Sustavi raspršivanja: opće karakteristike i klasifikacija

Koloidna kemija je znanost koja proučava metode pripreme, sastava, unutarnje strukture, kemijskih i fizikalnih svojstava dispergiranih sustava. Sustavi raspršivanja su sustavi koji se sastoje od fragmentiranih čestica (raspršene faze) raspoređene u okolnom (raspršenom) mediju: plinovi, tekućine ili krute tvari. Veličina čestica faze disperziju (kristala, kapljice, mjehurići) razlikuju u stupnju disperzije, veličina koja je izravno proporcionalna veličini čestica. Pored toga, raspršene čestice razlikuju se i po drugim karakteristikama, u pravilu, od strane agregatno stanje raspršiti fazu i medij.

Sustavi raspršivanja i njihova klasifikacija

Sustav disperzije može se klasificirati prema veličini čestica disperzijske faze u molekularni ion (manje od 1 nm), koloid (od jednog do sto nm), grubo dispergiran (više od sto nm).

Molekularni raspršeni sustavi. Ti sustavi sadrže čestice čija veličina ne prelazi jedan nm. Ova grupa uključuje različite istinska rješenja nonelektroliti: glukoza, urea, alkohol, saharoza.

Grubo raspršeni sustavi karakteriziraju najveće čestice. To uključuje emulzije i suspenzije. Sustavi raspršivanja u kojima je krutina lokalizirana u tekućem disperzijskom mediju (otopina škroba, glina) nazivaju se suspenzije. Emulzije - su sustavi koji se pripremaju miješanjem dvije tekućine, pri čemu je jedan u obliku kapljica raspršenih u drugim (ulje, toluen, benzen ili kapljica vode (triacilglicerola masti) u mlijeku.

Kolloidni raspršeni sustavi. U njima veličina koloidnih čestica doseže do 100 nm. Takve čestice lako prodiru u pore papirne filtre, ali ne prodiru u pore biološke membrane biljaka i životinja. Budući da koloidne čestice (micele) imaju električni naboj i solvati ionske ljuske zbog kojih ostaju suspendirane, ne mogu se precipitiraju dugo vremena. Živi primjer koloidni sustav su otopine želatine, albumina, gumiarabika, koloidna rješenja zlato i srebro.

Stupanj disperzije omogućava razlikovanje homogenih i heterogenih disperznih sustava. U homogenim disperznim sustavima, čestice faza su tlo na molekulama, atomima i ionima. Primjer takvih disperzijskih sustava može biti otopina glukoze u vodi (molekularno disperzirani sustav) i kuhinjske soli u vodi (ionski raspršeni sustav). To su istinska rješenja. Veličina molekula dispergirane faze ne prelazi jedan nanometar.

Raspršivanje sustava i rješenja

Od svih sustava i rješenja predstavljenih u životu živih organizama najznačajniji su koloidni raspršeni sustavi. Kao što je poznato, kemijska osnova za postojanje živog organizma je razmjena proteina u njemu. U prosjeku, koncentracija proteina u tijelu je od 18 do 21%. Većina bjelančevina se otapa u vodi (čija koncentracija u ljudskom tijelu i životinjama iznosi oko 65%) i formiraju koloidne otopine.

Postoje dvije skupine koloidnih otopina: tekućina (sol) i gel (gelovi). Svi procesi životne aktivnosti koji se javljaju u živim organizmima povezani su s koloidnim stanjima materije. U svakoj životnoj stanici biopolimeri (nukleinske kiseline, proteini, glikozaminoglikani, glikogeni) su u obliku disperznih sustava.

Kolloidna rješenja široko su raspoređena u neživoj prirodi. Takva rješenja uključuju ulje, tkanine, plastiku, sintetička vlakna. Mnogo prehrambenih proizvoda može se pripisati koloidnim otopinama: kefir, mlijeko itd. Većina lijekova (serumi, antigeni, vakcine) su koloidna otopina. Koloidna rješenja uključuju boju.