أنظمة التفريق: الخصائص العامة والتصنيف
الكيمياء الغروية هي العلوم التي تدرس الطرقالحصول على ، تكوين ، البنية الداخلية ، الخواص الفيزيائية والكيميائية لأنظمة التفريق. أنظمة التفريق هي أنظمة تتكون من جسيمات مجزأة (طور موزعة) موزعة في الوسط المحيط (المتشتت): الغازات أو السوائل أو المواد الصلبة. تختلف أبعاد جسيمات مرحلة التشتت (البلورات ، القطرات ، الفقاعات) في درجة التشتت ، التي يتناسب حجمها بشكل مباشر مع حجم الجسيمات. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز جسيمات التفريق أيضًا وفقًا لخصائص أخرى ، كقاعدة ، وفقًا للحالة الإجمالية للمرحلة المشتتة والوسط.
نظم تفريق وتصنيفها
كل نظام تشتت فرقت مرحلة حجم الجسيمات يمكن تصنيفها إلى أيون الجزيئية (نانومتر أقل من واحد)، الغروي (1-100 نانومتر)، والخشنة (أكثر من مائة نانومتر).
أنظمة موزعة جزيئية. هذه النظم تحتوي على جسيمات حجمها أقل من نانومتر واحد. وتشمل هذه المجموعة مختلف الحلول الحقيقية لغير الشوارد: الجلوكوز، واليوريا، والكحول، والسكروز.
أنظمة متناثرة بشكل خشن تتميز بأكبر الجزيئات. وتشمل هذه المستحلبات والتعليق. وتسمى أنظمة التفريق التي يتم فيها تحديد مادة صلبة في وسيط تشتت السائل (محلول النشا والطين) تعليق. المستحلبات هي أنظمة يتم الحصول عليها عن طريق خلط سائلين ، أحدهما على شكل قطرات منتشرة في أخرى (النفط ، التولوين ، البنزين في الماء أو قطرات من ثلاثي الجليسرول (الدهون) في الحليب.
نظم متفرقة الغروية. فيها تصل أحجام الجسيمات الغروية100 نانومتر. هذه الجسيمات تخترق بسهولة مسامات المرشحات الورقية ، ولكنها لا تخترق مسام الأغشية البيولوجية للنباتات والحيوانات. بما أن الجسيمات الغروية (micelles) لها شحنة كهربائية وقذائف الأيونية المذابة ، والتي تظل معلقة بسببها ، فإنها لا تستطيع التعجيل لفترة طويلة. مثال حي على نظام غرواني هي حلول للجيلاتين والألبومين والصمغ العربي والحلول الغروية للذهب والفضة.
درجة التشتت تجعل من الممكن التمييزالأنظمة المتجانسة والمتغايرة غير المتجانسة. في أنظمة التفتيت المتجانسة ، يتم تأريض جسيمات الطور إلى الجزيئات ، الذرات والأيونات. يمكن أن يكون أحد الأمثلة على أنظمة التشتت هذه حلًا للغلوكوز في الماء (نظام مشتت جزيئيًا) وملح المطبخ في الماء (نظام مبعثر أيونًا). هم حلول حقيقية. حجم جزيئات الطور المتشتت لا يتجاوز نانومتر واحد.
نظم تفريق وحلول
من بين جميع الأنظمة والحلول في الحياةالكائنات الحية هي أهم الأنظمة المتفرقة الغروية. كما هو معروف ، فإن الأساس الكيميائي لوجود كائن حي هو تبادل البروتينات فيه. في المتوسط ، تركيز البروتين في الجسم هو من 18 إلى 21 ٪. معظم البروتينات تذوب في الماء (تركيزها في جسم الإنسان والحيوان حوالي 65 ٪) وتشكل حلول غروانية.
هناك مجموعتان من الحلول الغروية: السائل (sols) و gel-like (هلام). ترتبط جميع عمليات نشاط الحياة التي تحدث في الكائنات الحية بحالة المادة الغروانية. في كل خلية حيّة ، تكون البوليمرات الحيوية (الأحماض النووية ، البروتينات ، الجليكوسامينوجليكان ، الجليكوجين) في صورة أنظمة تفريق.
الحلول الغروية موزعة على نطاق واسع فيالطبيعة غير الحية. وتشمل هذه الحلول النفط والأقمشة والبلاستيك والألياف الصناعية. يمكن أن يعزى الكثير من المنتجات الغذائية إلى الحلول الغروية: الكفير ، الحليب ، إلخ. معظم الأدوية (الأمصال ، المستضدات ، اللقاحات) هي حلول غروانية. إلى الحلول الغروية تشمل الطلاء.
