ХІМІЧНІ СУСПЕНЗІЇ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СКЛАД, ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

В хімічні суспензії являють собою гетерогенну суміш розчиненої речовини , що це не розчиняється у розчині. Суспензії - це нестійкі розчини, оскільки розчинний розчин має особливість осадження з часом.

Але саме що таке підвіска? Це гетерогенна двофазна система, де розчинний розчин складається з твердої фази, диспергованої в рідкому середовищі або диспергаторній фазі. Ця фаза диспергування може бути навіть газом або сумішшю газів, в яких тверді частинки залишаються суспендованими.

Джерело: Пікселі

Розчин у суспензіях містить тверді частинки, більші, ніж ті, що містяться в справжньому розчині та колоїди; тому він знаходиться на крайньому кінці найбільшого розміру частинок для цих речовин (справжній розчин

Приблизний розмір дисперсних частинок у суспензіях перевищує десять тисяч ангстрем. Ангстрем Å - це одиниця довжини, яка дорівнює одній десяти мільярді метра. Можна також сказати, що ангстрем Å дорівнює одній десятитисячній мікроні (1Å = 0,0001 мкм).

Тоді утворення суспензії залежить від розміру частинок розчиненої речовини, властивостей її розчинності та особливостей її змішуваності.

Розчин в емульсіях має нульову змішуваність, тобто розчинник не має здатності до розчинення. Але з додаванням емульгатора (або емульгатора) можна стабілізувати емульсію; Це, наприклад, випадок майонезу, де яєчний білок діє як емульгатор.

У фармакологічній галузі існує безліч суспензій, твердий і нерозчинний розчинний агент є діючим принципом дії лікарського засобу. Ці частинки диспергуються в середовищі, за допомогою допоміжних речовин розчинник може зберігатися суспендованим у суміші.

Приклади найпростіших суспензій включають ту, утворену сумішшю піску з водою; пил, який завішений у повітрі і який самопливом осідає на поверхнях; сонцезахисний крем, серед багатьох інших.

Характеристики підвіски

Існує багато характеристик, які дозволяють визначити суспензію та чітко диференціюватися від справжніх розчинів та колоїдів:

Фізичні

-Це гетерогенна система, утворена двома фазами: твердою внутрішньою та зовнішньою, що утворюється фазою рідини або диспергування.

-Тверда фаза містить розчинник, який не розчиняється в рідині, що диспергується, і тому залишається вільно плаваючим або суспендованим. Це означає, що розчин з фізичної та хімічної точки зору тримається окремо від рідкої фази.

-Частинки, що входять до складу розчинної речовини, як правило, тверді, великі за розміром і видимі неозброєним оком.

-Размір розчинених частинок у суспензіях близький або більший за 1 мкм (1 мкм).

-Зважаючи на свій розмір, вагу і з часом, розчинний розчин має схильність до осаду.

-Суспензії характеризуються тим, що вони легко ресуспендуються та швидко гомогенізуються після механічного перемішування.

- Щоб зберегти суспензії стабільними, фармацевтична промисловість зазвичай додає поверхнево-активні речовини, стабілізатори або загусники.

-Суспензії мають мутний вигляд, не прозорі або прозорі; як однорідні розчини.

-Компоненти різнорідних сумішей, таких як суспензії, можна розділити, застосовуючи фізичні методи, такі як фільтрація.

Час осадження

Можливо, одне з перших питань, щоб задати собі питання про те, чи є речовина суспензією або колоїдом, - це час осадження розчиненого речовини. У справжніх розчинах розчинний розчин ніколи не злипається, утворюючи осад (за умови, що розчинник не випаровується).

Наприклад, якщо цукор розчиняється у воді, а ненасичений розчин зберігається вкритому для запобігання витоку розчинника, на дні контейнера не утворюються кристали цукру. Те саме стосується кольорових розчинів різних індикаторів або солей (таких як CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O).

Однак у суспензіях розчинний розчин закінчується скупченням у певний час, і внаслідок збільшення їх взаємодій вони осідають на дно. Тому вони існують дуже короткий проміжок часу.

Інший приклад знайдений в окислювально-відновних реакціях, в яких бере участь KMnO ₄ з інтенсивним фіолетовим кольором. Шляхом відновлення або набору електронів, окислення хімічних видів, що цікавлять, утворюється коричневий осад MnO ₂ , який залишається суспендованим у реакційному середовищі; дуже дрібні коричневі зерна.

Через певний час (хвилини, години, дні) суспензія MnO ₂ у рідині закінчується осіданням на дно, як «коричневий килим».

