מערכה התפזרה היא תערובת בין שניים או יותר חומרים, או פשוט או מורכב, שבו ישן שלב רציף. מדובר במערכות בהן חומר מפוזר בתוך חומר אחר. הפיזור יכול להיות הומוגני או הטרוגני; השלב המפוזר, בדרך כלל חלקיק כלשהו, עשוי להבדיל או לא להבדיל מהמדיום בו הוא מפוזר.
ניתן למצוא פיזור בחומרים רבים בתרופות. החל מתמיסות של מולקולות גדולות למדי, כמו אלבומין ופוליסכרידים, ועד מתלי ננו ומיקרו נוזלים, ותחליבים גסים ומתלים.
קיום שלבים ייחודיים פיזית מאפשר לפיזורים תכונות שונות מאשר פתרונות אמיתיים, כמו צבירת חלקיקים והתאמה.
בכל מערכת מפוזרת ישנם שני ביטויים שונים: המפוזר והמפזר. השלב המפוזר מתייחס לזה שמופץ בשלב השני, המכונה פיזור.
ניתן לסווג מערכות מפוזרות במספר דרכים שונות, כולל כמה גדול החלקיקים ביחס לחלקיקי השלב הרציף, ללא קשר לשקע אם משקעים מתרחשים.
סוגים עיקריים של מערכות מפוזרות
השעיות
המתלה הוא תערובת הטרוגנית המכילה חלקיקים מוצקים גדולים מספיק בכדי להתיישב.
בהשעיות, התערובת ההטרוגנית מציגה את חלקיקי המומסים המתלים במדיום ולא מומסים לחלוטין. הם יכולים להיות פיזור גס או גס, או פיזור עדין.
החלקיקים במתלה גלויים לעין האנושית העירומה. במתלים החלקיקים צפים בחופשיות בממס.
השלב הפנימי (המוצק) מפוזר דרך השלב החיצוני (נוזל) באמצעות תסיסה מכנית, תוך שימוש במכשירים או חומרים מתלים מסוימים.
דוגמה ברורה לתליה היא חול או אדמה במים. חלקיקי אדמה תלויים יהיו גלויים תחת מיקרוסקופ ובסופו של דבר ישקעו עם הזמן אם הם לא יפריעו.
מאפיין זה מבדיל בין קולואידים לבין מתלים, שכן בקולואידים החלקיקים קטנים יותר ואינם מתיישבים.
בתורו, הקולואידים והמתלים שונים מפתרונות שכן החומר המומס אינו קיים כמוצק, והממס והמומס מעורבבים בצורה הומוגנית.
מתלה של טיפות נוזליות או חלקיקים מוצקים עדינים בגז נקרא תרסיס. לדוגמה, באטמוספירה הם יכולים להימצא בצורה של חלקיקי אדמה, מלח ים, חנקות, וטיפות ענן.
ההשעיות מסווגות על בסיס השלב המפוזר שלהן ואמצעי הפיזור. מדיום הפיזור הוא בעצם מוצק ואילו השלב המפוזר יכול להיות נוזל, גז או מוצק.
מנקודת מבט תרמודינמית, המתלים אינם יציבים. עם זאת, הוא יכול להתייצב לאורך פרק זמן, שקובע את אורך החיים השימושיים שלו. זה שימושי בתעשיות בהקמת מוצר איכותי לצרכנים.
קולואידים או מערכות קולואידליות
קולואיד הוא תערובת שבה חומר אחד של חלקיקים בלתי מסיסים המפוזרים במיקרוסקופ מושעה דרך חומר אחר.
לעיתים יש לקולואידים מראה של פיתרון, ולכן הם מזוהים ומתאפיינים בתכונות הפיזיקליות-כימיות והתחבורתיות שלהם.
שלא כמו תמיסה, שבה הממס והמומס מהווים רק שלב אחד, לקולואיד יש שלב מפוזר (החלקיקים התלוייים) ושלב רציף (מדיום ההשעיה).
כדי להיחשב כקולואיד אסור לתערובת להתיישב או שעבר זמן רב להתיישב באופן ניכר.
חלקיקי השלב המפוזרים בקוטר של כ -1 ו -1000 ננומטר. חלקיקים אלה נראים בדרך כלל תחת מיקרוסקופ.
תערובות הומוגניות עם שלב מפוזר בגודל זה, יכולות להיקרא תרסיסי קולואיד, תחליבי קולואיד, קצף קולואיד, פיזור קולואיד או הידרוסולים.
חלקיקי השלב המפוזרים מושפעים קשות מהמשטח הכימי שנמצא בקולואיד.
חלק מהקולואידים שקופים על ידי אפקט Tyndall שהוא פיזור חלקיקי האור בקולואיד. קולואידים אחרים עשויים להיות אטומים או שיש להם צבע קל. במקרים מסוימים, קולואידים יכולים להיחשב כתערובות הומוגניות.
ניתן לסווג קולואידים ל:
- קולואידים הידרופיליים: חלקיקי קולואיד נמשכים ישירות למים. הם נקראים גם סוליות הפיכות.
- קולואידים הידרופוביים: הם ההפך מכל האמור לעיל; קולואידים הידרופוביים מודחים על ידי מים. הם נקראים גם סוליות בלתי הפיכות.
פתרונות אמיתיים
פיתרון הוא תערובת הומוגנית המורכבת משני חומרים או יותר. בתערובות כאלה המומס הוא החומר שמתמוסס בחומר אחר - המכונה ממס.
תהליך שילוב התמיסה מתרחש בסדר גודל בו מעורבים השפעות הקוטביות הכימית, וכתוצאה מכך יש אינטראקציות ספציפיות לפיתרון.
בדרך כלל, הפתרון מניח את שלב הממס כאשר הממס הוא החלק הגדול ביותר של התערובת. ריכוז המומס בתמיסה הוא מסת המומס שבאה לידי ביטוי כאחוז מהמסה שבתמיסה המלאה.
אי אפשר לראות את חלקיקי המומסים בתמיסה בעין בלתי מזוינת; פיתרון אינו מאפשר לקרני אור להתפזר. הפתרונות יציבים, הם מורכבים משלב יחיד ולא ניתן להפריד את המומס שלהם בעת סינון.
הפתרונות יכולים להיות הומוגניים, בהם מרכיבי התערובת יוצרים שלב אחד, או הטרוגני, שבו מרכיבי התערובת הם שלבים שונים.
ניתן לחלק את תכונות התערובת, כגון ריכוז, טמפרטורה וצפיפות, באופן אחיד לאורך הנפח, אך רק בהיעדר תופעות דיפוזיה או לאחר השלמתה.
ישנם מספר סוגים של פתרונות, כולל:
- תמיסות גזים כגון אוויר (חמצן וגזים אחרים המומסים בחנקן)
- תמיסות נוזליות, כגון גז בנוזל (פחמן דו חמצני במים), נוזל בנוזל (אתנול במים), ומוצק בנוזל (סוכר במים)
- תמיסות מוצקות, כמו גז במוצקים (מימן במתכות), נוזלים במוצקים (הקסאן בפרפין) ומוצקים במוצקים (סגסוגות ופולימרים)
הפניות
- התאושש מ- wikipedia.org.
- מערכות מפוזרות (2011). התאושש מ- wwwquimica303.blogspot.com.
- פיזור (כימיה). התאושש מ- wikipedia.org.
- התאושש מ- wikipedia.org.
- מערכות מפוזרות. התאושש מ- accesspharmacy.mhmedical.com.
- פיזור גס (השעיה). התאושש מ- wikipedia.org.
- מערכות מפוזרות. התאושש מ- ecured.cu.