ДИСПЕРСНА ФАЗА: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Дисперсна фаза є те , що в меншій пропорції, переривчастими, і складаються з агрегатів дуже маленьких частинок в дисперсії. Тим часом найпоширеніша і безперервна фаза, де лежать колоїдні частинки, називається фазою диспергування.

Дисперсії класифікуються за розміром частинок, що утворюють дисперсну фазу, і можна виділити три типи дисперсій: грубі дисперсії, колоїдні розчини та справжні розчини.

Джерело: Габріель Болівар

На зображенні вище можна побачити гіпотетичну дисперсну фазу фіолетових частинок у воді. В результаті склянка, наповнена цією дисперсією, не буде демонструвати прозорість для видимого світла; тобто це буде виглядати так само, як фіолетовий рідкий йогурт. Тип дисперсій змінюється залежно від розміру цих частинок.

Коли вони "великі" (10 ^-7 м), вони говорять про грубі дисперсії, і вони можуть осісти через гравітацію; колоїдні розчини, якщо їх розміри коливаються від 10 ^-9 м до 10 ^-6 м, що робить їх видимими лише ультрамікроскопом або електронним мікроскопом; істинні рішення, якщо їх розміри менше 10 ^-9 м, здатні перетинати мембрани.

Справжніми рішеннями є, отже, всі ті, що відомі у народі, як оцет або цукрова вода.

Характеристика дисперсної фази

Рішення складають окремий випадок дисперсій, оскільки вони представляють великий інтерес для пізнання фізіохімії живих істот. Більшість біологічних речовин, як внутрішньоклітинні, так і позаклітинні, мають форму так званих дисперсій.

Броунівський рух і ефект Тіндаля

Частинки дисперсної фази колоїдних розчинів мають невеликий розмір, що ускладнює їх осідання, опосередковане гравітацією. Крім того, частинки постійно рухаються випадковим рухом, стикаючись один з одним, що також ускладнює їх осідання. Цей тип руху відомий як броунівський.

Через відносно великих розмірів частинок дисперсної фази колоїдні розчини мають мутний або навіть непрозорий вигляд. Це тому, що світло розсіюється при проходженні через колоїд, явище, відоме як ефект Тіндалла.

Гетерогенність

Колоїдні системи - неоднорідні системи, оскільки дисперсна фаза складається з частинок діаметром між 10 ^-9 м і 10 ^-6 м. Тим часом частинки розчинів мають менший розмір, як правило, менше 10 ^-9 мкм.

Частинки дисперсної фази колоїдних розчинів можуть проходити через фільтрувальний папір та глиняний фільтр. Але вони не можуть пройти через діалізні мембрани, як целофан, ендотелій капілярів і колодіон.

У деяких випадках частинки, що складають дисперсну фазу, є білками. Коли вони знаходяться у водній фазі, білки згортаються, залишаючи гідрофільну частину назовні для більшої взаємодії з водою, за допомогою іонно-дипольних сил або з утворенням водневих зв’язків.

Білки утворюють ретикулярну систему всередині клітин, здатні секвеструвати частину диспергатора. Крім того, поверхня білків служить для зв’язування дрібних молекул, що надає поверхневий електричний заряд, що обмежує взаємодію між молекулами білка, не даючи їм утворювати згустки, що викликають їх осідання.

Стабільність

Колоїди класифікуються за притяганням між дисперсною фазою та диспергаторною фазою. Якщо фаза диспергування є рідкою, колоїдні системи класифікуються як золі. Вони підрозділяються на ліофільні та ліофобні.

Ліофільні колоїди можуть утворювати справжні розчини і термодинамічно стійкі. З іншого боку, ліофобні колоїди можуть утворювати дві фази, оскільки вони нестабільні; але стабільний з кінетичної точки зору. Це дозволяє їм тривалий час перебувати в дисперсному стані.

Приклади

І фаза диспергування, і дисперсна фаза можуть відбуватися в трьох фізичних станах речовини, тобто: твердій, рідкій або газовій.

Зазвичай фаза безперервної або диспергування знаходиться в рідкому стані, але можна знайти колоїди, компоненти яких знаходяться в інших станах агрегації речовини.

Можливості поєднання диспергаторної фази та дисперсної фази в цих фізичних станах - дев'ять.

Кожен з них буде пояснений деякими відповідними прикладами.

Тверді розчини

Коли фаза диспергування є твердою, вона може поєднуватися з дисперсною фазою в твердому стані, утворюючи так звані тверді розчини.

Прикладами таких взаємодій є: багато сплавів сталі з іншими металами, деякі кольорові дорогоцінні камені, армована гума, фарфор та пігментовані пластмаси.

Тверді емульсії

Твердотільна диспергаторна фаза може поєднуватися з рідкою дисперсною фазою, утворюючи так звані тверді емульсії. Прикладами таких взаємодій є: сир, масло та желе.

Суцільні піни

Фаза диспергування як тверда речовина може поєднуватися з дисперсною фазою в газоподібному стані, що становить так звані тверді піни. Прикладами таких взаємодій є: губка, гума, пемза та поролон.

Сонце та гелі

Фаза диспергування в рідкому стані поєднується з дисперсною фазою в твердому стані, утворюючи золі та гелі. Прикладами таких взаємодій є: магнезієве молоко, фарби, грязь і пудинг.

Емульсії

Фаза диспергування в рідкому стані поєднується з дисперсною фазою також у рідкому стані, утворюючи так звані емульсії. Прикладами таких взаємодій є: молоко, крем для обличчя, салатні соуси та майонез.

Піни

Фаза диспергування в рідкому стані поєднується з дисперсною фазою в газоподібному стані, утворюючи піни. Прикладами таких взаємодій є: крем для гоління, збиті вершки та пивна піна.

Тверді аерозолі

Дисперсантна фаза в газоподібному стані поєднується з дисперсною фазою в твердому стані, створюючи так звані тверді аерозолі. Прикладами таких взаємодій є: дим, віруси, корпускулярні матеріали у повітрі, матеріали, що виділяються автомобільними вихлопними трубами.

Рідкі аерозолі

Фаза диспергування в газоподібному стані може поєднуватися з дисперсною фазою в рідкому стані, що становить так звані рідкі аерозолі. Прикладами таких взаємодій є: туман, туман та роса.

Справжні рішення

Дисперсантна фаза в газоподібному стані може поєднуватися з газоподібною фазою в газоподібному стані, утворюючи газоподібні суміші, які є справжніми розчинами, а не колоїдними системами. Прикладами таких взаємодій є: повітря та газ від освітлення.

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Топпр. (sf). Класифікація колоїдів. Відновлено з: toppr.com
3. Хіменес Варгас, Дж. І Макарулла. Дж. М. (1984). Фізіологічна фізикохімія, шосте видання. Редакція Interamericana.
4. Мерріам-Вебстер. (2018). Медичне визначення дисперсної фази. Відновлено: merriam-webster.com
5. Мадхуша. (15 листопада 2017 р.). Різниця між дисперсною фазою і дисперсійною середовищем. Відновлено з: pediaa.com