שלב מפוזר: מאפיינים ודוגמאות - כִּימִיָה - 2025

השלב התפזר הוא כי שיעור נמוך יותר, רציף, וכי מורכב אגרגטים של חלקיקים קטנים מאוד בתוך פיזור. בינתיים, השלב השופע והרציף ביותר בו שוכרים החלקיקים הקולואידיים נקרא שלב הפיזור.

הפיזוריות מסווגות לפי גודל החלקיקים היוצרים את השלב המפוזר, וניתן להבחין בין שלושה סוגים של פיזור: פיזור גס, פתרונות קולואידיים, ופתרונות אמיתיים.

מקור: גבריאל בוליבר

בתמונה למעלה תוכלו לראות שלב מפוזר היפותטי של חלקיקים סגולים במים. כתוצאה מכך, כוס מלאה בפיזור זה לא תציג שקיפות לאור הנראה; כלומר, זה ייראה כמו יוגורט נוזלי סגול. סוג הפיזור משתנה בהתאם לגודל החלקיקים הללו.

כאשר הם "גדולים" ( ^10-7 מ ') הם מדברים על פיזור גס, והם יכולים להתיישב בגלל כוח הכבידה; פתרונות קולואידיים, אם גודלם נע בין ^10-9 מ 'ל ^-10-6 מ', מה שהופך אותם לגלויים רק באמצעות מיקרוסקופ אולטרה-מקרוסקופ או אלקטרונים; ופתרונות אמיתיים, אם גודלם פחות מ ^-10-9 מ ', כשהם מסוגלים לחצות קרומים.

הפתרונות האמיתיים הם, אם כן, כל אלה המוכרים באופן פופולרי, כמו חומץ או מי סוכר.

מאפייני השלב המפוזר

הפתרונות מהווים מקרה מסוים של הפיזור, היות ואלה בעלי עניין רב לידע הפיזיוכימיה של היצורים החיים. מרבית החומרים הביולוגיים, התוך-תאיים וגם החוץ-תאים, הם בצורה של מה שמכונה פיזור.

תנועה בראונית ואפקט הטייל

לחלקיקי השלב המפוזר של תמיסות קולואידיות יש גודל קטן שמקשה על המשקע שלהם בתיווך הכובד. יתר על כן, החלקיקים נעים ללא הרף בתנועה אקראית, מתנגשים זה בזה מה שמקשה עליהם גם להתיישב. סוג זה של תנועה ידוע בשם בראוניאני.

בשל גודלם הגדול יחסית של חלקיקי הפיזור המפוזרים, לפתרונות הקולואידיים יש מראה מעונן או אפילו אטום. הסיבה לכך היא שהאור מפוזר כאשר הוא עובר דרך הקולואיד, תופעה המכונה אפקט הטייל.

ההטרוגניות

מערכות קולואידליות הן מערכות לא הומוגניות, מכיוון שהשלב המפוזר מורכב מחלקיקים בקוטר בין ^10-9 מ 'ל ^-10-6 מ'. בינתיים, חלקיקי התמיסות הם בגודל קטן יותר, בדרך כלל פחות מ ^-10-9 מיקרומטר.

חלקיקים מהשלב המפוזר של פתרונות קולואידיים יכולים לעבור דרך נייר פילטר ומסנן חימר. אך הם אינם יכולים לעבור בממברנות דיאליזה כמו צלופן, אנדותל נימי וקולודיון.

בחלק מהמקרים החלקיקים המרכיבים את השלב המפוזרים הם חלבונים. כאשר הם נמצאים בשלב המימי, החלבונים מתקפלים, ומשאירים את החלק ההידרופילי כלפי חוץ לאינטראקציה גדולה יותר עם מים, דרך כוחות יון-דיפולו או עם היווצרות קשרי מימן.

חלבונים יוצרים מערכת רשתית בתוך תאים, ויכולים לבצע רצף של חלק מהפיזור. בנוסף, משטח החלבונים משמש לקישור מולקולות קטנות המעניקות לו מטען חשמלי שטחי, המגביל את האינטראקציה בין מולקולות החלבון, ומונע מהם ליצור קרישים הגורמים לשקע שלהם.

