Կոլոիդների համակարգեր

Կոլոիդների համակարգեր
Ենթադաս	դիսպերս համակարգեր
Մասնագիտություն	Կոլոիդային քիմիա
MeSH	D20.280 և D26.255.165
Նկարագրված է	Սովետական մեծ հանրագիտարան (1926—1947), Սովետական մեծ հանրագիտարան (1926—1947) և Հայկական սովետական հանրագիտարան, հատոր 5
	Colloids Վիքիպահեստում

Կոլոիդների համակարգեր (հին հունարեն՝ κόλλα - սոսինձ + εἶδος), կոլոիդադիսպերս համակարգեր, խիստ բարձրադիսպերս (միկրոտարասեռ) համակարգերի ավանդական անվանում։ Կոլոիդները միջանկյալ դիրք են գրավում իսկական լուծույթների և կոպտադիսպերս համակարգերի միջև։ Այստեղ մասնիկների չափերը մեծ են 1 նմ-ից, սակայն փոքր են 100 նմ-ից, երբեմն կարող են հասնել 200, անգամ՝ 500 նմ-ի

Լուծույթների և դիսպերս համակարգերի ընդհանուր բնութագիր

Կաթը, մրգային կիսելները, սոսինձները, լաքերը, ներկերը, թանաքը և այլն կոլոիդներ են։ Կոլոիդների համակարգերերում դիսպերս ֆազի մասնիկներն ունեն $10^{-7}$ -ից $10^{-5}$ սմ չափեր։ Կոլոիդների համակարգերը առաջանում են կոնդենսացման (գերհագեցած լուծույթից, գոլորշուց ու գերսառեցրած հեղուկից նոր ֆազի առաջացման սկզբնական փուլ) և դիսպերսման (հեղուկների փոշիացում և պինդ նյութերի խիստ մանրացում, սովորաբար մեխանիկական քանդում) միջոցով։ Հանդիպում են «հիդրոֆոբ» (ջրից վախեցող) կոլոիդներ՝ դիսպերս համակարգեր, որոնցում դիսպերսված նյութը թույլ է փոխազդում դիսպերս միջավայրի (ջրի) հետ։

Դիսպերս միջավայրի (պինդ, հեղուկ, գազ) և մանրացվող նյութի բնույթից կախված՝ կոլոիդ համակարգերը բաժանվում են աերոզոլերի, փրփուրների, զոլերի, դոնդողների և այլն։

Կոլոիդ համակարգի տեսակ	Կազմություն	Օրինակներ
Աերոզոլ	ա) մանրացված հեղուկը գազում բ) մանրացված պինդ նյութը գազում	մառախուղ ծուխ, փոշի
Փրփուր	գազը հեղուկում	օճառի փրփուր, հարած կաթնասերը կամ ձվի սպիտակուց
Էմուլսիա	մանրացված հեղուկը հեղուկում	կաթ, մայոնեզ
Զոլ	մանրացված պինդ նյութը հեղուկում	Au, S, Fe(OH)₃, H₂SiO₃՝ ջրում
Ժել	մանրացված հեղուկը կամ գազը պինդ նյութում	դոնդողակ, սառեցված խաշ, մարգարիտ

Յուրահատկություններ

Կայունություն

Կոլոիդները պակաս կայուն են, քան իսկական լուծույթները, սակայն անհամեմատ ավելի կայուն են, քան սուսպենզիաները և էմուլսիաները։ Օրինակ՝ Մ. Ֆարադեյի կողմից ստացված ոսկու վառ կարմիր գույն ունեցող զոլը ավելի քան 150 տարի պահպանվում է անփոփոխ վիճակում։ Կարող է հարց առաջանալ, թե ինչու կոլոիդ մասնիկները չեն կպչում իրար և ավելի չեն խոշորանում։ Հիմնական պատճառն այն է, որ այդ մասնիկները լիցքավորված են նույնանուն լիցքով։

