FAZA ROZPROSZONA: CHARAKTERYSTYKA I PRZYKŁADY - CHEMIA - 2024

Faza zdyspergowana to w mniejszym stopniu faza nieciągła, złożona z agregatów bardzo małych cząstek w dyspersji. Tymczasem najbardziej rozpowszechniona i ciągła faza, w której znajdują się cząstki koloidalne, nazywana jest fazą dyspersyjną.

Dyspersje są klasyfikowane według wielkości cząstek tworzących fazę zdyspergowaną i można wyróżnić trzy rodzaje dyspersji: dyspersje zgrubne, roztwory koloidalne i roztwory rzeczywiste.

Źródło: Gabriel Bolívar

Na powyższym obrazku widać hipotetyczną fazę rozproszoną fioletowych cząstek w wodzie. W rezultacie szkło wypełnione tą dyspersją nie będzie przezroczyste dla światła widzialnego; to znaczy będzie wyglądać tak samo jak fioletowy płynny jogurt. Rodzaj dyspersji różni się w zależności od wielkości tych cząstek.

Kiedy są „duże” (10 ^-7 m), mówią o grubych dyspersjach i mogą osiadać dzięki działaniu grawitacji; roztwory koloidalne, jeśli ich rozmiary mieszczą się w przedziale od ^10-9 m do 10 ^-6 m, co powoduje, że są widoczne tylko w ultramikroskopie lub mikroskopie elektronowym; oraz prawdziwe rozwiązania, jeśli ich rozmiary są mniejsze niż ^10-9 m, zdolne do przecinania membran.

Prawdziwymi rozwiązaniami są więc wszystkie te, które są powszechnie znane, jak ocet czy woda cukrowa.

Charakterystyka fazy rozproszonej

Roztwory te stanowią szczególny przypadek dyspersji, będąc bardzo interesującymi dla wiedzy z zakresu fizykochemii żywych istot. Większość substancji biologicznych, zarówno wewnątrzkomórkowych, jak i zewnątrzkomórkowych, występuje w postaci tzw. Dyspersji.

Ruchy Browna i efekt Tyndalla

Cząstki fazy rozproszonej roztworów koloidalnych mają niewielkie rozmiary, co utrudnia ich sedymentację za pośrednictwem grawitacji. Ponadto cząstki nieustannie poruszają się w przypadkowym ruchu, zderzając się ze sobą, co również utrudnia ich osiadanie. Ten rodzaj ruchu jest znany jako ruch Browna.

Ze względu na stosunkowo duży rozmiar cząstek fazy zdyspergowanej, roztwory koloidalne mają mętny lub nawet nieprzezroczysty wygląd. Dzieje się tak, ponieważ światło jest rozpraszane, gdy przechodzi przez koloid, zjawisko znane jako efekt Tyndalla.

Niejednorodność

Układy koloidalne, układy niejednorodne, że faza rozproszona składa się z cząstek o średnicy od 10 ^-9 m i 10 ^-6 m. Tymczasem cząstki roztworów mają mniejszy rozmiar, na ogół mniejszy niż ^10-9 µm.

Cząsteczki z rozproszonej fazy roztworów koloidalnych mogą przechodzić przez bibułę filtracyjną i filtr glinkowy. Ale nie mogą przejść przez błony dializacyjne, takie jak celofan, śródbłonek naczyń włosowatych i kolodion.

W niektórych przypadkach cząstki tworzące fazę zdyspergowaną to białka. Gdy są w fazie wodnej, białka zwijają się, pozostawiając część hydrofilową na zewnątrz w celu większej interakcji z wodą, poprzez siły jonowo-dipolowe lub tworzenie wiązań wodorowych.

Białka tworzą system siatkowaty wewnątrz komórek, będąc w stanie sekwestrować część dyspergatora. Ponadto powierzchnia białek służy do wiązania małych cząsteczek, które nadają powierzchowny ładunek elektryczny, który ogranicza interakcje między cząsteczkami białek, zapobiegając tworzeniu się skrzepów powodujących ich sedymentację.

