، الذي يصاحب تخثر الدم، مهمًا جدًا. تحت تأثير العوامل، يتحول بروتين الفيبرينوجين القابل للذوبان في الدم إلى فيبرين غير قابل للذوبان، والذي تسد جلطة الجرح. إذا كانت هذه العملية صعبة، فإنهم يتحدثون عن احتمال إصابة الشخص بالهيموفيليا.

يستخدم البشر أيضًا طرق تنقية الغرويات، على سبيل المثال، مبدأ غسيل الكلى التعويضي (مبدأ الطريقة هو أنه في جهاز غسيل الكلى، بدلاً من المذيب النقي، يتم استخدام محاليل المواد الجزيئية المنخفضة المحددة بتركيزات مختلفة.) تم استخدامه لإنشاء جهاز يسمى "الكلى الاصطناعية". بمساعدتها، يمكنك تنظيف دم المريض من مختلف المنتجات الأيضية، واستبدال وظيفة الكلى المريضة مؤقتًا لمؤشرات مثل الفشل الكلوي الحاد، على سبيل المثال نتيجة التسمم.

تلعب الكيمياء الغروانية دورًا رئيسيًا في تطوير طرق فعالة لحماية البيئة. ومن المشاكل الرئيسية في هذا المجال تنقية المياه من الملوثات المختلفة. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك تلوث الخزانات والأنهار بالمواد البروتينية الموجودة في مياه الصرف الصحي الناتجة عن مؤسسات صناعة الأغذية.

يتم تحقيق التنظيف الفعال بشكل خاص باستخدام الرغاوي التي لها خصائص كيميائية غروانية معينة. مثال آخر هو تلوث سطح الماء بالزيت أثناء حوادث الناقلات. يمكن أن تنتشر بقعة الزيت على مسافات طويلة جدًا من موقع الحادث. تسمح لنا قوانين الكيمياء الغروية والظواهر السطحية بالتوصية بالطرق الممكنة لمنع انتشار النفط وتجمعه.

التجميل الطب البيولوجي الغروي

2. الجزء العملي

قمت خلال عملي بالتجارب التالية:

1. تحضير الأنظمة الغروية.

أ) KMnO2+Na2S2O3=

ب) AgNO3 + KI = AgI + KNO3

2. وصف العمل

3. تأثير تيندال

استخدمنا في تجاربنا حاويات شفافة - أسطوانات زجاجية، وأكواب، ومصباح ينتج شعاعًا موجهًا من الضوء (مصباح الجيب).

خاتمة

ونتيجة لدراسة الأدبيات وإجراء التجارب العملية، أستطيع أن أفترض أن الطبيعة تعطي الأفضلية للحالة الغروية للأسباب التالية:

تحتوي المادة الموجودة في الحالة الغروية على واجهة كبيرة بين المراحل. وهذا يعزز عملية التمثيل الغذائي بشكل أفضل.

يلعب التآزر البيولوجي (الانخفاض التلقائي في حجم الجل المصحوب بفصل السوائل) دورًا مهمًا في عملية تخثر الدم.

إن ظاهرة التخثر (التصاق الجزيئات الغروية ببعضها البعض) عندما تتغير البيئة الحمضية القاعدية هي أساس عملية الهضم.

إن الطبيعة بأكملها - الكائنات الحية الحيوانية والنباتية، والغلاف المائي والغلاف الجوي، وقشرة الأرض وباطن الأرض - هي مجموعة معقدة من العديد من الأنواع المختلفة والمختلفة من الأنظمة الخشنة والغروانية المشتتة. إن حالة التشتت عالمية تمامًا، وفي ظل الظروف المناسبة، يمكن لأي جسم الدخول إليها.

وفي الجزء العملي قمنا بإجراء تجارب للتعرف على تأثير تيندال

الغرويات الغنية ببروتينات الأنسجة الضامة (الأحماض الأمينية البرولين والجليسين) تشكل الجلد والعضلات والأظافر والشعر والأوعية الدموية والرئتين والجهاز الهضمي بأكمله وأكثر من ذلك بكثير، والتي بدونها لا يمكن تصور الحياة نفسها.

يستخدم استخدام الغرويات بشكل متزايد في الممارسة الطبية.

من استخدام المحاليل الغروية البسيطة للعلاج الموضعي واستخدام أملاح الألومنيوم والمغنيسيوم لتقليل حموضة المعدة، إلى استخدام هيدروكسيد الألومنيوم كمثبت وحامل للمواد الطبية.

إن المعرفة بالكيمياء الغروية ضرورية ومطلوبة في عصرنا هذا، وهو ما يؤكده كلامي.

