रसायन विज्ञान। बिखरी हुई प्रणालियाँ - यह क्या है? बिखरी हुई प्रणालियाँ: परिभाषा, वर्गीकरण मिश्रण करने पर एक बिखरी हुई प्रणाली बनती है

विषमांगी या विषमांगी, एक ऐसी प्रणाली मानी जाती है जिसमें दो या दो से अधिक चरण होते हैं। प्रत्येक चरण का अपना इंटरफ़ेस होता है, जिसे यंत्रवत् अलग किया जा सकता है।

एक अमानवीय प्रणाली में एक परिक्षिप्त (आंतरिक) चरण और परिक्षिप्त चरण के कणों के चारों ओर एक परिक्षेपण (बाहरी) माध्यम होता है।

जिन प्रणालियों में तरल पदार्थ बाहरी चरण होते हैं उन्हें अमानवीय तरल प्रणाली कहा जाता है, और जिन प्रणालियों में गैसें बाहरी चरण होती हैं उन्हें अमानवीय गैस प्रणाली कहा जाता है। विषमांगी प्रणालियों को अक्सर बिखरी हुई प्रणालियाँ कहा जाता है।

निम्नलिखित हैं विषम प्रणालियों के प्रकार: सस्पेंशन, इमल्शन, फोम, धूल, धुआं, धुंध।

निलंबनएक प्रणाली है जिसमें एक तरल फैलाव चरण और एक ठोस फैलाव चरण होता है (उदाहरण के लिए आटे के साथ सॉस, स्टार्चयुक्त दूध, चीनी क्रिस्टल के साथ गुड़)। कण आकार के आधार पर, निलंबन को मोटे (कण आकार 100 माइक्रोन से अधिक), बारीक (0.1-100 माइक्रोन) और कोलाइडल (0.1 माइक्रोन या उससे कम) में विभाजित किया जाता है।

पायसन- यह एक प्रणाली है जिसमें एक तरल और उसमें वितरित दूसरे तरल की बूंदें होती हैं जो पहले के साथ मिश्रित नहीं होती हैं (उदाहरण के लिए, दूध, वनस्पति तेल और पानी का मिश्रण)। गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत, इमल्शन स्तरीकृत हो जाते हैं, लेकिन छोटी बूंदों के आकार (0.4-0.5 माइक्रोमीटर से कम) या स्टेबलाइजर्स के जुड़ने से, इमल्शन स्थिर हो जाते हैं, लंबी अवधि के लिए स्तरीकरण करने में असमर्थ हो जाते हैं।

परिक्षिप्त चरण की सांद्रता में वृद्धि इसके परिक्षिप्त चरण में संक्रमण का कारण बन सकती है, और इसके विपरीत। इस तरह के पारस्परिक संक्रमण को चरण व्युत्क्रमण कहा जाता है। ऐसे गैस इमल्शन होते हैं जिनमें फैलाव माध्यम एक तरल होता है, और फैला हुआ चरण एक गैस होता है।

फोमएक प्रणाली है जिसमें तरल परिक्षिप्त चरण और उसमें वितरित गैस बुलबुले (गैस परिक्षिप्त चरण) (उदाहरण के लिए, क्रीम और अन्य व्हीप्ड उत्पाद) शामिल हैं। फोम अपने गुणों में इमल्शन के करीब होते हैं। इमल्शन और फोम की विशेषता चरण व्युत्क्रम होती है।

धूल, धुआं, कोहरा एरोसोल हैं।

एयरोसौल्ज़गैसीय परिक्षेपण माध्यम और ठोस या तरल परिक्षिप्त चरण वाली परिक्षिप्त प्रणाली कहलाती है, जिसमें अर्ध-आणविक से लेकर सूक्ष्म आकार तक के कण होते हैं, जिनमें अधिक या कम लंबे समय तक निलंबित रहने का गुण होता है (उदाहरण के लिए, आटे की धूल, छानने, आटे के परिवहन के दौरान बनती है; चीनी की धूल, आदि के दौरान उत्पन्न होती है)। ठोस ईंधन जलाने पर धुआं बनता है, भाप संघनित होने पर कोहरा बनता है।

एरोसोल में, फैलाव माध्यम गैस या हवा है, जबकि धूल और धुएं में फैला हुआ चरण ठोस होता है, और कोहरे में यह तरल होता है। धूल के ठोस कणों का आकार 3-70 µm, धुएँ का 0.3-5 µm होता है।

कोहराएक प्रणाली है जिसमें गैस फैलाव माध्यम और उसमें वितरित तरल बूंदें (तरल फैलाव चरण) शामिल हैं। कोहरे में संघनन के परिणामस्वरूप बनने वाली तरल बूंदों का आकार 0.3-3 µm होता है। आकार में एरोसोल कणों की एकरूपता को दर्शाने वाला एक गुणात्मक संकेतक फैलाव की डिग्री है।

एक एरोसोल को मोनोडिस्पर्स कहा जाता है जब इसके घटक कण एक ही आकार के होते हैं, और पॉलीडिस्पर्स तब कहा जाता है जब इसमें विभिन्न आकार के कण होते हैं। मोनोडिस्पर्स एरोसोल व्यावहारिक रूप से प्रकृति में मौजूद नहीं हैं। केवल कुछ एयरोसोल कण आकार (कवक के हाइफ़े, विशेष रूप से प्राप्त कोहरे, आदि) में मोनोडिस्पर्स सिस्टम तक पहुंचते हैं।

बिखरी हुई या विषम प्रणालियाँ, बिखरी हुई चरणों की संख्या के आधार पर, एकल या बहुघटक हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, एक बहुघटक प्रणाली दूध है (इसके दो बिखरे हुए चरण हैं: वसा और प्रोटीन); सॉस (फैले हुए चरण आटा, वसा, आदि हैं)।

प्रकृति में शुद्ध पदार्थ खोजना काफी कठिन है। विभिन्न अवस्थाओं में, वे मिश्रण, सजातीय और विषमांगी - बिखरी हुई प्रणालियाँ और समाधान बना सकते हैं। ये कनेक्शन क्या हैं? वे किस प्रकार के हैं? आइए इन सवालों पर अधिक विस्तार से विचार करें।

शब्दावली

सबसे पहले आपको यह समझने की आवश्यकता है कि फैलाव प्रणालियाँ क्या हैं। इस परिभाषा को विषम संरचनाओं के रूप में समझा जाता है, जहां एक पदार्थ सबसे छोटे कणों के रूप में दूसरे के आयतन में समान रूप से वितरित होता है। जो घटक कम मात्रा में मौजूद होता है उसे परिक्षिप्त चरण कहा जाता है। इसमें एक से अधिक पदार्थ हो सकते हैं. बड़े आयतन में उपस्थित घटक को माध्यम कहते हैं। चरण के कणों और उसके बीच एक इंटरफ़ेस होता है। इस संबंध में, फैलाव प्रणालियों को विषम - विषम कहा जाता है। माध्यम और चरण दोनों को एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में पदार्थों द्वारा दर्शाया जा सकता है: तरल, गैसीय या ठोस।

फैलाव प्रणाली और उनका वर्गीकरण

पदार्थों के चरण में प्रवेश करने वाले कणों के आकार के अनुसार, निलंबन और कोलाइडल संरचनाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है। पहले के लिए, तत्वों का मान 100 एनएम से अधिक है, और बाद के लिए, 100 से 1 एनएम तक। जब कोई पदार्थ आयनों या अणुओं में टूट जाता है जिनका आकार 1 एनएम से कम होता है, तो एक समाधान बनता है - एक सजातीय प्रणाली। यह अपनी एकरूपता और माध्यम और कणों के बीच इंटरफ़ेस की अनुपस्थिति के कारण दूसरों से भिन्न है। कोलाइडल फैलाव प्रणाली को जैल और सॉल के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। बदले में, सस्पेंशन को सस्पेंशन, इमल्शन, एरोसोल में विभाजित किया जाता है। समाधान आयनिक, आणविक-आयनिक और आणविक हैं।

निलंबन

इन बिखरी हुई प्रणालियों में 100 एनएम से अधिक कण आकार वाले पदार्थ शामिल हैं। ये संरचनाएं अपारदर्शी हैं: उनके व्यक्तिगत घटकों को नग्न आंखों से देखा जा सकता है। निपटान के दौरान माध्यम और चरण आसानी से अलग हो जाते हैं। निलंबन क्या हैं? वे तरल या गैसीय हो सकते हैं। पूर्व को सस्पेंशन और इमल्शन में विभाजित किया गया है। उत्तरार्द्ध ऐसी संरचनाएं हैं जिनमें माध्यम और चरण तरल पदार्थ होते हैं जो एक दूसरे में अघुलनशील होते हैं। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, लसीका, दूध, पानी आधारित पेंट और अन्य। निलंबन एक संरचना है जहां माध्यम एक तरल है, और चरण इसमें एक ठोस, अघुलनशील पदार्थ है। ऐसी फैलाव प्रणालियाँ बहुतों को अच्छी तरह से ज्ञात हैं। इनमें विशेष रूप से, "नींबू का दूध", पानी में निलंबित समुद्र या नदी की गाद, समुद्र में आम तौर पर पाए जाने वाले सूक्ष्म जीव (प्लैंकटन), और अन्य शामिल हैं।

एयरोसौल्ज़

ये निलंबन किसी गैस में तरल या ठोस के छोटे-छोटे कण वितरित होते हैं। कोहरा है, धुआं है, धूल है. पहला प्रकार गैस में छोटी तरल बूंदों का वितरण है। धूल और धुआं ठोस घटकों के निलंबन हैं। वहीं, पहले कण कुछ बड़े होते हैं। गरज वाले बादल, कोहरा ही प्राकृतिक एरोसोल हैं। बड़े औद्योगिक शहरों पर धुंध छाई रहती है, जिसमें गैस में वितरित ठोस और तरल घटक शामिल होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बिखरे हुए सिस्टम के रूप में एरोसोल का बहुत व्यावहारिक महत्व है, वे औद्योगिक और घरेलू गतिविधियों में महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। उनके उपयोग से सकारात्मक परिणाम के उदाहरणों में श्वसन प्रणाली (साँस लेना), रसायनों के साथ खेतों का उपचार, स्प्रे बंदूक से पेंट का छिड़काव करना शामिल है।

कोलाइड संरचनाएँ

ये फैलाव प्रणालियाँ हैं जिनमें चरण में 100 से 1 एनएम तक के आकार के कण होते हैं। ये घटक नग्न आंखों को दिखाई नहीं देते हैं। इन संरचनाओं में चरण और माध्यम को व्यवस्थित करके कठिनाई से अलग किया जाता है। सोल (कोलाइडल घोल) जीवित कोशिका और पूरे शरीर में पाए जाते हैं। इन तरल पदार्थों में परमाणु रस, साइटोप्लाज्म, लसीका, रक्त और अन्य शामिल हैं। ये बिखरी हुई प्रणालियाँ स्टार्च, चिपकने वाले पदार्थ, कुछ पॉलिमर और प्रोटीन बनाती हैं। ये संरचनाएँ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त की जा सकती हैं। उदाहरण के लिए, अम्लीय यौगिकों के साथ सोडियम या पोटेशियम सिलिकेट समाधान की बातचीत के दौरान, एक सिलिकिक एसिड यौगिक बनता है। बाह्य रूप से, कोलाइडल संरचना वास्तविक के समान होती है। हालाँकि, पूर्व एक "चमकदार पथ" की उपस्थिति से दूसरे से भिन्न होता है - एक शंकु जब प्रकाश की किरण उनके माध्यम से गुजरती है। सोल में वास्तविक विलयन की तुलना में चरण के बड़े कण होते हैं। उनकी सतह प्रकाश को प्रतिबिंबित करती है - और बर्तन में पर्यवेक्षक एक चमकदार शंकु देख सकता है। सच्चे समाधान में ऐसी कोई घटना नहीं होती है। इसी तरह का प्रभाव सिनेमा में भी देखा जा सकता है। इस मामले में, प्रकाश की किरण किसी तरल पदार्थ से नहीं, बल्कि एक एरोसोल कोलाइड - हॉल की हवा से होकर गुजरती है।