Стабільність

Стабільність суспензій пов'язана з стійкістю до зміни їх властивостей у часі. Ця стабільність досягається контролем кількох факторів, включаючи наступне:

- Суспензії повинні бути легко ресуспендовані механічним перемішуванням.

-Контроль в'язкості дисперсії, що знижує осідання розчиненого речовини; тому в'язкість повинна бути високою.

-Чим менший розмір частинок твердої фази, тим більша стійкість суспензій.

- Корисно включати в суспензії такі речовини, як ПАР, емульгатори або антифризи. Це робиться для того, щоб зменшити агрегацію або флокуляцію частинок внутрішньої фази або твердих частинок.

-Під час підготовки, розподілу, зберігання та використання суспензій необхідно підтримувати постійний контроль температури. Для забезпечення їх стійкості важливо не піддавати їх різким перепадам температури.

Склад

Як двофазна система, суспензії складаються з двох компонентів: розчинної або дисперсної фази та дисперсійної фази.

Розсіяна фаза

Розчинена або дисперсна фаза складається з твердих частинок у суспензійній суміші. Він не розчиняється, бо є ліофобним; тобто вона не дає розчинника за свої відмінності в полярності. Чим більше ліофобний розчинний розчин, тим коротший його час осідання і термін служби суспензії.

Крім того, коли частинки розчиненої речовини ненавиджують розчинник, тим більша їх схильність до злиття, утворюючи більші агрегати; достатньо, щоб їх розміри вже не були в порядку мікронів, як було сказано вище. І тоді гравітація робить все інше: тягне їх до дна.

Тут лежить стабільність суспензій. Якщо агрегати знаходяться у в'язкому середовищі, то буде виявлено більше труднощів для взаємодії між собою.

Фаза диспергування

Диспергатори суспензій або зовнішньої фази, як правило, мають рідкий характер, однак можуть бути газоподібними. Компоненти суспензій можуть бути розділені фізичними процесами, такими як фільтрація, випаровування, декантація або центрифугування.

Дисперсантна фаза характеризується тим, що молекулярно менша і динамічна; однак, збільшуючи його в'язкість, він запобігає тяжіння суспендованого речовини до агрегації та осідання.

Поверхнево-активні агенти

Суспензії можуть містити поверхнево-активні речовини та інші диспергатори, щоб запобігти осіданню твердих фаз. Так само до суспензії можуть додаватися стабілізуючі речовини, які підвищують розчинність і запобігають зносу частинок.

Якщо певний газ, який би виконував цю функцію, міг бути гіпотетично доданий у запилене приміщення, весь пил буде видалений з предметів при повторному суспендировании; і, таким чином, досить було б продути свіже повітря, щоб видалити весь пил.

Відмінності суспензії, колоїдів та справжніх розчинів

Важливо виділити деякі відмінності між суспензіями, колоїдами та справжніми розчинами, щоб краще зрозуміти їх склад.

-Колоїди та справжні розчини є однорідними сумішами, а отже, мають одну фазу (видно); при цьому суспензії є неоднорідними сумішами.

-Інша різниця між ними полягає у розмірі частинок. У справжньому розчині розмір частинок становить від 1 до 10 Å, і вони розчиняються у розчиннику.

-У справжніх розчинах розчинний розчин не залишається твердим, він розчиняється, утворюючи єдину фазу. Колоїди - це проміжний тип суміші між справжніми розчинами та суспензіями.

-Колоїд - це однорідна суміш, утворена розчинниками, частинки яких мають розмір від 10 до 10000 Å. Як колоїди, так і суспензії, розчинний розчин залишається твердим і не розчиняється.

-Ролюті колоїду залишаються суспендованими у фазі диспергування, не схильні до осадження і не видно неозброєним оком. Молоко - один із багатьох прикладів колоїдного розчину. У суспензії розчинник має тенденцію до осідання і видно неозброєним оком або світловим мікроскопом.

Типи

Існують різні типи суспензій, які можна класифікувати за дисперсійним середовищем або фазою, здатністю осадження; та у фармакологічних питаннях, залежно від способу введення.

-Записом до дисперсійного середовища

Дисперсійні середовища суспензій, як правило, рідкі, однак є і газоподібні середовища.

Механічні підвіски

Вони є найпоширенішими суспензіями, утвореними вже описаними твердими-рідкими фазами; як пісок у мисці з водою. Однак є суспензії, такі як аерозолі, описані нижче.

