Dzielić:
Charakterystyka zawiesin chemicznych, skład, rodzaje, przykłady
The zawiesiny chemiczne są heterogeniczną mieszaniną utworzoną przez substancję rozpuszczoną, która nie rozpuszcza się w roztworze. Zawiesiny są roztworami niestabilnymi, ponieważ substancja rozpuszczona ma szczególny charakter sedymentacji w czasie.
Ale co dokładnie jest zawieszeniem? Jest to heterogeniczny układ dwufazowy, w którym substancja rozpuszczona tworzy fazę stałą rozproszoną w ośrodku ciekłym lub fazie dyspergowania. Ta faza dyspergująca może być nawet gazem lub mieszaniną gazów, w których cząstki stałe pozostają zawieszone.
Substancja rozpuszczona w zawiesinach zawiera cząstki stałe o większym rozmiarze niż cząstki obecne w prawdziwym roztworze i koloidach; dlatego jest na końcu większego rozmiaru cząstek dla tych substancji (prawdziwe rozwiązanie Przybliżony rozmiar rozproszonych cząstek zawiesin jest większy niż dziesięć tysięcy angstremów. Angstrem, Å, jest jednostką długości równą dziesięciu miliardom metra. Można również powiedzieć, że angstrem Å jest równoważny jednej dziesiątej tysięcznej mikrona (1Å = 0,0001 μm). Powstawanie zawiesiny zależy wówczas od wielkości cząstek substancji rozpuszczonej, właściwości jej rozpuszczalności i charakterystyki jej mieszalności. Substancja rozpuszczona w emulsjach nie ma mieszalności, co oznacza, że substancja rozpuszczona nie ma zdolności rozpuszczania się. Ale z dodatkiem środka emulgującego (lub emulgatora) emulsja jest stabilizowana; Jest to na przykład przypadek majonezu, w którym białko jaja działa jako emulgator. W przemyśle farmakologicznym istnieje wiele zawiesin, których stała i nierozpuszczalna substancja rozpuszczona jest substancją czynną leku. Cząstki te są rozproszone w ośrodku, za pomocą zaróbek substancja rozpuszczona może być zawieszona w mieszaninie. Przykłady prostszych zawiesin obejmują mieszaninę piasku i wody; pył zawieszony w powietrzu i grawitacyjnie osadzany na powierzchniach; między innymi filtry przeciwsłoneczne. Indeks Istnieje wiele cech, które pozwalają zdefiniować zawieszenie i wyraźnie odróżnić je od prawdziwych rozwiązań i koloidów: -Jest to system heterogeniczny, składający się z dwóch faz: stałej wewnętrznej i zewnętrznej utworzonej przez fazę płynną lub rozpraszającą. -Faza stała zawiera substancję rozpuszczoną, która nie rozpuszcza się w cieczy dyspergującej, a zatem pozostaje swobodnie pływająca lub zawieszona. Oznacza to, że substancja rozpuszczona jest utrzymywana, z fizycznego i chemicznego punktu widzenia, oddzielona od fazy ciekłej. -Cząstki tworzące substancję rozpuszczoną są na ogół stałe, duże i widoczne gołym okiem. -Wielkość cząstek substancji rozpuszczonej w zawiesinach jest bliska lub większa niż 1 mikron (1 μm). -Ze względu na rozmiar, wagę i z upływem czasu substancja rozpuszczona ma tendencję do osiadania. -Zawiesiny charakteryzują się łatwością ponownego zawieszania i szybko homogenizują po mechanicznym mieszaniu. -Aby zawiesiny były stabilne, przemysł farmaceutyczny zazwyczaj dodaje środki powierzchniowo czynne, stabilizatory lub zagęszczacze. -Zawiesiny mają mętny wygląd, nie są jasne ani przezroczyste; podobnie jak jednorodne rozwiązania. -Składniki heterogenicznych mieszanin, takich jak zawiesiny, można oddzielić metodami fizycznymi, takimi jak filtracja. Być może jednym z pierwszych pytań, które należy zadać, czy substancja jest zawiesiną lub koloidem, jest czas sedymentacji substancji rozpuszczonej. W prawdziwych roztworach substancja rozpuszczona nigdy nie utworzy się, tworząc osad (zakładając, że rozpuszczalnik nie wyparuje). Na przykład, jeśli cukier zostanie rozpuszczony w wodzie, a nienasycony roztwór zostanie przykryty, aby zapobiec wyciekowi rozpuszczalnika, na dnie pojemnika nie utworzą się kryształy cukru. To samo dotyczy kolorowych rozwiązań różnych wskaźników lub soli (takich jak CuSO4∙ 5H2O). Jednak w zawiesinach substancja rozpuszczona kończy się grupowaniem w określonym czasie, a w wyniku wzrostu jej interakcji osiada w tle. Dlatego istnieją bardzo krótko. Inny przykład można znaleźć w reakcjach redoks, w których uczestniczy KMnO4, głęboki fiolet. Poprzez redukcję lub pozyskiwanie elektronów, utleniających interesujące związki chemiczne, tworzy się brązowy osad MnO2 który pozostaje zawieszony w medium reakcyjnym; bardzo małe brązowe ziarna. Po pewnym czasie (minuty, godziny, dni) zawieszenie MnO2 w cieczy osiada w tle jak „brązowy dywan”. Stabilność zawiesin jest związana z odpornością na zmianę ich właściwości w czasie. Ta stabilność jest osiągana dzięki kontroli kilku