कणों का अवक्षेपण

कोलाइडल समाधानों में, चरण कण अक्सर लंबे समय तक भंडारण के दौरान भी व्यवस्थित नहीं होते हैं, जो थर्मल गति के प्रभाव में विलायक अणुओं के साथ निरंतर टकराव से जुड़ा होता है। एक-दूसरे के पास आने पर वे आपस में चिपकते नहीं हैं, क्योंकि उनकी सतहों पर एक ही नाम के विद्युत आवेश होते हैं। हालाँकि, कुछ परिस्थितियों में, जमावट प्रक्रिया हो सकती है। यह कोलाइडल कणों के चिपकने और अवक्षेपण का प्रभाव है। इलेक्ट्रोलाइट जोड़ने पर सूक्ष्म तत्वों की सतह पर आवेशों के बेअसर होने के दौरान यह प्रक्रिया देखी जाती है। इस मामले में, समाधान जेल या सस्पेंशन में बदल जाता है। कुछ मामलों में, गर्म होने पर या एसिड-बेस बैलेंस में बदलाव की स्थिति में जमावट प्रक्रिया नोट की जाती है।

जैल

ये कोलाइडल फैलाव प्रणालियाँ जिलेटिनस तलछट हैं। इनका निर्माण सॉलों के स्कंदन के दौरान होता है। इन संरचनाओं में कई पॉलिमर जैल, कॉस्मेटिक, कन्फेक्शनरी, चिकित्सा पदार्थ (बर्ड्स मिल्क केक, मुरब्बा, जेली, जेली, जिलेटिन) शामिल हैं। इनमें प्राकृतिक संरचनाएं भी शामिल हैं: ओपल, जेलिफ़िश के शरीर, बाल, टेंडन, तंत्रिका और मांसपेशी ऊतक, उपास्थि। पृथ्वी ग्रह पर जीवन के विकास की प्रक्रिया को वास्तव में कोलाइडल प्रणाली के विकास का इतिहास माना जा सकता है। समय के साथ, जेल संरचना का उल्लंघन होता है, और इससे पानी निकलना शुरू हो जाता है। इस घटना को सिनेरिसिस कहा जाता है।

सजातीय प्रणाली

समाधान में दो या दो से अधिक पदार्थ शामिल होते हैं। वे सदैव एकल-चरण वाले होते हैं, अर्थात वे एक ठोस, गैसीय पदार्थ या तरल होते हैं। लेकिन किसी भी मामले में, उनकी संरचना सजातीय है। इस प्रभाव को इस तथ्य से समझाया जाता है कि एक पदार्थ में दूसरा पदार्थ आयनों, परमाणुओं या अणुओं के रूप में वितरित होता है, जिसका आकार 1 एनएम से कम होता है। उस स्थिति में जब विलयन और कोलाइडल संरचना के बीच अंतर पर जोर देना आवश्यक हो, इसे सत्य कहा जाता है। सोने और चांदी के तरल मिश्र धातु के क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया में, विभिन्न रचनाओं की ठोस संरचनाएं प्राप्त होती हैं।

वर्गीकरण

आयनिक मिश्रण मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स (एसिड, लवण, क्षार - NaOH, HC104 और अन्य) वाली संरचनाएं हैं। एक अन्य प्रकार आणविक-आयनिक फैलाव प्रणाली है। उनमें एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट (हाइड्रोसल्फाइड, नाइट्रस एसिड और अन्य) होते हैं। अंतिम प्रकार आणविक समाधान हैं। इन संरचनाओं में गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स - कार्बनिक पदार्थ (सुक्रोज, ग्लूकोज, अल्कोहल और अन्य) शामिल हैं। विलायक एक घटक है जिसकी एकत्रीकरण की स्थिति समाधान के निर्माण के दौरान नहीं बदलती है। उदाहरण के लिए, ऐसा तत्व पानी हो सकता है। नमक, कार्बन डाइऑक्साइड, चीनी के घोल में यह विलायक के रूप में कार्य करता है। गैसों, तरल पदार्थों या ठोस पदार्थों के मिश्रण के मामले में, विलायक वह घटक होगा जो यौगिक में अधिक होता है।

फैलाव प्रणालियों को फैलाव चरण के कण आकार के अनुसार विभाजित किया जा सकता है। यदि कण का आकार एक एनएम से कम है, तो ये आणविक-आयनिक प्रणाली हैं, एक से एक सौ एनएम तक - कोलाइडल, और एक सौ एनएम से अधिक - मोटे तौर पर फैला हुआ। आणविक रूप से परिक्षिप्त प्रणालियों के समूह को समाधानों द्वारा दर्शाया जाता है। ये सजातीय प्रणालियाँ हैं जिनमें दो या दो से अधिक पदार्थ होते हैं और एकल-चरण होते हैं। इनमें गैस, ठोस या घोल शामिल हैं। बदले में, इन प्रणालियों को उपसमूहों में विभाजित किया जा सकता है:
- आणविक. जब ग्लूकोज जैसे कार्बनिक पदार्थ गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ मिलते हैं। ऐसे विलयनों को सत्य कहा जाता था ताकि उन्हें कोलॉइडी विलयनों से अलग किया जा सके। इनमें ग्लूकोज, सुक्रोज, अल्कोहल और अन्य के समाधान शामिल हैं।
- आणविक आयनिक. कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच परस्पर क्रिया के मामले में। इस समूह में एसिड समाधान, नाइट्रोजनयुक्त, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य शामिल हैं।
- आयनिक। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स का कनेक्शन. उज्ज्वल प्रतिनिधि क्षार, लवण और कुछ एसिड के समाधान हैं।

कोलाइड सिस्टम

कोलाइडल प्रणालियाँ सूक्ष्मविषम प्रणालियाँ हैं जिनमें कोलाइडल कणों का आकार 100 से 1 एनएम तक भिन्न होता है। सॉल्वेट आयनिक शेल और इलेक्ट्रिक चार्ज के कारण वे लंबे समय तक अवक्षेपित नहीं हो सकते हैं। जब एक माध्यम में वितरित किया जाता है, तो कोलाइडल समाधान पूरी मात्रा में समान रूप से भर जाते हैं और सॉल और जैल में विभाजित हो जाते हैं, जो बदले में जेली के रूप में अवक्षेपित हो जाते हैं। इनमें एल्ब्यूमिन, जिलेटिन, सिल्वर के कोलाइडल घोल शामिल हैं। एस्पिक, सूफले, पुडिंग रोजमर्रा की जिंदगी में पाए जाने वाले चमकीले कोलाइडल सिस्टम हैं।

मोटे सिस्टम

अपारदर्शी प्रणाली या घोल जिसमें बारीक सामग्री और कण नग्न आंखों को दिखाई देते हैं। निपटान के दौरान, परिक्षिप्त चरण आसानी से परिक्षिप्त माध्यम से अलग हो जाता है। वे सस्पेंशन, इमल्शन, एरोसोल में विभाजित हैं। वे प्रणालियाँ जिनमें बड़े कणों वाले ठोस को तरल फैलाव माध्यम में रखा जाता है, निलंबन कहलाते हैं। इनमें स्टार्च और मिट्टी के जलीय घोल शामिल हैं। सस्पेंशन के विपरीत, इमल्शन दो तरल पदार्थों को मिलाकर प्राप्त किया जाता है, जिसमें एक को दूसरे में बूंदों के रूप में वितरित किया जाता है। इमल्शन का एक उदाहरण दूध में वसा की बूंदों, तेल और पानी का मिश्रण है। यदि छोटे ठोस या तरल कण गैस में वितरित होते हैं, तो वे एरोसोल होते हैं। एरोसोल अनिवार्य रूप से गैस में एक निलंबन है। तरल-आधारित एरोसोल के प्रतिनिधियों में से एक कोहरा है - यह हवा में निलंबित पानी की छोटी बूंदों की एक बड़ी संख्या है। सॉलिड-स्टेट एरोसोल - धुआं या धूल - हवा में निलंबित छोटे ठोस कणों का एक बहु संचय।

सामान्य रसायन विज्ञान: पाठ्यपुस्तक / ए. वी. झोलनिन; ईडी। वी. ए. पोपकोवा, ए. वी. ज़ोल्निना। - 2012. - 400 पी.: बीमार।

अध्याय 13. परिक्षेपण प्रणालियों का भौतिक रसायन

अध्याय 13. परिक्षेपण प्रणालियों का भौतिक रसायन

जीवन एक विशेष कोलाइडल प्रणाली है... यह प्राकृतिक जल का एक विशेष क्षेत्र है।

में और। वर्नाडस्की

13.1 परिक्षेपण प्रणालियाँ, उनका वर्गीकरण, गुण

कोलाइडल समाधान

आधुनिक सभ्यता का भौतिक आधार और मनुष्य तथा संपूर्ण जैविक जगत का अस्तित्व बिखरी हुई प्रणालियों से जुड़ा है। एक व्यक्ति फैलाव प्रणालियों के वातावरण में रहता है और काम करता है। वायु, विशेषकर कार्य कक्ष की वायु, एक बिखरी हुई प्रणाली है। कई खाद्य उत्पाद, अर्ध-तैयार उत्पाद और उनके प्रसंस्करण के उत्पाद बिखरे हुए सिस्टम (दूध, मांस, ब्रेड, मक्खन, मार्जरीन) हैं। कई औषधीय पदार्थ पतले सस्पेंशन या इमल्शन, मलहम, पेस्ट या क्रीम (प्रोटार्गोल, कॉलरगोल, जिलेटिनॉल, आदि) के रूप में उत्पादित होते हैं। सभी जीवित प्रणालियाँ बिखरी हुई हैं। मांसपेशी और तंत्रिका कोशिकाएं, फाइबर, जीन, वायरस, प्रोटोप्लाज्म, रक्त, लसीका, मस्तिष्कमेरु द्रव - ये सभी अत्यधिक फैली हुई संरचनाएं हैं। उनमें होने वाली प्रक्रियाओं को भौतिक और रासायनिक कानूनों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिनका अध्ययन फैलाव प्रणालियों के भौतिक रसायन विज्ञान द्वारा किया जाता है।

बिखरी हुई प्रणालियाँ वे प्रणालियाँ हैं जिनमें पदार्थ कम या ज्यादा उच्च विखंडन की स्थिति में होता है और पर्यावरण में समान रूप से वितरित होता है। अत्यधिक परिक्षिप्त प्रणालियों के विज्ञान को कोलाइड रसायन विज्ञान कहा जाता है। जीवित पदार्थ उन यौगिकों पर आधारित है जो कोलाइडल अवस्था में होते हैं।