الأدب

1. ساد ج.، الكيمياء الفيزيائية في الطب الباطني، ل.، 1930

2. باسينسكي إيه جي، كيمياء الغرويات، الطبعة الثالثة، م.، 1968

3. ج. التهاب رودزيت. الكيمياء الصف الحادي عشر. م. التربية، 2009

4. إل إم. بوستوفالوفا ، آي. نيكانوروفا. الكيمياء، كنور.

5. الكيمياء الغروانية الفيزيائية. كتاب مدرسي للمدارس العليا. م. التربية، 1988

6. موقع يحتوي على صيغ غروانية

طلب

أمثلةغروانيأنظمة

أرز. 1. الغذاء

أرز. 2. النفط

أرز. 3. الفضة الغروية

أرز. 4. جل الحلاقة

أرز. 5. الضباب

أرز. 6. قطع الماس

أرز. 7. الدم

الدم هو مثال نموذجي لأنسجة الجسم، حيث توجد بعض الغرويات داخل البعض الآخر. في.أ. يعرّف إيساييف الدم بأنه نظام مشتت تكون فيه العناصر المشكلة - كريات الدم الحمراء والصفائح الدموية وكريات الدم البيضاء هي الطور، والبلازما هي الوسط المشتت.

تم النشر على موقع Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

الكيمياء الغروية هي علم يدرس الخواص الفيزيائية والكيميائية للأنظمة غير المتجانسة والمشتتة للغاية والمركبات عالية الجزيئية. إنتاج وطرق تنقية المحاليل الغروية. تطبيق المواد الهلامية في صناعة المواد الغذائية ومستحضرات التجميل والأدوية.

تمت إضافة العرض بتاريخ 26/01/2015


تصنيف أنظمة التفريق. العوامل الرئيسية لاستقرار المحاليل الغروية. طرق تحضيرها (التشتت، التكثيف) وتنقيتها (غسيل الكلى، الترشيح الفائق). نظرية Micellar لهيكل الجسيمات الغروية. التخثر مع مخاليط المنحل بالكهرباء.

تمت إضافة العرض بتاريخ 28/11/2013


جوهر وتحديد سمات الأنظمة الغروية. الخصائص الأساسية وهيكل الحلول من هذا النوع. خصائص تأثير تيندال. الاختلافات بين الهيدروسولات والمواد العضوية. طرق تشكيل الأنظمة الغروية، خصائص محددة، نطاق التطبيق.

تمت إضافة العرض بتاريخ 22/05/2014


طرق إنتاج الأنظمة الغروية. العوامل المؤثرة على سرعة المراحل الفردية للعملية وقواعد التخثر. التأثير المثبت للشوائب ذات الوزن الجزيئي المنخفض في المحاليل الغروية، وطرق إزالتها: غسيل الكلى، والغسيل الكهربائي، والترشيح الفائق.

تمت إضافة العرض بتاريخ 17/09/2013


مفهوم النظام الغروي. الكيمياء الغروية. تطوير أفكار حول الأنظمة الغروية وأنواعها وخصائصها. سولس Lyophobic. الغرويات الليوفيلية ومجالات تطبيق الغرويات. الفسيولوجيا الغروانية الكيميائية للإنسان وخلايا وأنسجة الجسم.

الملخص، تمت إضافته في 28/06/2008


الشيتوزان: الهيكل والخصائص الفيزيائية والكيميائية والطحن والتخزين والإنتاج. التطبيق في الطب والكيمياء التحليلية والصناعات الورقية والغذائية والتجميل. خصائص التركيب الكيميائي للقشرة والخصائص الحسية.

تمت إضافة العمل العملي في 17/02/2009


المعلومات العملية الأولى عن الغرويات. خواص المخاليط غير المتجانسة. العلاقة بين سطح الجسيم الغروي وحجم الجسيم الغروي. خصوصية أنظمة التفريق. ميزات المحاليل الغروية. تصنيف أنظمة التفريق.

تمت إضافة العرض بتاريخ 17/08/2015


ميزات الحصول على الأنظمة الغروية. التحليل النظري لعمليات تكوين زجاج الكوارتز بطريقة السول جل. تحضير الأنظمة الغروية باستخدام الطريقة "الهجينة". خصائص خصائص الزجاج الكمي المنشط بواسطة أيونات اليوروبيوم.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 14/02/2010


المفهوم والتركيب الكيميائي للأجار أجار وطرق وطرق تحضيره وخصائصه المقارنة والمراحل الرئيسية وتقييم المزايا والعيوب. ميزات واتجاهات استخدام أجار أجار وأغاروز في مجالات الصناعة والطب.

الملخص، تمت إضافته في 10/06/2014


حمض البنزويك C6H5COOH هو أبسط حمض كربوكسيلي أحادي القاعدة من السلسلة العطرية: التاريخ؛ الخصائص الفيزيائية وطرق الإنتاج؛ التوليف المختبري التطبيق في قياس السعرات الحرارية، صناعة الأغذية، الطب؛ تأثير على الصحة.