CO TO SĄ RZADKIE SYSTEMY? - CHEMIA - 2026

Układ zdyspergowany to mieszanina dwóch lub więcej substancji, prostej lub złożonej, w której występuje faza nieciągła. Są to systemy, w których substancja jest rozproszona w innej substancji. Dyspersje mogą być jednorodne lub niejednorodne; faza zdyspergowana, zazwyczaj pewna cząstka, może, ale nie musi, być odróżniona od ośrodka, w którym jest zdyspergowana.

Dyspersje można znaleźć w wielu substancjach farmaceutycznych. Od roztworów dość dużych cząsteczek, takich jak albuminy i polisacharydy, po zawiesiny nano i mikropłynne oraz gruboziarniste emulsje i zawiesiny.

Fizycznie wyróżniające się fazy umożliwiają dyspersjom posiadanie innych właściwości niż rzeczywiste roztwory, takie jak agregacja i dopasowanie cząstek.

W każdym systemie rozproszonym istnieją dwie różne frazy: rozproszony i dyspergujący. Faza rozproszona odnosi się do tej, która jest rozproszona w drugiej fazie, zwanej dyspergatorem.

Systemy zdyspergowane można klasyfikować na kilka różnych sposobów, w tym jak duże są cząstki w stosunku do cząstek fazy ciągłej, niezależnie od tego, czy występuje wytrącanie.

Główne typy systemów rozproszonych

Zawieszenia

Zawiesina to niejednorodna mieszanina zawierająca cząstki stałe, które są wystarczająco duże, aby się osadzić.

W zawiesinach heterogeniczna mieszanina wykazuje cząstki substancji rozpuszczonej zawieszone w ośrodku i nie całkowicie rozpuszczone. Mogą to być dyspersje grube lub gruboziarniste lub dyspersje drobne.

Cząsteczki zawiesiny są widoczne gołym okiem ludzkim. W zawiesinach cząstki swobodnie unoszą się w rozpuszczalniku.

Faza wewnętrzna (stała) jest rozpraszana przez fazę zewnętrzną (płyn) poprzez mechaniczne mieszanie, z użyciem pewnych zaróbek lub środków zawieszających.

Wyraźnym przykładem zawiesiny jest piasek lub gleba w wodzie. Zawieszone cząsteczki gleby będą widoczne pod mikroskopem i ostatecznie opadną z czasem, jeśli nie zostaną naruszone.

Ta właściwość odróżnia koloidy od zawiesin, ponieważ w koloidach cząstki są mniejsze i nie osadzają się.

Z kolei koloidy i zawiesiny różnią się od roztworów, ponieważ rozpuszczona substancja nie występuje w postaci stałej, a rozpuszczalnik i substancja rozpuszczona są jednorodnie wymieszane.

Zawiesina kropelek cieczy lub drobnych cząstek stałych w gazie nazywana jest aerozolem. Na przykład w atmosferze można je znaleźć w postaci cząstek gleby, soli morskiej, azotanów i kropelek chmur.

Zawiesiny klasyfikuje się na podstawie ich fazy zdyspergowanej i ośrodka dyspersyjnego. Ośrodek dyspersyjny jest zasadniczo ciałem stałym, podczas gdy faza rozproszona może być cieczą, gazem lub ciałem stałym.

Z termodynamicznego punktu widzenia zawiesiny są niestabilne. Może jednak ustabilizować się z upływem czasu, co determinuje jego żywotność. Jest to przydatne w przemyśle przy tworzeniu wysokiej jakości produktu dla konsumentów.

Koloidy lub układy koloidalne

Koloid to mieszanina, w której jedna substancja złożona z mikroskopijnie zdyspergowanych nierozpuszczalnych cząstek jest zawieszona w innej substancji.

Koloidy mogą czasami mieć wygląd roztworu, dlatego identyfikuje się je i charakteryzuje je właściwościami fizyko-chemicznymi i transportowymi.