परिक्षिप्त प्रणाली में एक परिक्षेपण माध्यम और एक परिक्षिप्त चरण होता है। बिखरी हुई प्रणालियों की विभिन्न विशेषताओं के आधार पर बिखरी हुई प्रणालियों के कई वर्गीकरण हैं।

1. एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार फैलाव माध्यमसभी फैलाव प्रणालियों को 3 प्रकारों में घटाया जा सकता है। गैसीय के साथ परिक्षिप्त प्रणालियाँ

फैलाव माध्यम - एयरोसौल्ज़(धुआं, घर के अंदर की हवा, बादल, आदि)। तरल फैलाव माध्यम के साथ फैलाव प्रणाली - lyosols(फोम, इमल्शन - दूध, सस्पेंशन, धूल जो श्वसन पथ में प्रवेश कर गई है; रक्त, लसीका, मूत्र हाइड्रोसोल हैं)। ठोस परिक्षेपण माध्यम के साथ परिक्षिप्त प्रणालियाँ - Solidozoli(प्युमिस, सिलिका जेल, मिश्र धातु)।

2. दूसरा वर्गीकरण छितरे हुए चरण के कण आकार के आधार पर छितरी हुई प्रणालियों को समूहित करता है। कणों के विखंडन का माप या तो अनुप्रस्थ कण आकार - त्रिज्या (आर) है, या

कणों की (त्रिज्या) (आर) को सेंटीमीटर में व्यक्त किया जाता है, तो फैलाव डी उन कणों की संख्या है जिन्हें एक सेंटीमीटर की लंबाई के साथ बारीकी से पैक किया जा सकता है। अंत में, विशिष्ट सतह (∑) को चिह्नित करना संभव है, ∑ की इकाइयाँ m 2 /g या m 2 /l हैं। अंतर्गत विशिष्ट सतहसतह के संबंध को समझें (एस) इसके बिखरे हुए चरण का

कणों के आकार पर विशिष्ट सतह की निर्भरता का गुणांक। विशिष्ट सतह क्षेत्र फैलाव (डी) के सीधे आनुपातिक और अनुप्रस्थ कण आकार (आर) के व्युत्क्रमानुपाती होता है। बढ़ते फैलाव के साथ, यानी कण का आकार घटने से इसका विशिष्ट सतह क्षेत्र बढ़ जाता है।

दूसरा वर्गीकरण समूह बिखरे हुए चरण के कण आकार के आधार पर प्रणालियों को निम्नलिखित समूहों में फैलाता है (तालिका 13.1): मोटे सिस्टम; कोलाइडल समाधान; सच्चे समाधान.

कोलाइडल प्रणाली गैसीय, तरल और ठोस हो सकती है। सबसे आम और अध्ययन किया गया तरल (लियोसोल्स)।कोलाइडल विलयन को आमतौर पर संक्षेप में सॉल कहा जाता है। विलायक की प्रकृति के आधार पर - फैलाव माध्यम, अर्थात्। पानी, अल्कोहल या ईथर, लियोसोल्स को क्रमशः हाइड्रोसोल्स, एल्कोसोल्स या एथेरोसोल्स कहा जाता है। परिक्षिप्त चरण और परिक्षेपण माध्यम के कणों के बीच परस्पर क्रिया की तीव्रता के अनुसार सॉल को 2 समूहों में विभाजित किया गया है: लियोफिलिक- गहन अंतःक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप विकसित सॉल्वेट परतें बनती हैं, उदाहरण के लिए, प्रोटोप्लाज्म, रक्त, लसीका, स्टार्च, प्रोटीन, आदि का सोल; लियोफोबिक सोल- परिक्षिप्त चरण के कणों की परिक्षेपण माध्यम के कणों के साथ कमजोर अंतःक्रिया। धातुओं के सॉल, हाइड्रॉक्साइड, व्यावहारिक रूप से सभी शास्त्रीय कोलाइडल प्रणालियाँ। आईयूडी और सर्फेक्टेंट समाधानों को अलग-अलग समूहों में विभाजित किया गया है।

तालिका 13.1.कण आकार और उनके गुणों के आधार पर परिक्षिप्त प्रणालियों का वर्गीकरण

कोलाइडल समाधान के सिद्धांत में एक महान योगदान हमारे घरेलू वैज्ञानिकों आई.जी. द्वारा किया गया था। बोर्शचोव, पी.पी. वीमरन, एन.पी. पेसकोव, डी.आई. मेंडेलीव, बी.वी. डेरियागिन, पी.ए. रिबाइंडर, आदि।

कोई भी कोलाइडल घोल उच्च स्तर के फैलाव के साथ एक सूक्ष्मविषम, बहुचरण, अत्यधिक और बहुविस्तारित प्रणाली है। कोलाइडल विलयन के निर्माण की शर्त एक चरण के पदार्थ का दूसरे चरण के पदार्थ में अघुलनशील होना है, क्योंकि केवल ऐसे पदार्थों के बीच ही भौतिक इंटरफेस मौजूद हो सकता है। परिक्षिप्त चरण के कणों के बीच परस्पर क्रिया की शक्ति के अनुसार, मुक्त-विक्षिप्त और बाध्य-विक्षिप्त प्रणालियों को प्रतिष्ठित किया जाता है। उत्तरार्द्ध का एक उदाहरण जैविक झिल्ली हैं।

कोलाइडल समाधानों की तैयारी दो तरीकों से की जाती है: बड़े कणों का फैलाव और संघनन की कोलाइडल डिग्री तक फैलाव - ऐसी स्थितियों का निर्माण जिसके तहत परमाणुओं, अणुओं या आयनों को फैलाव की कोलाइडल डिग्री के समुच्चय में जोड़ा जाता है।

धातुएँ, पानी में अल्प घुलनशील लवण, ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड और कई गैर-ध्रुवीय कार्बनिक पदार्थ हाइड्रोसोल बना सकते हैं। वे पदार्थ जो पानी में अच्छी तरह से घुल जाते हैं, लेकिन गैर-ध्रुवीय यौगिकों में खराब घुलनशील होते हैं, हाइड्रोसोल बनाने में सक्षम नहीं होते हैं, लेकिन ऑर्गेनोसोल बना सकते हैं।

जैसा स्थिरिकारीऐसे पदार्थों का उपयोग किया जाता है जो कोलाइडल कणों को बड़े कणों में एकत्रित होने और उनके अवक्षेपण को रोकते हैं। यह प्रभाव होता है: उन अभिकर्मकों में से एक की थोड़ी अधिकता, जिनसे परिक्षिप्त चरण का पदार्थ प्राप्त होता है, प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड सहित सर्फेक्टेंट।

कोलाइडल प्रणालियों के लिए आवश्यक फैलाव प्राप्त करने के लिए (10 -7 -10 -9 मीटर) लागू करें:

एक तरल फैलाव माध्यम और एक स्टेबलाइजर की उपस्थिति में बॉल और कोलाइड मिलों का उपयोग करके यांत्रिक क्रशिंग;

अल्ट्रासाउंड की क्रिया (उदाहरण के लिए, सल्फर हाइड्रोसोल, ग्रेफाइट, धातु हाइड्रॉक्साइड, आदि);

पेप्टाइजेशन विधि, थोड़ी मात्रा में इलेक्ट्रोलाइट मिलाना - पेप्टाइज़र;

संघनन विधि की किस्मों में से एक विलायक प्रतिस्थापन विधि है, जिसके परिणामस्वरूप बिखरे हुए चरण के पदार्थ की घुलनशीलता में कमी आती है। किसी पदार्थ के अणु एक वास्तविक विलयन में अणुओं की सॉल्वेट परतों के नष्ट होने और बड़े कणों के निर्माण के परिणामस्वरूप कोलाइडल आकार के कणों में संघनित हो जाते हैं। रसायन के केंद्र में-

थर्मल संघनन विधियाँ रासायनिक प्रतिक्रियाएँ (ऑक्सीकरण, कमी, हाइड्रोलिसिस, विनिमय) हैं जो कुछ स्टेबलाइजर्स की उपस्थिति में खराब घुलनशील पदार्थों के निर्माण की ओर ले जाती हैं।

13.2. कोलाइड समाधानों के आणविक-गतिज गुण। परासरण।

परासरणी दवाब

एक प्रकार कि गति - यह कोलाइडल प्रणालियों में कणों की तापीय गति है, जिसमें आणविक-गतिज प्रकृति होती है।यह स्थापित किया गया है कि कोलाइडल कणों की गति एक फैलाव माध्यम के अणुओं द्वारा उन पर लगाए गए यादृच्छिक प्रभावों का परिणाम है जो थर्मल गति में हैं। परिणामस्वरूप, कोलाइडल कण अक्सर अपनी दिशा और गति बदलते रहते हैं। 1 s के लिए, एक कोलाइडल कण 10 20 से अधिक बार अपनी दिशा बदल सकता है।

प्रसार द्वारा किसी विलयन में कोलाइडल कणों की सांद्रता को उनकी तापीय अराजक गति के प्रभाव में समतल करने की स्वतःस्फूर्त रूप से चलने वाली प्रक्रिया कहलाती है। प्रसार की घटना अपरिवर्तनीय है. प्रसार गुणांक संख्यात्मक रूप से 1 की सांद्रता प्रवणता पर प्रति इकाई समय में एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से फैले पदार्थ की मात्रा के बराबर होता है (यानी, 1 सेमी की दूरी पर 1 मोल/सेमी 3 की एकाग्रता में परिवर्तन)। ए. आइंस्टीन (1906) ने फैले हुए चरण के पूर्ण तापमान, चिपचिपाहट और कण आकार के प्रसार गुणांक से संबंधित एक समीकरण निकाला:

कहाँ टी- तापमान, के; आर- कण त्रिज्या, मी; η - चिपचिपाहट, एन एस / एम 2; बी को- बोल्ट्ज़मान स्थिरांक, 1.38 · 10 -23; डी- प्रसार गुणांक, एम 2 / एस।

प्रसार गुणांक तापमान के सीधे आनुपातिक और माध्यम की चिपचिपाहट (η) और कण त्रिज्या (आर) के व्युत्क्रमानुपाती होता है। प्रसार का कारण, साथ ही ब्राउनियन गति, विलायक और पदार्थ के कणों की आणविक-गतिज गति है। यह ज्ञात है कि किसी गतिमान अणु की गतिज ऊर्जा जितनी छोटी होती है, उसका आयतन उतना ही बड़ा होता है (तालिका 13.2)।

यदि आप जानते हैं तो आइंस्टीन समीकरण का उपयोग करके आप किसी पदार्थ के 1 मोल का द्रव्यमान आसानी से निर्धारित कर सकते हैं डी, टीη और आर. समीकरण (13.1) से कोई यह निर्धारित कर सकता है आर:

कहाँ आर- सार्वभौमिक गैस स्थिरांक, 8.3 (J/mol-K); एन एअवोगाद्रो स्थिरांक.