Stabilność

Koloidy klasyfikuje się według przyciągania między fazą rozproszoną a fazą dyspergującą. Jeżeli faza dyspergująca jest ciekła, układy koloidalne klasyfikuje się jako zole. Są one podzielone na liofiliczne i liofobowe.

Koloidy liofilowe mogą tworzyć prawdziwe roztwory i są stabilne termodynamicznie. Z drugiej strony koloidy liofobowe mogą tworzyć dwie fazy, ponieważ są niestabilne; ale stabilny z kinetycznego punktu widzenia. Pozwala im to na długi czas przebywać w stanie rozproszonym.

Przykłady

Zarówno faza dyspergująca, jak i faza zdyspergowana mogą występować w trzech stanach skupienia materii, czyli w stanie stałym, ciekłym lub gazowym.

Zwykle faza ciągła lub dyspersyjna jest w stanie ciekłym, ale można znaleźć koloidy, których składniki znajdują się w innych stanach skupienia materii.

Możliwości łączenia fazy dyspergującej i fazy rozproszonej w tych stanach fizycznych są dziewięć.

Każdy z nich zostanie wyjaśniony za pomocą odpowiednich przykładów.

Solidne rozwiązania

Gdy faza dyspergująca jest stała, może łączyć się z fazą zdyspergowaną w stanie stałym, tworząc tzw. Roztwory stałe.

Przykładami takich interakcji są: wiele stopów stali z innymi metalami, niektóre kolorowe kamienie szlachetne, wzmocniona guma, porcelana i pigmentowane tworzywa sztuczne.

Stałe emulsje

Faza stałego dyspergatora może łączyć się z ciekłą fazą zdyspergowaną, tworząc tzw. Stałe emulsje. Przykładami takich interakcji są: ser, masło i galaretka.

Stałe pianki

Fazę dyspergującą w postaci ciała stałego można łączyć z fazą zdyspergowaną w stanie gazowym, tworząc tzw. Stałe pianki. Przykładami takich interakcji są: gąbka, guma, pumeks i guma piankowa.

Słońca i żele

Faza dyspergująca w stanie ciekłym łączy się z fazą zdyspergowaną w stanie stałym, tworząc zole i żele. Przykładami takich interakcji są: mleko magnezjowe, farby, błoto i budyń.

Emulsje

Faza dyspergująca w stanie ciekłym łączy się z fazą zdyspergowaną również w stanie ciekłym, tworząc tzw. Emulsje. Przykładami takich interakcji są: mleko, krem ​​do twarzy, sosy sałatkowe i majonez.

Pianki

Faza dyspergująca w stanie ciekłym łączy się z fazą zdyspergowaną w stanie gazowym, tworząc pianki. Przykładami takich interakcji są: krem ​​do golenia, bita śmietana i pianka z piwa.

Aerozole stałe

Faza dyspergatora w stanie gazowym łączy się z fazą rozproszoną w stanie stałym, tworząc tak zwane stałe aerozole. Przykładami takich interakcji są: dym, wirusy, materiały cząsteczkowe w powietrzu, materiały emitowane przez rury wydechowe samochodów.

Płynne aerozole

Fazę dyspergującą w stanie gazowym można łączyć z fazą zdyspergowaną w stanie ciekłym, tworząc tzw. Aerozole ciekłe. Przykładami takich interakcji są: mgła, mgła i rosa.

Prawdziwe rozwiązania

Fazę dyspergatora w stanie gazowym można łączyć z fazą gazową w stanie gazowym, tworząc mieszaniny gazowe, które są prawdziwymi roztworami, a nie układami koloidalnymi. Przykładami takich interakcji są: powietrze i gaz z oświetlenia.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Toppr. (sf). Klasyfikacja koloidów. Odzyskany z: toppr.com
3. Jiménez Vargas, J i Macarulla. JM (1984). Physiological Physicochemistry, wydanie szóste. Od redakcji Interamericana.
4. Merriam-Webster. (2018). Medyczna definicja fazy rozproszonej. Odzyskany z: merriam-webster.com
5. Madhusha. (15 listopada 2017). Różnica między fazą rozproszoną a medium dyspersyjnym. Odzyskany z: pediaa.com