W przeciwieństwie do roztworu, w którym rozpuszczalnik i substancja rozpuszczona stanowią tylko jedną fazę, koloid ma fazę zdyspergowaną (cząstki zawieszone) i fazę ciągłą (ośrodek zawieszający).

Aby zakwalifikować się jako koloid, mieszanina nie może osiadać lub jej zauważalne osiadanie musi zająć dużo czasu.

Cząstki fazy zdyspergowanej mają średnicę od około 1 do 1000 nanometrów. Te cząstki są zwykle widoczne pod mikroskopem.

Jednorodne mieszaniny z fazą zdyspergowaną w tej wielkości można nazwać aerozolami koloidalnymi, emulsjami koloidalnymi, piankami koloidalnymi, dyspersjami koloidalnymi lub hydrolatami.

Powierzchnia chemiczna koloidu silnie wpływa na cząstki fazy rozproszonej.

Niektóre koloidy są półprzezroczyste dzięki efektowi Tyndalla, który polega na rozpraszaniu cząstek światła w koloidzie. Inne koloidy mogą być nieprzezroczyste lub mogą mieć lekki kolor. W niektórych przypadkach koloidy można uznać za jednorodne mieszaniny.

Koloidy można podzielić na:

• Koloidy hydrofilowe: Cząsteczki koloidu są przyciągane bezpośrednio do wody. Nazywa się je również odwracalnymi solami.
• Koloidy hydrofobowe: są przeciwieństwem powyższych; hydrofobowe koloidy są odpychane przez wodę. Nazywa się je również solami nieodwracalnymi.

Prawdziwe rozwiązania

Roztwór to jednorodna mieszanina składająca się z dwóch lub więcej substancji. W takich mieszaninach substancją rozpuszczoną jest substancja, która rozpuszcza się w innej substancji - znanej jako rozpuszczalnik.

Proces łączenia roztworu zachodzi w skali, w której zaangażowane są efekty polarności chemicznej, co skutkuje interakcjami specyficznymi dla solwatacji.

Zwykle roztwór przyjmuje fazę rozpuszczalnika, gdy rozpuszczalnik stanowi największą część mieszaniny. Stężenie substancji rozpuszczonej w roztworze to masa substancji rozpuszczonej wyrażona jako procent masy w roztworze kompletnym.

Cząstek substancji rozpuszczonej w roztworze nie można zobaczyć gołym okiem; rozwiązanie nie pozwala na rozpraszanie się promieni świetlnych. Roztwory są stabilne, składają się z jednej fazy, a ich substancji rozpuszczonej nie można oddzielić podczas filtracji.

Roztwory mogą być jednorodne, w których składniki mieszaniny tworzą jedną fazę lub niejednorodne, w których składniki mieszaniny są w różnych fazach.

Właściwości mieszaniny, takie jak stężenie, temperatura i gęstość, można równomiernie rozłożyć w całej objętości, ale tylko przy braku zjawisk dyfuzji lub po jej zakończeniu.

Istnieje kilka rodzajów rozwiązań, w tym:

• Roztwory gazowe, takie jak powietrze (tlen i inne gazy rozpuszczone w azocie)
• Roztwory płynne, takie jak gaz w cieczy (dwutlenek węgla w wodzie), ciecz w cieczy (etanol w wodzie) i ciało stałe w cieczy (cukier w wodzie)
• Roztwory stałe, takie jak gaz w ciałach stałych (wodór w metalach), ciecze w ciałach stałych (heksan w parafinie) i ciała stałe w ciałach stałych (stopy i polimery)

Bibliografia

1. Odzyskany z wikipedia.org.
2. Systemy rozproszone (2011). Odzyskany z wwwquimica303.blogspot.com.
3. Dyspersja (chemia). Odzyskany z wikipedia.org.
4. Odzyskany z wikipedia.org.
5. Systemy rozproszone. Odzyskany z accesspharmacy.mhmedical.com.
6. Gruboziarnista dyspersja (zawiesina). Odzyskany z wikipedia.org.
7. Systemy rozproszone. Odzyskany z ecured.cu.