तालिका 13.2.कुछ पदार्थों का प्रसार गुणांक

ऐसे मामले में जब सिस्टम को सिस्टम के अन्य हिस्सों से एक विभाजन द्वारा अलग किया जाता है जो एक घटक (उदाहरण के लिए, पानी) के लिए पारगम्य है और दूसरे के लिए अभेद्य है (उदाहरण के लिए, एक विलेय), प्रसार एक तरफा (ऑस्मोसिस) हो जाता है। वह बल जो झिल्ली सतह की प्रति इकाई परासरण का कारण बनता है, कहलाता है परासरणी दवाब।अर्ध-पारगम्य विभाजन (झिल्ली) की भूमिका मनुष्यों, जानवरों और पौधों (मूत्र मूत्राशय, आंतों की दीवारें, कोशिका झिल्ली, आदि) के ऊतकों द्वारा निभाई जा सकती है। कोलाइडल विलयनों के लिए, आसमाटिक दबाव वास्तविक विलयनों की तुलना में कम होता है। प्रसार प्रक्रिया विभिन्न आयन गतिशीलता और एक एकाग्रता ढाल (झिल्ली क्षमता) के गठन के परिणामस्वरूप संभावित अंतर की उपस्थिति के साथ होती है।

अवसादन.कणों का वितरण न केवल प्रसार से, बल्कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से भी प्रभावित होता है। कोलाइडल प्रणाली की गतिज स्थिरता दो विपरीत निर्देशित कारकों की कार्रवाई पर निर्भर करती है: गुरुत्वाकर्षण बल, जिसके तहत कण व्यवस्थित होते हैं, और वह बल जिस पर कण पूरे आयतन में फैलते हैं और निपटान का प्रतिकार करते हैं।

कोलाइडल समाधान के ऑप्टिकल गुण। प्रकाश बिखरना। डी. रेले समीकरण.पहली नज़र में कोलाइडल और सच्चे समाधान के बीच अंतर करना असंभव है। अच्छी तरह से तैयार किया गया सॉल लगभग शुद्ध पारदर्शी तरल होता है। इसकी सूक्ष्म विषमता का पता विशेष तरीकों से लगाया जा सकता है। यदि किसी अप्रकाशित स्थान पर स्थित सोल को एक संकीर्ण किरण से प्रकाशित किया जाता है, तो किनारे से देखने पर, एक उज्ज्वल शंकु दिखाई दे सकता है, जिसका शीर्ष उस बिंदु पर होता है जहां किरण अमानवीय स्थान में प्रवेश करती है। यह तथाकथित टिन्डल शंकु है - कोलाइड्स की एक प्रकार की अशांत चमक, जो पार्श्व रोशनी के तहत देखी जाती है, कहलाती है फैराडे-टाइन्डल प्रभाव.

कोलाइड्स की इस घटना की विशेषता का कारण यह है कि कोलाइडल कणों का आकार प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के आधे से भी कम है, जबकि प्रकाश का विवर्तन देखा जाता है, बिखरने के परिणामस्वरूप, कण चमकते हैं, एक स्वतंत्र प्रकाश स्रोत में बदल जाते हैं, और किरण दृश्यमान हो जाती है.

प्रकाश प्रकीर्णन का सिद्धांत 1871 में रेले द्वारा विकसित किया गया था, जिन्होंने सिस्टम की एक इकाई मात्रा (आई पी) द्वारा बिखरे हुए प्रकाश की तीव्रता से घटना प्रकाश की तीव्रता (आई 0) से संबंधित गोलाकार कणों के लिए एक समीकरण निकाला था।

कहाँ मैं, मैं0- प्रकीर्णित और आपतित प्रकाश की तीव्रता, W/m 2; k p रेले स्थिरांक है, एक स्थिरांक जो परिक्षिप्त चरण और परिक्षेपण माध्यम के पदार्थों के अपवर्तनांक पर निर्भर करता है, m -3 ; वी के साथ- सोल कणों की सांद्रता, मोल/ली; λ आपतित प्रकाश की तरंगदैर्घ्य है, मी; आर- कण त्रिज्या, मी.

13.3. कोलाइड कणों की संरचना का सूक्ष्म सिद्धांत

मिसेल सोल के परिक्षिप्त चरण का निर्माण करते हैं, और इंटरमाइसेलर तरल एक फैलाव माध्यम बनाता है, जिसमें एक विलायक, इलेक्ट्रोलाइट आयन और नॉनइलेक्ट्रोलाइट अणु शामिल होते हैं। मिसेल में एक विद्युत रूप से तटस्थ समुच्चय और एक आयनिक कण होता है। कोलाइडल कण का द्रव्यमान मुख्य रूप से समुच्चय में केंद्रित होता है। समुच्चय में अनाकार और क्रिस्टलीय दोनों संरचनाएं हो सकती हैं। पैनेट-फैजंस नियम के अनुसार, आयन समुच्चय पर अपरिवर्तनीय रूप से अधिशोषित होते हैं और समुच्चय के परमाणुओं के साथ मजबूत बंधन बनाते हैं, जो समुच्चय के क्रिस्टल जाली (या इसके साथ आइसोमोर्फिक) का हिस्सा होते हैं। इसका एक सूचक इन यौगिकों की अघुलनशीलता है। उन्हें बुलाया गया है संभावित निर्धारण आयन।आयनों के चयनात्मक सोखना या सतह अणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप, समुच्चय एक चार्ज प्राप्त करता है। इस प्रकार, समुच्चय और क्षमता-निर्धारण करने वाले आयन एक मिसेल के मूल का निर्माण करते हैं और विपरीत चिह्न - काउंटरियन के मूल आयनों के चारों ओर समूह बनाते हैं। मिसेलस के आयनोजेनिक भाग के साथ मिलकर समुच्चय एक दोहरी विद्युत परत (सोखना परत) बनाता है। अधिशोषण परत सहित समुच्चय को दाना कहा जाता है। कणिका का आवेश प्रतिसंयोजकों और विभव-निर्धारक आयनों के आवेशों के योग के बराबर होता है। आयनिक

मिसेल के भाग में दो परतें होती हैं: सोखना और फैलाना। यह विद्युत रूप से तटस्थ मिसेल का निर्माण पूरा करता है, जो कोलाइडल समाधान का आधार है। एक मिसेल को इस प्रकार दर्शाया गया है कोलाइड-रासायनिक सूत्र.

आइए BaCl 2 की अधिकता की स्थिति में बेरियम सल्फेट के कोलाइडल घोल के निर्माण के उदाहरण का उपयोग करके हाइड्रोसोल मिसेल की संरचना पर विचार करें:

विरल रूप से घुलनशील बेरियम सल्फेट एक क्रिस्टलीय समुच्चय बनाता है एम BaSO 4 अणु। समुच्चय की सतह पर अधिशोषित एनबा 2+ आयन। वहाँ 2 (एन) हैं - एक्स)क्लोराइड आयन C1 - . शेष प्रतिरूप (2x) विसरित परत में स्थित हैं:

सोडियम सल्फेट की अधिकता से प्राप्त बेरियम सल्फेट सॉल के मिसेल की संरचना इस प्रकार लिखी गई है:

उपरोक्त आंकड़ों से, कि कोलाइडल कण के आवेश का चिन्ह कोलाइडल विलयन प्राप्त करने की स्थितियों पर निर्भर करता है।

13.4. इलेक्ट्रोकाइनेटिक क्षमता

कोलाइड कण

जीटा-(ζ )-संभावना।ζ-विभव के आवेश का मान कणिका के आवेश द्वारा निर्धारित होता है। यह विभव-निर्धारक आयनों के आवेशों और सोखना परत में स्थित काउंटरों के आवेशों के योग के बीच के अंतर से निर्धारित होता है। जैसे-जैसे अधिशोषण परत में प्रति-प्रतिक्रियाओं की संख्या बढ़ती है, यह घटती जाती है और यदि प्रति-प्रतिक्रियाओं का आवेश नाभिक के आवेश के बराबर हो तो यह शून्य के बराबर हो सकती है। कण आइसोइलेक्ट्रिक अवस्था में होगा। ζ-क्षमता के परिमाण का उपयोग किसी फैलाव प्रणाली की स्थिरता, इसकी संरचना और इलेक्ट्रोकेनेटिक गुणों का न्याय करने के लिए किया जा सकता है।

शरीर की विभिन्न कोशिकाओं की ζ-क्षमता भिन्न-भिन्न होती है। जीवित जीवद्रव्य ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है। पीएच 7.4 पर, एरिथ्रोसाइट्स की ζ-क्षमता का मान -7 से -22 एमवी तक है, मनुष्यों में यह -16.3 एमवी है। मोनोसाइट्स लगभग 2 गुना कम हैं। इलेक्ट्रोकाइनेटिक क्षमता की गणना वैद्युतकणसंचलन के दौरान बिखरे हुए चरण के कणों की गति निर्धारित करके की जाती है।

कणों की इलेक्ट्रोफोरेटिक गतिशीलता कई मात्राओं पर निर्भर करती है और इसकी गणना हेल्महोल्ट्ज़-स्मोलुचोव्स्की समीकरण का उपयोग करके की जाती है:

कहाँ और ef- इलेक्ट्रोफोरेटिक गतिशीलता (वैद्युतकणसंचलन गति), एम/एस; ε समाधान की सापेक्ष पारगम्यता है; ε 0 - विद्युत स्थिरांक, 8.9 10 -12 ए एस / डब्ल्यू एम; Δφ - बाहरी वर्तमान स्रोत से संभावित अंतर, वी; ζ - इलेक्ट्रोकेनेटिक क्षमता, वी; η फैलाव माध्यम की चिपचिपाहट है, एन एस/एम 2; एल- इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी, मी; से एफ- गुणांक, जिसका मान कोलाइडल कण के आकार पर निर्भर करता है।

13.5. इलेक्ट्रोकाइनेटिक घटना।

वैद्युतकणसंचलन। वैद्युतकणसंचलन

चिकित्सा और जैविक अनुसंधान में

इलेक्ट्रोकेनेटिक घटनाएं एक दूसरे के सापेक्ष एक बिखरी हुई प्रणाली के चरणों की गति और इन चरणों के बीच इंटरफेस के विद्युत गुणों के बीच मौजूद संबंध को दर्शाती हैं। इलेक्ट्रोकाइनेटिक घटनाएँ चार प्रकार की होती हैं - वैद्युतकणसंचलन, इलेक्ट्रोस्मोसिस, प्रवाह क्षमता (प्रवाह) और अवतलन क्षमता (अवसादन)।इलेक्ट्रोकेनेटिक घटना की खोज एफ.एफ. द्वारा की गई थी। रीस. गीली मिट्टी के एक टुकड़े में, उन्होंने कुछ दूरी तक दो ग्लास ट्यूबों को डुबोया, जिसमें उन्होंने थोड़ी सी क्वार्ट्ज रेत डाली, उसी स्तर पर पानी डाला और इलेक्ट्रोड को नीचे कर दिया (चित्र 13.1)।

प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित करके, रीस ने पाया कि एनोड स्थान में रेत की परत के ऊपर का पानी मिट्टी के कणों के निलंबन की उपस्थिति के कारण बादल बन जाता है, साथ ही घुटने में पानी का स्तर कम हो जाता है; कैथोड ट्यूब में पानी साफ रहता है, लेकिन इसका स्तर बढ़ जाता है। प्रयोग के परिणामों के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ने वाले मिट्टी के कण नकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, और पानी की आसन्न परत सकारात्मक रूप से चार्ज होती है, क्योंकि यह नकारात्मक ध्रुव की ओर बढ़ती है।