Կոլոիդ համակարգերի, մասնավորապես զոլերի մասնիկներն ունեն մեծ տեսակարար մակերես (միավոր զանգվածով նյութի մակերեսը)։ Սիլիկաթթվի զոլից ստացված սիլիկաժելը լավ ադսորբենտ է և մեծ կիրառություն ունի։ Էլեկտրոլիտ ավելացնելիս կոլոիդ լուծույթների մասնիկները կորցնում են իրենց լիցքը, սկսում են խոշորանալ, և դիսպերսված նյութն անջատվում է միջավայրից։ Որոշ կոլոիդներ կոագուլման ժամանակ առաջացնում են դոնդողանման զանգված, որն անվանում են դոնդող կամ ժել։ Օրինակ՝ ժելատին սպիտակուցի տաք լուծույթը սառեցնելիս վերածվում է դոնդողի։ Դա բացատրվում է նրանով, որ սպիտակուցի մոլեկուլներում կան բազմաթիվ «ջրասեր» խմբեր՝ -NH2, -OH, COOH, որոնք ջրածնային կապերի միջոցով իրենց են միացնում ջրի մոլեկուլների զգալի մասը, որի հետևանքով գոյանում է կիսահեղուկ–կիսապինդ վիճակ։ Դոնդողների օրինակ՝ մարմելադը, մածունը, մսի դոնդողը, մրգային դոնդողները և այլն։ Դոնդողները համեմատաբար անկայուն համակարգեր են, որովհետև կոլոիդ մասնիկների հետ կապված ջուրը ժամանակի ընթացքում կամ տաքացնելիս անջատվում է կոլոիդ մասնիկից։ Դրա օրինակ կարող է լինել թթված կաթից կաթնաշոռի անջատումը։

Օպտիկական հատկություններ

Կոլոիդները մեծ մասամբ թափանցիկ են և արտաքինից չեն տարμերվում իսկական լուծույթներից։ Սակայն մի շատ պարզ փորձի միջոցով դրանք կարելի է հեշտությամբ իրարից զանազանել։ Կոլոիդ լուծույթներին բնորոշ այդ երևույթը կոչվում է Տինդալի երևույթ։ Ի տարբերություն սովորական մանրադիտակի՝ այդ գործիքում լույսն ընկնում է կողքից, և ընդհանուր սև ֆոնի վրա առկայծում են լուսավոր կետեր։ Մարդը տեսնում է ոչ թե բուն մասնիկը, այլ մասնիկից անդրադարձած և ցրված լույսը։ Կոլոիդ մասնիկների չափերն այնպիսին են, որ լույսի մեջ պարունակվող որոշ «գույնի» ճառագայթներ շրջանցում են այդ մասնիկները և անցնում, իսկ մնացածները ցրվում են։ Այդ պատճառով միևնույն նյութի կոլոիդ լուծույթը, կախված մասնիկների չափերից, կարող է ունենալ տարբեր գույներ։

Կիրառում և նշանակություն

Կոլոիդներն ունեն կենցաղային, արդյունաբերական, գյուղատնտեսական և դեղագործական մեծ կիրառություն։ Սննդի գրեթե բոլոր տեսակները, ինչպես նաև ճարպերը, սպիտակուցները, բարդ ածխաջրերը օրգանիզմում կոլոիդային վիճակում են։ Կենդանի օրգանիզմների բաղադրիչ մասերը՝ ֆերմենտները, արյունն ու մյուս հեղուկները, մկանային հյուսվածքները, ոսկորը, մաշկը և մազերը, նույնպես կոլոիդներ են։ Դեղագործության մեջ օգտագործվում են զանազան պատրաստուկներ, ինչպես, օրինակ՝ լոսյոնները, քսուքները, որոնք տարբեր յուղերի էմուլսիաներ են ջրում կամ, հակառակը, ջրի էմուլսիաներ՝ յուղերում։ Վերջին տարիներին մեծ կիրառություն են ստացել ալյումինե փոքրիկ բալոնների մեջ պարունակվող աերոզոլային ներկերը, թունաքիմիկատները, օդափոխիչներն ու օծանելիքային հեղուկները։

Տես նաև

Կոլոիդների քիմիա

Արտաքին հղումներ

Коллоидный журнал Արխիվացված 2016-03-04 Wayback Machine

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)։

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Կոլոիդների համակարգեր» հոդվածին։