Կոլոիդային քիմիա

Կոլոիդային քիմիա (հին հունարեն՝ κόλλα - սոսինձ), դիսպերս համակարգերի և մակերևութային երևույթների ֆիզիկական քիմիայի ավանդական անվանումն է։

Պատմություն

Որպես գիտության ինքնուրույն ճյուղ ձևավորվել է 19-րդ դարի 60-ական թվականներին։ Կոլոիդների քիմիան ուսումնասիրում է խիստ դիսպերսված նյութերի յուրահատկություններով պայմանավորված պրոցեսները և երևույթները, որոնցից են համակարգերի մակարդումն ու կոալեսցենցումը (առանձին ագրեգատների իրար կպչելը և միաձուլվելը), ժելագոյացումն ու տարածական կառուցվածքների առաջացումը, հպվող մարմինների միջև փոխազդեցությունը․ Այն ուսումնասիրում է նաև էմուլսիաները, փրփուրները, աերոզոլները, ծակոտկեն նյութերը (ադսորբենտներ, կատալիզատորներ, կատալիզատորի կրողներ), ժելերը, մակերևութային ակտիվ նյութերը։

Այն խթանում է ուսումնասիրության ֆիզքիմիական մի շարք մեթոդների՝ ուլտրացենտրիֆուգման, ուլտրաֆիլտրման, դիալիզի ու էլեկտրադիալիզի, էլեկտրաօսմոսի ու էլեկտրաֆորեզի, կոտորակացման (ֆրակցիոնացման) ու դիսպերս վերլուծության ուլտրամիկրոսկոպիայի ու էլեկտրոնային միկրոսկոպիայի, պղտորաչափության զարգացմանը։

Հատկություններ

Կոլոիդ վիճակում գտնվող նյութի մասնիկները ոչ թե մոլեկուլներ են, այլ բազմաթիվ մոլեկուլներից կազմված ագրեգատներ, որոնց չափերը 10⁻⁷ հանած 10⁻⁵ սմ են։ Կոլոիդների կարևոր հատկանիշը դրանց շատ զարգացած միջֆազային մակերես ունենալն է։ Այսպես, եթե 1 սմ կողեր ունեցող խորանարդը (որի մակերեսը 6 սմ² է) մասնատվի 10⁻⁵ սմ կողի երկարությամբ խորանարդների, ապա այդ բոլորի մակերեսը կդառնա 6•10⁻⁵ սմ քառակուսի։

Բաժիններ

Կոլուդների քիմիայի հիմնական բաժիններն են՝

դիսպերս համակարգեր,
մոլեկուլա-կինետիկ ու մակերևութային երևույթները (բրոունյան շարժում, դիֆուզիա),
միջակայուն (մետաստաբիլ) միջավայրում նոր ֆազի առաջացումը, այդ համակարգերի կայունության, մակարդման ու կայունացման տեսությունը,
դիսպերս ֆազի մասնիկների (միցելների) կառուցվածքը, դրանց ֆիզքիմիական, մեխանիկական հատկությունները, դրանցում տարածական կառուցվածքների առաջացումը, *էլեկտրական ու էլեկտրակինետիկ, ինչպես նաև օպտիկական երևույթները։

Կոլոլդների քիմիան մշակում է դիսպերս համակարգերի մասնակցությամբ ընթացող տեխնոլոգիական պրոցեսների, այդ թվում տարասեռ կատալիզի ու ադսորբման տեսությունները։ Ի տարբերություն իսկական լուծույթների, կոլոիդները ցրում են լույսը (օպալեսցենցում և այլն), դանդաղ են դիֆուզվում, ենթարկվում են դիալիզի և անկայուն են (մակարդվում են)։

Կոլոիդ մասնիկները հիմնականում լիցքավորված են, որի պատճառով տեղաշարժվում են հաստատուն էլեկտրական դաշտում (էլեկտրաֆորեզ)։

Տարածում

Կոլոիդ համակարգերը շատ են տարածված բնության մեջ և մեծ նշանակություն ունեն տեխնիկայում։ Անձրևի, ամպրոպի ժամանակ լիցքաթափումները և օդերևութաբանական այլ երևույթներ դիտվում են որպես կոլոիդային պրոցեսների հետ կապված երևույթներ։ Դելտաների առաջացումը կոլոիդային պրոցես է։

Հողը կոլոիդ բարդ համակարգ է, և դրա հատկությունները զգալիորեն կապված են հողի մասնիկների չափերից, ձևից և ֆիզքիմիական այլ հատկություններից։

Կիրառում

Կոլուդների քիմիան կիրառվում է միկրո- և ուլտրամիկրոկառուցվածքով մետաղ ստանալու համար, նաև մետաղաարդյունաբերության մեջ։ Խեցեգործությունը և բրուտագործությունը սերտորեն կապված են կոլոլդների քիմիայի հետ, քանի որ դրանց հիմնական հումքը՝ կավախմորը, հիդրատացված ալյումինի սիլիկատների խիտ սուսպենզիան է։ Մանրաթելերի ներկումը, կաշվի դաբաղումը, էմուլսային եղանակով պոլիմերացման պրոցեսները, թղթի, լաքերի, ներկերի, որոշ դեղանյութերի, ինչպես նաև բազմաթիվ սննդամթերքների (օրինակ, մարգարինի, մայոնեզի, հացի, պանրի և այլ կաթնամթերքների) արտադրությունը դժվար է պատկերացնել առանց Կոլուդների քիմիայի կիրառման։ Բուսական և կենդանական օրգանիզմները կազմված են բարձրմոլեկուլային միացությունների լուծույթներից և ժելերից. այս առումով կենսաքիմիան և բժշկությունը սերտորեն առնչվում են Կոլուդների քիմիայի հետ։

Գրականություն

Handbook of Surface and Colloid Chemistry / Ed. K .S. Birdi. — 2nd ed. — N.Y.: CRC Press, 2003. — 765 p.
Аблесимов Н. Е. Синопсис химии: Справочно-учебное пособие по общей химии — Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. — 84 с.
Аблесимов Н. Е. Сколько химий на свете? ч. 1. // Химия и жизнь — XXI век. — 2009. — № 5. — С. 49-52.
Сумм Б. Д. Основы коллоидной химии : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Б. Д. Сумм. — 2-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2007. — 240 с.
Химическая энциклопедия. — М.: «БРЭ», 1998.
Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984. — 352 с.
Захарченко В. Н. Коллоидная химия: Учеб. для для медико-биолог. спец. вузов.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш.шк., 1989.-238 с.: ил.

Արտաքին հղումներ

Max Planck Institute of Colloids and Interfaces

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 5, էջ 514)։