चावल। 13.1.परिक्षिप्त चरण के कणों की गति की इलेक्ट्रोकेनेटिक घटनाएँ

एक बिखरी हुई व्यवस्था में

विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत परिक्षिप्त चरण के आवेशित कणों की परिक्षेपण माध्यम के कणों के सापेक्ष गति की घटना को वैद्युतकणसंचलन कहा जाता है। छिद्रपूर्ण ठोस (झिल्ली) के माध्यम से ठोस चरण के सापेक्ष तरल पदार्थ की गति की घटना को कहा जाता है इलेक्ट्रोस्मोसिस.वर्णित प्रयोग की शर्तों के तहत, दो इलेक्ट्रोकेनेटिक घटनाएं एक साथ देखी गईं - इलेक्ट्रोफोरोसिस और इलेक्ट्रोस्मोसिस। विद्युत क्षेत्र में कोलाइडल कणों की गति इस बात का स्पष्ट प्रमाण है कि कोलाइडल कण अपनी सतह पर आवेश रखते हैं।

एक कोलाइडल कण - मिसेल को विशाल आकार का एक जटिल आयन माना जा सकता है। एक कोलाइडल घोल प्रत्यक्ष धारा के प्रभाव में इलेक्ट्रोलिसिस से गुजरता है, कोलाइडल कण एनोड या कैथोड में स्थानांतरित हो जाते हैं (कोलाइडल कण के चार्ज के आधार पर)। इस प्रकार, वैद्युतकणसंचलन एक अत्यधिक परिक्षिप्त प्रणाली का इलेक्ट्रोलिसिस है।

बाद में, इलेक्ट्रोफोरेसिस और इलेक्ट्रोस्मोसिस के विपरीत 2 घटनाओं की खोज की गई। डॉर्न ने पाया कि जब कोई कण किसी तरल पदार्थ में बस जाता है, जैसे कि पानी में रेत, तो तरल स्तंभ में विभिन्न बिंदुओं पर डाले गए 2 इलेक्ट्रोडों के बीच एक ईएमएफ उत्पन्न होता है, जिसे कहा जाता है अवसादन क्षमता (डॉर्न प्रभाव)।

जब एक तरल को एक छिद्रपूर्ण विभाजन के माध्यम से मजबूर किया जाता है, जिसके दोनों तरफ इलेक्ट्रोड होते हैं, तो एक ईएमएफ भी दिखाई देता है - प्रवाह (प्रवाह) क्षमता।

कोलाइडल कण मान के समानुपाती गति से चलता हैζ -संभावना।यदि सिस्टम में एक जटिल मिश्रण है, तो कणों की इलेक्ट्रोफोरेटिक गतिशीलता के आधार पर इलेक्ट्रोफोरेसिस विधि का उपयोग करके इसका अध्ययन करना और अलग करना संभव है। इसका व्यापक रूप से मैक्रो और माइक्रो इलेक्ट्रोफोरेसिस के रूप में बायोमेडिकल अनुसंधान में उपयोग किया जाता है।

उत्पन्न विद्युत क्षेत्र बिखरे हुए चरण के कणों को ζ-क्षमता के मान के समानुपाती गति से आगे बढ़ने का कारण बनता है, जिसे ऑप्टिकल उपकरणों का उपयोग करके परीक्षण समाधान और बफर के बीच इंटरफ़ेस को स्थानांतरित करके देखा जा सकता है। परिणामस्वरूप, मिश्रण कई अंशों में विभाजित हो जाता है। पंजीकरण करते समय, कई चोटियों वाला एक वक्र प्राप्त होता है, शिखर की ऊंचाई प्रत्येक अंश की सामग्री का एक मात्रात्मक संकेतक है। यह विधि रक्त प्लाज्मा प्रोटीन के अलग-अलग अंशों को अलग करना और उनका अध्ययन करना संभव बनाती है। सभी लोगों के रक्त प्लाज्मा के इलेक्ट्रोफोरग्राम सामान्यतः एक जैसे होते हैं। पैथोलॉजी में, प्रत्येक बीमारी के लिए उनकी एक विशिष्ट उपस्थिति होती है। इनका उपयोग रोगों के निदान और उपचार के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रोफोरेसिस का उपयोग अमीनो एसिड, एंटीबायोटिक्स, एंजाइम, एंटीबॉडी आदि को अलग करने के लिए किया जाता है। माइक्रोइलेक्ट्रोफोरेसिस में माइक्रोस्कोप के तहत कणों की गति की गति निर्धारित करना, कागज पर वैद्युतकणसंचलन शामिल है। वैद्युतकणसंचलन की घटना ल्यूकोसाइट्स के सूजन वाले फॉसी में प्रवास के दौरान होती है। इम्यूनोइलेक्ट्रोफोरेसिस, डिस्क इलेक्ट्रोफोरेसिस, आइसोटैकोफोरेसिस आदि को अब उपचार के तरीकों के रूप में विकसित और कार्यान्वित किया जा रहा है। वे प्रारंभिक और विश्लेषणात्मक दोनों तरह की कई चिकित्सा और जैविक समस्याओं का समाधान करते हैं।

13.6. कोलाइड समाधानों की स्थिरता। लाइसोल्स की अवसादन, एकत्रीकरण और संघनन स्थिरता। स्थिरता को प्रभावित करने वाले कारक

कोलाइडल प्रणालियों की स्थिरता का प्रश्न सीधे तौर पर उनके अस्तित्व से संबंधित एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रश्न है। अवसादन प्रतिरोध- गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत छितरी हुई प्रणाली के कणों का जमने का प्रतिरोध।

पेसकोव ने एकत्रीकरण और गतिज स्थिरता की अवधारणा पेश की। गतिज स्थिरता- कोलाइडल प्रणाली के बिखरे हुए चरण की निलंबित अवस्था में होने की क्षमता, न कि तलछट और गुरुत्वाकर्षण बलों का प्रतिकार करने की क्षमता। अत्यधिक परिक्षिप्त प्रणालियाँ गतिज रूप से स्थिर होती हैं।

अंतर्गत समग्र स्थिरताफैलाव की प्रारंभिक डिग्री को बनाए रखने के लिए फैलाव प्रणाली की क्षमता को समझना आवश्यक है। यह केवल स्टेबलाइजर से ही संभव है। समग्र स्थिरता के उल्लंघन का परिणाम गतिज अस्थिरता है,

गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत प्रारंभिक कणों से बने समुच्चय बाहर खड़े हो जाते हैं (स्थिर हो जाते हैं या ऊपर तैरने लगते हैं)।

एकत्रीकरण और गतिज स्थिरता परस्पर संबंधित हैं। सिस्टम की समग्र स्थिरता जितनी अधिक होगी, उसकी गतिज स्थिरता भी उतनी ही अधिक होगी। स्थिरता गुरुत्वाकर्षण और ब्राउनियन गति के बीच संघर्ष के परिणाम से निर्धारित होती है। यह एकता के नियम और विरोधों के संघर्ष की अभिव्यक्ति का एक उदाहरण है। सिस्टम की स्थिरता निर्धारित करने वाले कारक: ब्राउनियन गति, बिखरे हुए चरण के कणों का फैलाव, फैलाव माध्यम की चिपचिपाहट और आयनिक संरचना, आदि।

कोलाइडल समाधान के स्थिरता कारक: कोलाइडल कणों के विद्युत आवेश की उपस्थिति।कणों पर समान आवेश होता है, इसलिए जब वे मिलते हैं, तो कण एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं; विसरित परत के आयनों को घोलने (हाइड्रेट) करने की क्षमता।विसरित परत में आयन जितने अधिक हाइड्रेटेड होंगे, समग्र हाइड्रेशन शेल जितना अधिक मोटा होगा, सिस्टम उतना ही अधिक स्थिर होगा। सॉल्वेट परतों की लोचदार ताकतें बिखरे हुए कणों पर एक प्रभाव डालती हैं और उन्हें पास आने से रोकती हैं; सिस्टम के सोखना-संरचना गुण।तीसरा कारक बिखरी हुई प्रणालियों के सोखने के गुणों से संबंधित है। परिक्षिप्त चरण की विकसित सतह पर, सतह-सक्रिय पदार्थों (सर्फेक्टेंट) और मैक्रोमोलेक्युलर यौगिकों (एचएमसी) के अणु आसानी से अवशोषित हो जाते हैं। बड़े आकार के अणु अपनी स्वयं की सॉल्वेशन परतें लेकर कण की सतह पर काफी लंबाई और घनत्व की सोखना-सॉल्वेशन परतें बनाते हैं। ऐसी प्रणालियाँ स्थिरता में लियोफिलिक प्रणालियों के करीब हैं। इन सभी परतों की एक निश्चित संरचना होती है, इनका निर्माण पी.ए. के अनुसार किया जाता है। बिखरे हुए कणों के अभिसरण के रास्ते पर संरचनात्मक-यांत्रिक बाधा।

13.7. एकमात्र जमावट. जमावट नियम. जमाव की गतिकी

सोल थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर सिस्टम हैं। सॉल के परिक्षिप्त चरण के कण कोलाइडल कणों की विशिष्ट सतह को कम करके मुक्त सतह ऊर्जा को कम करते हैं, जो उनके संयुक्त होने पर होती है। कोलाइडल कणों को बड़े समुच्चय में संयोजित करने और अंततः उन्हें अवक्षेपित करने की प्रक्रिया को कहा जाता है जमाव.

जमाव विभिन्न कारकों के कारण होता है: यांत्रिक प्रभाव, तापमान परिवर्तन (उबलना और जमना), विकिरण

आयन, विदेशी पदार्थ, विशेष रूप से इलेक्ट्रोलाइट्स, समय (उम्र बढ़ने), बिखरे हुए चरण की एकाग्रता।

सबसे अधिक अध्ययन की जाने वाली प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा सॉल का जमाव है। इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ सॉल के स्कंदन के लिए निम्नलिखित नियम हैं।

1. सभी इलेक्ट्रोलाइट्स लियोफोबिक सॉल के जमाव का कारण बनने में सक्षम हैं। जमावट प्रभाव (पी) उन आयनों के पास होता है जिनका चार्ज कणिका के चार्ज (संभावित-निर्धारण आयन) के विपरीत होता है और काउंटर के समान संकेत होता है (हर्डी का नियम)।धनावेशित सॉलों का स्कंदन आयनों के कारण होता है।

2. आयनों (P) की स्कंदन क्षमता उनके आवेश के परिमाण पर निर्भर करती है। आयन का आवेश जितना अधिक होगा, उसका जमावट प्रभाव उतना ही अधिक होगा। (शुल्ज़ का नियम):पीए1 3+ > पीसीए 2+ > पीके +।

तदनुसार, जमावट सीमा के लिए, हम लिख सकते हैं:

वे। आयन आवेश जितना कम होगा, सांद्रता उतनी ही अधिक होगी।

3. समान आवेश वाले आयनों के लिए, जमावट क्षमता सॉल्वेटेड आयन की त्रिज्या (r) पर निर्भर करती है: त्रिज्या जितनी बड़ी होगी, उसका जमाव प्रभाव उतना ही अधिक होगा:

4. प्रत्येक इलेक्ट्रोलाइट को कोलाइडल समाधान जमावट प्रक्रिया (जमावट सीमा) की एक सीमा एकाग्रता की विशेषता होती है, अर्थात। सबसे छोटी सांद्रता, जिसे मिलिमोल्स में व्यक्त किया जाता है, इसे एक लीटर कोलाइडल घोल में मिलाया जाना चाहिए ताकि इसे जमाया जा सके। जमावट सीमा या थ्रेशोल्ड सांद्रता को C k से दर्शाया जाता है। जमावट सीमा किसी दिए गए इलेक्ट्रोलाइट के संबंध में सॉल की स्थिरता की एक सापेक्ष विशेषता है और जमावट क्षमता का पारस्परिक है:

5. कार्बनिक आयनों का स्कंदन प्रभाव अकार्बनिक आयनों की तुलना में अधिक होता है; कई लियोफोबिक सॉल का जमाव पहले होता है,

उनकी आइसोइलेक्ट्रिक स्थिति तक पहुंचने से पहले, जिस पर स्पष्ट जमावट शुरू होती है। इस क्रिया को कहा जाता है गंभीर।इसका मान +30 mV है।

प्रत्येक बिखरी हुई प्रणाली के लिए जमावट प्रक्रिया एक निश्चित गति से आगे बढ़ती है। जमाव करने वाले इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता पर जमाव दर की निर्भरता अंजीर में दिखाई गई है। 13.2.