יַצִיבוּת

הקולואידים מסווגים לפי המשיכה בין השלב המפוזר לשלב המפזר. אם שלב הפיזור הוא נוזלי, מערכות קולואידיות מסווגות כסוליים. אלה מחולקים לליאופיליים וליאופוביים.

קולואידים ליאופיליים יכולים ליצור פתרונות אמיתיים והם יציבים תרמודינמית. לעומת זאת, קולואידים lyophobic יכולים ליצור שני שלבים, שכן הם אינם יציבים; אך יציב מבחינה קינטית. זה מאפשר להם להישאר במצב מפוזר במשך זמן רב.

דוגמאות

גם שלב הפיזור וגם השלב המפוזר יכולים להתרחש בשלושת המצבים הפיזיים של החומר, כלומר: מוצק, נוזל או גז.

בדרך כלל השלב הרצוף או הפיזור נמצא במצב הנוזל, אך ניתן למצוא קולואידים אשר מרכיביהם נמצאים במצבים אחרים של צבירת חומר.

האפשרויות לשילוב שלב הפיזור והשלב המפוזר במצבים פיזיים אלה הן תשע.

כל אחת מהן תוסבר עם כמה דוגמאות בהתאמה.

פתרונות מוצקים

כאשר שלב הפיזור הוא מוצק הוא יכול להשתלב עם שלב מפוזר במצב מוצק, ויוצר מה שמכונה פתרונות מוצקים.

דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: סגסוגות רבות של פלדה עם מתכות אחרות, חלקן אבני חן צבעוניות, גומי מזוין, חרסינה ופלסטיקה פיגמנטית.

תחליבים מוצקים

שלב פיזור המצב המוצק יכול להשתלב עם שלב מפוזר נוזלי, ויוצר מה שמכונה תחליבים מוצקים. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: גבינה, חמאה וג'לי.

קצף מוצק

ניתן לשלב את שלב הפיזור כמוצק עם שלב מפוזר במצב הגזי המהווה את מה שמכונה קצף מוצק. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: ספוג, גומי, אבן ספוג וגומי קצף.

שמשות וג'לים

שלב הפיזור במצב נוזלי משתלב עם השלב המפוזר במצב מוצק ויוצר את הסוליות והג'לים. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: חלב מגנזיה, צבעים, בוץ ופודינג.

תחליבים

שלב הפיזור במצב נוזלי משתלב עם השלב המפוזר גם במצב נוזלי, מייצר מה שמכונה תחליבים. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: חלב, קרם פנים, רוטבי סלט ומיונז.

קצף

שלב הפיזור במצב הנוזלי משתלב עם השלב המפוזר במצב הגזי ויוצר את הקצף. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: קרם גילוח, קצפת וקצף בירה.

אירוסולים מוצקים

השלב המפזר במצב הגזי משתלב עם השלב המפוזר במצב המוצק, ומוליד את מה שנקרא אירוסולים מוצקים. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: עשן, וירוסים, חומרים גופניים באוויר, חומרים הנפלטים מצינורות פליטה של ​​מכוניות.

תרסיסים נוזליים

ניתן לשלב את שלב הפיזור במצב הגזי עם השלב המפוזר במצב הנוזלי, המהווה את מה שמכונה אירוסולים נוזליים. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: ערפל, ערפל וטל.

פתרונות אמיתיים

ניתן לשלב את השלב המפזר במצב הגזי עם השלב הגזי במצב הגזי, ויוצר את התערובות הגזים שהם פתרונות אמיתיים ולא מערכות קולואידליות. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: אוויר וגז מהתאורה.

הפניות

1. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. כִּימִיָה. (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
2. Toppr. (sf). סיווג קולואידים. התאושש מ: toppr.com
3. ג'ימייז ורגאס, ג'יי ומקרוללה. JM (1984). פיזיולוגיה כימית, מהדורה שישית. Interamericana עריכה.
4. מרים-וובסטר. (2018). הגדרה רפואית לשלב המפוזר. התאושש מ: merriam-webster.com
5. מדושה. (15 בנובמבר 2017). ההבדל בין שלב מפוזר למדיום פיזור. התאושש מ: pediaa.com