Аерозольні розпилювачі

Це тип суспензії, що складається з дрібних твердих частинок плюс крапель рідини, суспендованих у газі. Приклад цієї суспензії знаходиться в атмосфері та її шарах пилу та льоду.

-Залежно від ємності осадження

Існують суспензії, які за їх седиментаційною здатністю можуть бути класифіковані на суспензії дефлокуляції та флокульовані суспензії.

Дефлокульований

У цьому типі суспензії важлива відштовхувальна сила між частинками, і вони тримаються окремо, без флокуляції. У початковій фазі утворення суспензії не утворюються агрегати.

Швидкість осадження розчиненого речовини є повільною і важко ресуспендувати осад після його утворення. Іншими словами, навіть якщо вони були збуджені, частинки не будуть ресуспендувати; Особливо це стосується желеподібних твердих речовин, таких як Fe (OH) ₃ .

Флокульований

Вони являють собою суспензії, в яких між розчиненими частинками мало відштовхування і мають схильність до утворення флокулей. Швидкість осадження твердої фази швидка, і осад, що утворюється, легко повторюється.

-Залежно від способу введення суспензії

Існують пероральні суспензії, які легко вводити і, як правило, мають молочний вигляд. Існують також суспензії для місцевого застосування, представлені у вигляді кремів, мазей, змішувачів, протектантів, які наносяться на шкіру або слизові оболонки.

Існують суспензії, які можна застосовувати за допомогою ін’єкцій, і в аерозолі, наприклад, сальбутамол, який є бронхолітиком.

Приклади

Джерело: Pixabay

Існують численні приклади суспензій у природі, продуктах і продуктах харчування, фармацевтичній промисловості.

В природі

Атмосфера - приклад суспензії аерозольного типу, оскільки вона містить багато зважених твердих частинок. В атмосфері містяться сажа, дрібні пилові частинки, сульфати, нітрати, серед інших сполук, перемежованих крапельками води з хмар.

Інший приклад суспензії, знайденої в природі, - це грязь чи грязь, що представляє собою суміш води та піску. Мутні річки, коли вода переносить кількість осаду, утворюють суспензію.

На кухні

Суміші, приготовані на кухні при з’єднанні борошна з водою, являють собою емульсію: з залишком борошно має властивість осідати. Фруктові йогурти - приклади продуктів, які є суспензіями. Фруктові соки, які не проціджували, є прикладами суспензій.

Крім того, шоколадна стружка в склянці чичі являє собою досить неоднорідну і нестійку суспензію. Залишаючи чичу в спокої, рано чи пізно на дні склянки утвориться шар шоколаду.

У фармацевтичній промисловості

Суспензії, що застосовуються для боротьби з паразитарними інфекціями, такі як мебендазол, відомі. Є також кишкові в’яжучі речовини, які містять солі магнію та алюмінію, змішані з пектином та каоліном.

Ці фармакологічні суспензії можуть мати різні способи введення: місцеве, пероральне або ін'єкційне. Вони матимуть різні види застосування, тобто служать для лікування різних захворювань.

Серед інших є офтальмологічні та отичні суспензії. Рекомендується суспензувати суспензію задовго до вживання, щоб гарантувати дозу, призначену лікарем.

Скло піску проти скла зірок

Деякі поетичні фрази кажуть: білі зірки звисають на небі.

Хоча порівняння між склянкою води із зваженим піском та «космічним склом» зірок є абсолютно непропорційним (і надуманим), цікаво на мить розглядати Всесвіт як величезну суспензію зірок (і незліченну кількість інших тіл). небесний).

Якщо так, вони не віддаляться одне від одного; скоріше, навпаки, вони в кінцевому підсумку згрупуються, щоб утворити шар зірок на дні зазначеного космічного судна.

Список літератури

1. Султ А. (04 жовтня 2017 р.). Колоїди і суспензії. Хімія LibreTexts. . Відновлено з: chem.libretexts.org
2. Конрой Д. (19 липня 2017 р.). 30 прикладів хімічних суспензій. Довічна людина. Відновлено: lifepersona.com
3. Рейд Д. (4 лютого 2018 р.). Що таке суспензія в науці? - Визначення, типи та приклади. Вивчення. Відновлено з: study.com
4. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (03 грудня 2018 р.). 4 Приклади суспензій. Відновлено з: thinkco.com
5. Вікіпедія. (2018). Суспензія (хімія). Відновлено з: en.wikipedia.org
6. TutorVista. (2018). Приклади суспензій. Відновлено з: chemistry.tutorvista.com
7. Quimicas.net (2018). Приклади суспензій. Відновлено з:
   quimicas.net