चावल। 13.2.इलेक्ट्रोलाइट्स की सांद्रता पर जमावट दर की निर्भरता।

पाठ में स्पष्टीकरण

ए और बी के तीन क्षेत्रों और दो विशिष्ट बिंदुओं की पहचान की गई है। OA रेखा (एकाग्रता अक्ष के अनुदिश) से घिरा क्षेत्र अव्यक्त जमावट का क्षेत्र कहलाता है। यहां, जमावट दर लगभग शून्य है। यह सोल स्थिरता क्षेत्र है। बिंदु ए और बी के बीच धीमी जमावट का एक क्षेत्र है, जिसमें जमावट दर इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता पर निर्भर करती है। बिंदु ए सबसे कम इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता से मेल खाता है, जिस पर स्पष्ट जमावट शुरू होती है (जमावट सीमा), और इसका एक महत्वपूर्ण मूल्य होता है। इस चरण का अंदाजा बाहरी संकेतों से लगाया जा सकता है: रंग में बदलाव, मैलापन का दिखना। कोलाइडल प्रणाली का पूर्ण विनाश होता है: परिक्षिप्त चरण के पदार्थ को अवक्षेप में छोड़ना, जिसे कहा जाता है जमानाबिंदु बी पर, तेजी से जमाव शुरू होता है, यानी, कणों की सभी टक्कर प्रभावी होती हैं और इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता पर निर्भर नहीं होती हैं। बिंदु B पर, ζ-क्षमता 0 के बराबर है। कोलाइडल घोल के जमाव के लिए आवश्यक पदार्थ की मात्रा इस बात पर निर्भर करती है कि इलेक्ट्रोलाइट को तुरंत या धीरे-धीरे, छोटे भागों में जोड़ा गया है या नहीं। यह देखा गया है कि बाद वाले मामले में समान जमावट घटना को लाने के लिए अधिक पदार्थ मिलाना पड़ता है। इस घटना का उपयोग दवा खुराक में किया जाता है।

यदि आप विपरीत आवेश वाले दो कोलाइडल विलयनों को मिलाते हैं, तो वे शीघ्रता से जम जाते हैं। यह प्रक्रिया प्रकृति में इलेक्ट्रोस्टैटिक है। इसका उपयोग औद्योगिक और अपशिष्ट जल उपचार के लिए किया जाता है। वाटरवर्क्स पर, रेत को फिल्टर करने से पहले पानी में एल्यूमीनियम सल्फेट या आयरन (III) क्लोराइड मिलाया जाता है। उनके हाइड्रोलिसिस के दौरान, धातु हाइड्रॉक्साइड के सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए सोल बनते हैं, जो माइक्रोफ्लोरा, मिट्टी और कार्बनिक अशुद्धियों के नकारात्मक चार्ज कणों के जमाव का कारण बनते हैं।

जमावट घटनाएँ जैविक प्रणालियों में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। संपूर्ण रक्त एक इमल्शन है। रक्त के गठित तत्व - एक बिखरा हुआ चरण, प्लाज्मा - एक फैलाव माध्यम। प्लाज्मा एक अधिक अत्यधिक फैला हुआ तंत्र है। बिखरा हुआ चरण: प्रोटीन, एंजाइम, हार्मोन। रक्त जमावट प्रणाली और जमावरोधी प्रणाली काम करती है। पहला थ्रोम्बिन द्वारा प्रदान किया जाता है, जो फाइब्रिनोजेन पर कार्य करता है और फाइब्रिन फिलामेंट्स (रक्त का थक्का) के निर्माण का कारण बनता है। एरिथ्रोसाइट्स एक निश्चित दर (ईएसआर) पर तलछट करते हैं। थक्के बनने की प्रक्रिया न्यूनतम रक्त हानि और संचार प्रणाली में रक्त के थक्कों के गठन को सुनिश्चित करती है। पैथोलॉजी में, एरिथ्रोसाइट्स गामा ग्लोब्युलिन और फाइब्रिनोजेन के बड़े अणुओं को सोख लेते हैं और ईएसआर बढ़ जाता है। रक्त की मुख्य थक्कारोधी क्षमता हेपरिन रक्त का थक्कारोधी है। क्लीनिकों में, कोगुलोग्राम का उपयोग किया जाता है - रक्त जमावट और एंटीकोगुलेशन (प्रोथ्रोम्बिन सामग्री, प्लाज्मा पुनर्गणना समय, हेपरिन सहिष्णुता, कुल फाइब्रिनोजेन, आदि) के लिए परीक्षणों का एक सेट, यह रक्त के थक्कों के गठन के साथ गंभीर रक्तस्राव के लिए महत्वपूर्ण है। रक्त के थक्के को संरक्षित करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। Ca 2+ आयनों को अवक्षेपित करने के लिए सोडियम नाइट्रेट के साथ हटा दिया जाता है, जिससे थक्का जमने लगता है। थक्कारोधी, हेपरिन, डाइकौमरिन लगाएं। कार्डियोवास्कुलर सिस्टम के तत्वों के एंडोप्रोस्थैसिस प्रतिस्थापन के लिए उपयोग किए जाने वाले पॉलिमर में एंटीथ्रोम्बोजेनिक या थ्रोम्बोरेसिस्टेंट गुण होने चाहिए।

13.8. कोलाइड प्रणालियों का स्थिरीकरण (कोलाइड समाधानों का संरक्षण)

उन्नत संरचनात्मक और यांत्रिक गुणों के साथ कोलाइडल कणों की सतह पर अतिरिक्त सोखना परतें बनाकर, उच्च मात्रा में घोल की थोड़ी मात्रा जोड़कर इलेक्ट्रोलाइट्स के संबंध में कोलाइडल समाधानों का स्थिरीकरण

कोमोलेक्यूलर यौगिक (जिलेटिन, सोडियम कैसिनेट, अंडा एल्ब्यूमिन, आदि) कहा जाता था कोलाइड सुरक्षा.संरक्षित सोल इलेक्ट्रोलाइट्स के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी होते हैं। संरक्षित सोल अधिशोषित पॉलिमर के सभी गुण प्राप्त कर लेता है। परिक्षिप्त तंत्र द्रवरागी हो जाता है और इसलिए स्थिर हो जाता है। आईयूडी या सर्फेक्टेंट के सुरक्षात्मक प्रभाव को एक सुरक्षात्मक संख्या द्वारा दर्शाया जाता है। सुरक्षात्मक संख्या को आईयूडी (मिलीग्राम में) के न्यूनतम द्रव्यमान के रूप में समझा जाना चाहिए जिसे सिस्टम में 10% सोडियम क्लोराइड समाधान के 1 मिलीलीटर पेश किए जाने पर इसे जमावट से बचाने के लिए परीक्षण सॉल के 10 मिलीलीटर में जोड़ा जाना चाहिए। एचएमएस समाधानों की सुरक्षात्मक कार्रवाई की डिग्री इस पर निर्भर करती है: एचएमएस की प्रकृति, संरक्षित सॉल की प्रकृति, फैलाव की डिग्री, माध्यम का पीएच और अशुद्धियां।

शरीर में कोलाइडल सुरक्षा की घटना कई शारीरिक प्रक्रियाओं में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। विभिन्न प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, पेप्टाइड्स का शरीर में सुरक्षात्मक प्रभाव पड़ता है। वे कार्बोनेट, कैल्शियम फॉस्फेट जैसे हाइड्रोफोबिक शरीर प्रणालियों के कोलाइडल कणों पर सीए को अवशोषित करते हैं, जिससे उन्हें स्थिर अवस्था में अनुवादित किया जाता है। संरक्षित सोल के उदाहरण रक्त और मूत्र हैं। यदि आप 1 लीटर मूत्र को वाष्पित करते हैं, परिणामी अवक्षेप को एकत्र करते हैं और फिर इसे पानी में घोलने का प्रयास करते हैं, तो इसके लिए 14 लीटर विलायक की आवश्यकता होती है। इसलिए, मूत्र एक कोलाइडल घोल है जिसमें बिखरे हुए कण एल्ब्यूमिन, म्यूसिन और अन्य प्रोटीन द्वारा संरक्षित होते हैं। सीरम प्रोटीन कैल्शियम कार्बोनेट की घुलनशीलता को लगभग 5 गुना बढ़ा देता है। दूध में कैल्शियम फॉस्फेट की बढ़ी हुई मात्रा प्रोटीन सुरक्षा के कारण होती है, जिसका उम्र बढ़ने के दौरान उल्लंघन होता है।

एथेरोस्क्लेरोसिस के विकास में, ल्यूसेटिन-कोलेस्ट्रॉल संतुलन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिसके उल्लंघन से कोलेस्ट्रॉल, फॉस्फोलिपिड्स और प्रोटीन के बीच का अनुपात बदल जाता है, जिससे रक्त वाहिकाओं की दीवारों पर कोलेस्ट्रॉल जमा हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एथेरोकैल्सीनोसिस होता है। सुरक्षा में एक बड़ी भूमिका बड़े-आणविक वसा-प्रोटीन घटकों को दी जाती है। दूसरी ओर, रक्त की कार्बन और ऑक्सीजन गैसों की उच्च सांद्रता में घुली अवस्था में बने रहने की क्षमता भी प्रोटीन के सुरक्षात्मक प्रभाव के कारण होती है। इस मामले में, प्रोटीन गैस के सूक्ष्म बुलबुले को ढक देते हैं और उन्हें आपस में चिपकने से बचाते हैं।

दवाओं के निर्माण में प्रयुक्त कोलाइडल कणों का संरक्षण।शरीर में औषधीय पदार्थों को कोलाइडल अवस्था में डालना अक्सर आवश्यक होता है ताकि वे शरीर में समान रूप से वितरित और अवशोषित हो सकें। तो, प्रोटीन पदार्थों द्वारा संरक्षित चांदी, पारा, सल्फर के कोलाइडयन समाधान का उपयोग किया जाता है

दवाओं के रूप में (प्रोटार्गोल, कॉलरगोल, लाइसोर्गिनोन), न केवल इलेक्ट्रोलाइट्स के प्रति असंवेदनशील हो जाते हैं, बल्कि सूखने के लिए वाष्पित भी हो सकते हैं। पानी से उपचार के बाद सूखा अवशेष पुनः सोल में बदल जाता है।

13.9. पेप्टाइज़ेशन

पेप्टाइजेशन -प्रक्रिया, जमावट का उलटा, जमावट के सोल में संक्रमण की प्रक्रिया। पेप्टाइजेशन तब होता है जब पदार्थों को अवक्षेप (जमावट) में जोड़ा जाता है जो अवक्षेप को सॉल में बदलने की सुविधा प्रदान करता है। वे कहते हैं पेप्टी कंजेशन.आमतौर पर, पेप्टाइज़र संभावित-निर्धारक आयन होते हैं। उदाहरण के लिए, आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड के अवक्षेप को आयरन (III) लवण के साथ पेप्टाइज़ किया जाता है। लेकिन विलायक (एच2ओ) पेप्टाइज़र की भूमिका भी निभा सकता है। पेप्टीकरण प्रक्रिया अधिशोषण घटना के कारण होती है। पेप्टाइज़र एक इलेक्ट्रिक डबल लेयर संरचना के निर्माण और ज़ेटा क्षमता के निर्माण की सुविधा प्रदान करता है।

इसलिए, पेप्टाइजेशन प्रक्रिया मुख्य रूप से संभावित-निर्धारण आयनों के सोखने और काउंटरों के अवशोषण के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप बिखरे हुए कणों की ζ-क्षमता में वृद्धि होती है और सॉल्वेशन (हाइड्रेशन) की डिग्री में वृद्धि होती है, जिसके परिणामस्वरूप कणों के चारों ओर सॉल्वेट शैल जो वेजिंग प्रभाव (सोखना पेप्टाइजेशन) उत्पन्न करते हैं।

अधिशोषण के अतिरिक्त भी हैं विघटन पेप्टाइजेशन.यह प्रकार हर चीज़ को कवर करता है जब पेप्टाइज़ेशन प्रक्रिया बिखरे हुए चरण के सतह अणुओं की रासायनिक प्रतिक्रिया से जुड़ी होती है। इसमें दो चरण होते हैं: एक बिखरे हुए कण के साथ पेप्टाइज़र के प्रविष्ट इलेक्ट्रोलाइट की रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा पेप्टाइज़र का निर्माण; परिक्षिप्त चरण की सतह पर परिणामी पेप्टाइज़र का सोखना, जिससे मिसेल का निर्माण होता है और अवक्षेप का पेप्टीकरण होता है। विघटन पेप्टाइजेशन का एक विशिष्ट उदाहरण एसिड के साथ धातु हाइड्रॉक्साइड का पेप्टाइजेशन है।

सोखना पेप्टाइजेशन द्वारा प्राप्त सॉल की अधिकतम सुंदरता प्राथमिक कणों की सुंदरता की डिग्री से निर्धारित होती है जो अवक्षेपित गुच्छे बनाते हैं। विघटन पेप्टाइजेशन के दौरान, कणों की विखंडन सीमा कोलाइड के क्षेत्र को छोड़ सकती है और फैलाव की आणविक डिग्री तक पहुंच सकती है। जीवित जीवों में पेप्टाइजेशन की प्रक्रिया का बहुत महत्व है, क्योंकि कोशिकाओं के कोलाइड और जैविक तरल पदार्थ लगातार शरीर में इलेक्ट्रोलाइट्स की क्रिया के संपर्क में रहते हैं।

डिटर्जेंट सहित कई डिटर्जेंट की क्रिया पेप्टाइजेशन की घटना पर आधारित है। साबुन का कोलाइडल आयन एक द्विध्रुवीय है, यह गंदगी के कणों द्वारा अवशोषित होता है, उन्हें चार्ज देता है और उनके पेप्टाइजेशन को बढ़ावा देता है। सोल के रूप में मौजूद गंदगी सतह से आसानी से हट जाती है।

13.10. जैल और जैल. थिक्सोट्रॉपी। तालमेल

आईयूडी के समाधान और कुछ हाइड्रोफोबिक कोलाइड्स के सोल कुछ शर्तों के तहत परिवर्तन से गुजरने में सक्षम हैं: तरलता का नुकसान, जेलेशन, समाधानों का जेलेशन होता है, और जेली और जैल (लैटिन "फ्रोजन" से) बनते हैं।

जेली (जैल)- ये ठोस गैर-तरल, संरचित प्रणालियाँ हैं जो कोलाइडल कणों या पॉलिमर के मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच आणविक एकजुट बलों की कार्रवाई से उत्पन्न होती हैं। अंतर-आणविक संपर्क की ताकतें एक स्थानिक जाल फ्रेम के निर्माण की ओर ले जाती हैं, स्थानिक जाल की कोशिकाएं तरल घोल से भरी होती हैं, जैसे तरल में भिगोया हुआ स्पंज। जेली के निर्माण को आईयूडी से नमकीन होने या जमावट के प्रारंभिक चरण, जमावट संरचना की घटना के रूप में दर्शाया जा सकता है।

जिलेटिन का एक जलीय घोल, जब मिश्रण को 45 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, एक सजातीय तरल माध्यम बन जाता है। कमरे के तापमान पर ठंडा होने पर, समाधान की चिपचिपाहट बढ़ जाती है, सिस्टम तरलता, जैल खो देता है, अर्ध-ठोस द्रव्यमान की स्थिरता अपना आकार बरकरार रखती है (इसे चाकू से काटा जा सकता है)।

जेली या जेल बनाने वाले पदार्थों की प्रकृति के आधार पर, ये हैं: कठोर कणों से निर्मित - नाजुक (अपरिवर्तनीय); लचीले मैक्रोमोलेक्यूल्स द्वारा निर्मित - लोचदार (प्रतिवर्ती)। भंगुर कण कोलाइडल कणों (TiO2, SiO2) से बनते हैं। सूखा एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र वाला एक कठोर फोम है। सूखी जेली फूलती नहीं है, सुखाने से अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं।

इलास्टिक जैल पॉलिमर द्वारा बनते हैं। सूखने पर, वे आसानी से विकृत हो जाते हैं, संपीड़ित हो जाते हैं, एक सूखा बहुलक (पाइरोगेल) प्राप्त होता है, जो लोच बनाए रखता है। यह उपयुक्त विलायक में फूलने में सक्षम है, यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है और इसे कई बार दोहराया जा सकता है।

जेली में कमजोर आणविक बंधन यंत्रवत् नष्ट हो सकते हैं (हिलाने, डालने, तापमान द्वारा)। बंधन तोड़ने से संरचना का विनाश होता है, कण क्षमता प्राप्त कर लेते हैं

थर्मल गति के कारण, सिस्टम द्रवित हो जाता है और द्रव बन जाता है। कुछ समय बाद, संरचना स्वतः ही ठीक हो जाती है। इसे दर्जनों बार दोहराया जा सकता है. यह प्रतिवर्ती परिवर्तन कहलाता है थिक्सोट्रॉपीइस इज़ोटेर्मल परिवर्तन को योजना द्वारा दर्शाया जा सकता है:

थिक्सोट्रॉपी जिलेटिन, कोशिका प्रोटोप्लाज्म के कमजोर समाधानों में देखी जाती है। थिक्सोट्रॉपी की उत्क्रमणीयता इंगित करती है कि संबंधित प्रणालियों में संरचना अंतर-आणविक (वैन डेर वाल्स) बलों के कारण होती है - एक जमावट-थिक्सोट्रोपिक संरचना।

शरीर में जैल मस्तिष्क, त्वचा, नेत्रगोलक हैं। संघनन-क्रिस्टलीकरण प्रकार की संरचना की विशेषता एक मजबूत रासायनिक बंधन है। इस मामले में, थिक्सोट्रोपिक परिवर्तनों (सिलिकिक एसिड जेल) की प्रतिवर्तीता का उल्लंघन होता है।

जेली सिस्टम की एक गैर-संतुलन स्थिति है, चरण पृथक्करण की धीरे-धीरे आगे बढ़ने की प्रक्रिया का एक निश्चित चरण और सिस्टम के संतुलन की स्थिति तक पहुंचने का एक निश्चित चरण है।यह प्रक्रिया दूसरे मोबाइल तरल चरण के संपीड़न के साथ जेली फ्रेम के क्रमिक संपीड़न को एक सघन कॉम्पैक्ट द्रव्यमान में बदल देती है, जिसे यांत्रिक रूप से फ्रेम के स्थानिक ग्रिड में रखा जाता है। भंडारण के दौरान जेली की सतह पर सबसे पहले तरल की अलग-अलग बूंदें दिखाई देती हैं, समय के साथ वे बढ़ती हैं और तरल चरण के निरंतर द्रव्यमान में विलीन हो जाती हैं। जेली एक्सफोलिएशन की इस सहज प्रक्रिया को सिनेरिसिस कहा जाता है। नाजुक जेली के लिए, तालमेल कणों का एक अपरिवर्तनीय एकत्रीकरण है, संपूर्ण संरचना का संघनन। आईयूडी जेली के लिए, तापमान बढ़ाने से तालमेल रुक सकता है और जेली अपनी मूल स्थिति में वापस आ सकती है। जमे हुए रक्त के थक्कों को अलग करना, ब्रेड का सख्त होना, कन्फेक्शनरी को भिगोना तालमेल के उदाहरण हैं। युवा लोगों के ऊतक लचीले होते हैं, उनमें अधिक पानी होता है, उम्र के साथ लोच खत्म हो जाती है, कम पानी से तालमेल होता है।

13.11. स्व-जाँच के लिए प्रश्न और कार्य

कक्षाओं और परीक्षाओं के लिए तैयार

1. परिक्षिप्त प्रणाली, परिक्षिप्त चरण और परिक्षेपण माध्यम की अवधारणा दीजिए।

2. परिक्षिप्त चरण और परिक्षेपण माध्यम के एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार परिक्षेपण प्रणालियों को कैसे वर्गीकृत किया जाता है? बायोमेडिकल प्रोफाइल के उदाहरण दीजिए।

3. परिक्षिप्त प्रणालियों को उनमें अंतर-आणविक संपर्क की ताकत के अनुसार कैसे वर्गीकृत किया जाता है? बायोमेडिकल प्रोफाइल के उदाहरण दीजिए।

4. "कृत्रिम किडनी" उपकरण का मुख्य भाग डायलाइज़र है। सरलतम अपोहक के उपकरण का सिद्धांत क्या है? डायलिसिस द्वारा रक्त से कौन सी अशुद्धियाँ दूर की जा सकती हैं? डायलिसिस की दर को कौन से कारक प्रभावित करते हैं?

5. कम आणविक भार वाले पदार्थ के घोल और कोलाइडल घोल को किस तरह से अलग किया जा सकता है? ये विधियाँ किन गुणों पर आधारित हैं?

6. किस प्रकार एक सॉल को मोटे सिस्टम से अलग किया जा सकता है? ये विधियाँ किन गुणों पर आधारित हैं?

7. कोलाइडल-परिक्षिप्त प्रणाली प्राप्त करने की विधियाँ क्या हैं? वे एक दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं?

8. कोलाइडल-विक्षिप्त प्रणालियों के आणविक-गतिज और ऑप्टिकल गुणों की विशेषताएं क्या हैं? उन्हें सच्चे समाधानों और मोटे सिस्टमों से क्या अलग करता है?

9. फैलाव प्रणालियों की एकत्रीकरण, गतिज और संक्षेपण स्थिरता की अवधारणा दें। कारक जो सिस्टम की स्थिरता निर्धारित करते हैं।

10. कोलाइडल परिक्षिप्त प्रणालियों के विद्युत गतिक गुणों के बीच संबंध दिखाएँ।

11. परिक्षिप्त चरण के कणों के यांत्रिक मिश्रण के दौरान कौन सी इलेक्ट्रोकेनेटिक घटनाएं देखी जाती हैं: ए) परिक्षेपण माध्यम के सापेक्ष; बी) परिक्षिप्त चरण के कणों के सापेक्ष?

12. बताएं कि निम्नलिखित में से कौन सी तैयारी कोलाइडल समाधान को संदर्भित करती है: ए) पानी में बेरियम सल्फेट की तैयारी, 10 -7 मीटर के कण आकार के साथ एक्स-रे अध्ययन में एक कंट्रास्ट एजेंट के रूप में उपयोग की जाती है; बी) पानी में चांदी की तैयारी - कॉलरगोल, जिसका उपयोग 10 -9 मीटर के कण आकार के साथ शुद्ध घावों के इलाज के लिए किया जाता है।

13. सॉलों के स्कंदन की अवधारणा। लियोफिलिक सॉल का जमाव। जमावट के बाहरी लक्षण क्या हैं? सोल के संभावित जमाव उत्पादों को निर्दिष्ट करें।

14. सॉल के स्कंदन को उत्पन्न करने वाले कारक। इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा सॉल के जमाव के नियम। जमाव की गतिशीलता. जमावट सीमा.

15. जठरांत्र संबंधी मार्ग में सूक्ष्म (सीए 2+) - और मैक्रो (सी 2 ओ 4 2-) -तत्व और एसिड-बेस होमोस्टैसिस के उल्लंघन के परिणामस्वरूप, गुर्दे में निम्नलिखित प्रतिक्रिया होती है:

सोल का चार्ज क्या है? संकेतित आयनों में से कौन सा इस सॉल के कणों के लिए एक स्कंदन प्रभाव डालेगा: K + , Mg 2+ , SO 4 2- , NO 3 - , PO 4 3- , Al 3+ ?

कैल्शियम ऑक्सालेट सॉल बनता है। आइए सोल के मिसेल का सूत्र लिखें

(13.3.).

सोल के कणिका का आवेश धनात्मक है, जिसका अर्थ है कि आयनों का इस सोल के कणों के लिए एक स्कंदन प्रभाव (k) होगा: SO 4 2-, PO 4 3-, NO 3 -, हार्डी के नियम के अनुसार। स्कंदन आयन का आवेश जितना अधिक होगा, उसका स्कंदन प्रभाव उतना ही मजबूत होगा (शुल्ज़ का नियम)। शुल्ज़ नियम के अनुसार, इन आयनों को निम्नलिखित पंक्ति में व्यवस्थित किया जा सकता है: C से P0 4 3-> C से SO 4 2-> C से NO 3 -। आयन आवेश जितना कम होगा, सांद्रता उतनी ही अधिक होगी जिससे जमावट होगी। जमावट सीमा (पी) किसी दिए गए इलेक्ट्रोलाइट के संबंध में सॉल की स्थिरता की एक सापेक्ष विशेषता है और इसका व्युत्क्रम है

13.12. परीक्षण

1. गलत कथन चुनें:

ए) कोलाइडल समाधान प्राप्त करने के लिए संघनन विधियों में ओवीआर, हाइड्रोलिसिस, विलायक प्रतिस्थापन शामिल हैं;

बी) कोलाइडल समाधान प्राप्त करने के लिए फैलाव विधियों में यांत्रिक, अल्ट्रासोनिक, पेप्टाइजेशन शामिल हैं;

ग) कोलाइडल प्रणालियों के ऑप्टिकल गुणों में ओपेलसेंस, विवर्तन, टिंडल प्रभाव शामिल हैं;

डी) कोलाइडल प्रणालियों के आणविक-गतिज गुणों में ब्राउनियन गति, प्रकाश प्रकीर्णन और समाधान के रंग में बदलाव शामिल हैं।

2. गलत कथन चुनें:

ए) वैद्युतकणसंचलन एक स्थिर फैलाव माध्यम के सापेक्ष विद्युत क्षेत्र में एक बिखरे हुए चरण की गति है;

बी) इलेक्ट्रोस्मोसिस स्थिर परिक्षिप्त चरण के सापेक्ष परिक्षेपण माध्यम के विद्युत क्षेत्र में गति है;

ग) विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में केशिका प्रणाली के माध्यम से चिकित्सीय आयनों और अणुओं वाले तरल पदार्थों के प्रवेश को इलेक्ट्रोडायलिसिस कहा जाता है;

घ) वैद्युतकणसंचलन का उपयोग प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और रक्त कोशिकाओं को अलग करने के लिए किया जाता है।

3. एक कोलॉइडी विलयन जिसने अपनी तरलता खो दी है वह है:

ए) इमल्शन;

बी) जेल;

ग) सोल;

घ) निलंबन.

4. रक्त प्लाज्मा है:

ए) सोल;

बी) जेल;

ग) सच्चा समाधान;

घ) इमल्शन।

5. सॉल्वेटेड स्टेबलाइज़र आयनों से घिरे एक बिखरे हुए चरण के माइक्रोक्रिस्टल से युक्त एक विषम प्रणाली को कहा जाता है:

क) एक दाना;

बी) कोर;

ग) इकाई;

घ) मिसेल।

6. जब एक मिसेल बनता है, तो विभव-निर्धारण करने वाले आयन नियम के अनुसार अधिशोषित होते हैं:

क) शुल्ज़-हार्डी;

बी) रिबाइंडर;

ग) पैनेट फ़ाइनेस;

घ) शिलोवा।

7. मिसेल ग्रेन्युल एक समुच्चय है:

ए) सोखना परत के साथ;

बी) प्रसार परत;

ग) सोखना और प्रसार परतें;

d) विभव-निर्धारक आयन।

8. इंटरफ़ेशियल क्षमता इनके बीच की क्षमता है:

क) ठोस और तरल चरण;

बी) स्लिप सीमा पर सोखना और फैलाना परतें;

ग) नाभिक और प्रतिरूप;

डी) संभावित-निर्धारक आयन और काउंटरियन।

9. परिक्षिप्त चरण के कणों को बनाए रखने और आयनों और अणुओं को स्वतंत्र रूप से पारित करने की बारीक छिद्रपूर्ण झिल्लियों की क्षमता को कहा जाता है:

), जो पूरी तरह या व्यावहारिक रूप से अमिश्रणीय हैं और एक दूसरे के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। पदार्थों में प्रथम परिक्षेपित प्रावस्था) को दूसरे में सूक्ष्मता से वितरित किया गया है ( फैलाव माध्यम). यदि कई चरण हैं, तो उन्हें शारीरिक रूप से एक दूसरे से अलग किया जा सकता है (सेंट्रीफ्यूजेशन, पृथक्करण, आदि द्वारा)।

आमतौर पर परिक्षिप्त प्रणालियाँ कोलाइडल विलयन, सॉल होती हैं। परिक्षिप्त प्रणालियों में एक ठोस परिक्षिप्त माध्यम का मामला भी शामिल होता है जिसमें परिक्षिप्त चरण स्थित होता है।

एक ही आकार के परिक्षिप्त चरण के कणों वाले सिस्टम को मोनोडिस्पर्स कहा जाता है, और विभिन्न आकार के कणों वाले सिस्टम को पॉलीडिस्पर्स कहा जाता है। एक नियम के रूप में, हमारे आस-पास की वास्तविक प्रणालियाँ बहुविस्तारित हैं।

कण आकार के अनुसार, मुक्त-फैलाव प्रणालियों को विभाजित किया गया है:

अल्ट्रामाइक्रोहेटेरोजेनस सिस्टम को कोलाइडल या सोल भी कहा जाता है। फैलाव माध्यम की प्रकृति के आधार पर, सॉल को ठोस सॉल, एरोसोल (गैसीय फैलाव माध्यम वाले सॉल) और लियोसोल (तरल फैलाव माध्यम वाले सॉल) में विभाजित किया जाता है। सूक्ष्मविषम प्रणालियों में सस्पेंशन, इमल्शन, फोम और पाउडर शामिल हैं। सबसे आम मोटे सिस्टम ठोस-गैस सिस्टम हैं, जैसे रेत।

एम. एम. डबिनिन के वर्गीकरण के अनुसार, एकजुट-फैली हुई प्रणालियाँ (छिद्रपूर्ण निकाय), विभाजित हैं:

विकिमीडिया फ़ाउंडेशन. 2010 .

देखें अन्य शब्दकोशों में "फैलाव प्रणाली" क्या है:

बिखरी हुई प्रणाली- बिखरी हुई प्रणाली: एक प्रणाली जिसमें दो या दो से अधिक चरण (निकायों) होते हैं जिनके बीच एक अत्यधिक विकसित इंटरफ़ेस होता है। [गोस्ट आर 51109 97, अनुच्छेद 5.6] स्रोत... मानक और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण की शर्तों की शब्दकोश-संदर्भ पुस्तक

बिखरी हुई प्रणाली- एक प्रणाली जिसमें दो या दो से अधिक चरण (निकायों) होते हैं जिनके बीच एक अत्यधिक विकसित इंटरफ़ेस होता है। [गोस्ट आर 51109 97] [गोस्ट आर 12.4.233 2007] विषय औद्योगिक स्वच्छता व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण ... तकनीकी अनुवादक की पुस्तिका

बिखरी हुई प्रणाली- - एक विषम प्रणाली जिसमें दो या अधिक चरण होते हैं, जो उनके बीच एक अत्यधिक विकसित इंटरफ़ेस की विशेषता होती है। सामान्य रसायन विज्ञान: पाठ्यपुस्तक / ए. वी. झोलनिन ... रासायनिक शब्द

बिखरी हुई प्रणाली- ▲ यांत्रिक मिश्रण बारीक परिक्षिप्त प्रणाली विषमांगी प्रणाली जिसमें एक चरण (फैला हुआ) के कण दूसरे सजातीय चरण (फैलाव माध्यम) में वितरित होते हैं। फोम (फोम के टुकड़े)। फोम. फोम, सिया. झाग उठना। झागदार. झागदार... रूसी भाषा का वैचारिक शब्दकोश

बिखरी हुई प्रणाली- वितरण प्रणाली की स्थिति टी स्रीटिस केमिजा एपीब्रेज़टिस सिस्टेमा, सब्सिडेंटिटी इज डिस्पर्सिनेस फ़ैज़ेस इर डिस्पर्सिन्स टेरपस (एप्लिकॉन्स)। atitikmenys: अंग्रेजी. फैलाव प्रणाली; फैलाव रस। फैलाव; बिखरी हुई प्रणाली ryšiai: synonimas - dispersija ... केमिजोस टर्मिनस एस्किनामैसिस ज़ोडिनास

बिखरी हुई प्रणाली- तितर-बितर प्रणाली की स्थिति टी सृतिस फ़िज़िका एटिटिकमेनिस: एंगल। फैलाव प्रणाली वोक। फैलाव प्रणाली, एन आरयूएस। बिखरी हुई प्रणाली, एन प्रैंक। सिस्टम फैलाव, म… फ़िज़िकोस टर्मिनो žodinas

बिखरी हुई प्रणाली- उनके बीच अत्यधिक विकसित इंटरफ़ेस के साथ दो या दो से अधिक चरणों की एक विषम प्रणाली। एक परिक्षिप्त प्रणाली में, कम से कम एक चरण (इसे परिक्षिप्त कहा जाता है) दूसरे चरण में छोटे कणों के रूप में शामिल होता है... ... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

भौतिक-यांत्रिक प्रणाली जिसमें एक परिक्षिप्त चरण और एक परिक्षेपण माध्यम शामिल है। मोटे और अत्यधिक परिक्षिप्त (कोलाइडल) प्रणालियों के बीच अंतर करें।