czynników, które obejmują: -Zawiesiny muszą być łatwo zawieszane przez mechaniczne mieszanie. -Kontrola lepkości dyspersji, która zmniejsza sedymentację substancji rozpuszczonej; dlatego lepkość musi być wysoka. -Im mniejsza wielkość cząstek fazy stałej, tym większa stabilność zawiesin. -Użyteczne jest włączenie do zawiesin substancji, takich jak środki powierzchniowo czynne, emulgatory lub środki przeciw zamarzaniu. Odbywa się to w celu zmniejszenia agregacji lub flokulacji cząstek fazy wewnętrznej lub cząstek stałych. -Podczas przygotowywania, dystrybucji, przechowywania i używania zawiesin należy utrzymywać stałą kontrolę temperatury. Aby zapewnić ich stabilność, ważne jest, aby nie poddawać ich nagłym zmianom temperatury. Jako układ dwufazowy zawiesiny składają się z dwóch składników: fazy rozpuszczonej lub zdyspergowanej oraz fazy rozpraszania. Substancję rozpuszczoną lub fazę rozproszoną tworzą cząstki stałe w mieszaninie zawiesiny. Nie rozpuszcza się, ponieważ jest liofobiczny; to znaczy, rozpuszczalnik nie znosi różnic w polaryzacji. Im bardziej liofilizowana jest substancja rozpuszczona, tym krótszy jest jej czas sedymentacji i żywotność zawiesiny. Podobnie, gdy cząstki substancji rozpuszczonej zniechęcają rozpuszczalnik, tendencją będzie grupowanie się w celu utworzenia większych agregatów; wystarczy, aby ich rozmiary przestały być rzędu mikronów, jak wspomniano wcześniej. A potem grawitacja robi resztę: przyciąga je w dół. Tu właśnie leży stabilność zawieszenia. Jeśli agregaty znajdują się w lepkim ośrodku, wówczas pojawi się więcej trudności, aby mogły one oddziaływać ze sobą. Dyspergator zawiesin lub faza zewnętrzna jest na ogół ciekły, jednakże może być gazowy. Składniki zawiesin można rozdzielać za pomocą procesów fizycznych, takich jak filtracja, odparowanie, dekantacja lub wirowanie. Faza rozpraszania charakteryzuje się molekularnie mniejszym i bardziej dynamicznym; jednakże, zwiększając jego lepkość, zapobiega zawieszaniu się rozpuszczonej substancji w skupianiu się i sedymentacji. Zawiesiny mogą zawierać środki powierzchniowo czynne lub inne środki dyspergujące, aby zapobiec osiadaniu cząstek fazy stałej. Do zawiesiny można również dodawać substancje stabilizujące, które zwiększają rozpuszczalność i zapobiegają pogorszeniu się cząstek. Gdyby mógł hipotetycznie dodać określony gaz, który spełniał tę funkcję do sproszkowanego pomieszczenia, cały pył zostałby usunięty z obiektów po ponownym zawieszeniu; i wystarczyłoby wydmuchać świeże powietrze, aby usunąć cały pył. Ważne jest podkreślenie pewnych różnic między zawiesinami, koloidami i prawdziwymi rozwiązaniami, aby lepiej zrozumieć ich skład. -Koloidy i prawdziwe roztwory są jednorodnymi mieszaninami i dlatego mają jedną fazę (widoczną); podczas gdy zawiesiny są mieszaninami heterogenicznymi. -Inna różnica między nimi polega na wielkości cząstek. W prawdziwym roztworze wielkość cząstek wynosi od 1 do 10 Å i rozpuszczają się w rozpuszczalniku. -W prawdziwych rozwiązaniach substancja rozpuszczona nie pozostaje stała, rozpuszcza się tworząc jedną fazę. Koloidy są pośrednim rodzajem mieszanin między prawdziwymi roztworami i zawiesinami. -Koloid jest jednorodną mieszaniną utworzoną przez substancje rozpuszczone, których cząstki mają rozmiar w zakresie od 10 do 10 000 Å. Zarówno w koloidach, jak i w zawiesinach substancja rozpuszczona pozostaje stała i nie rozpuszcza się. -Substancja rozpuszczona koloidu pozostaje zawieszona w fazie rozpraszania, nie ma tendencji do osiadania i nie jest widoczna gołym okiem. Mleko jest jednym z wielu przykładów roztworu koloidalnego. W zawiesinie substancja rozpuszczona ma tendencję do osiadania i jest widoczna gołym okiem lub mikroskopem optycznym. Istnieją różne rodzaje zawiesin, które można sklasyfikować zgodnie z medium dyspersyjnym lub fazą, zdolnością do sedymentacji; iw materii farmakologicznej, w zależności od drogi podawania. Środki do dyspergowania zawiesin są na ogół ciekłe, ale są też media gazowe. Są to najczęściej występujące zawiesiny, utworzone przez fazy stałe-ciekłe, już opisane; jak piasek w pojemniku z wodą. Istnieją jednak zawiesiny, takie jak aerozole, które opisano poniżej. Jest to rodzaj zawiesiny utworzonej przez drobne cząstki stałe plus kropelki cieczy zawieszone w gazie. Przykład tej zawiesiny znajduje się w atmosferze i jej warstwach pyłu i lodu. Istnieją zawiesiny, które w zależności od zdolności sedymentacji można podzielić na zawiesiny deflokulowane i zawiesiny flokulowane. W tego typu zawiesinie siła odpychania między cząstkami jest ważna i są one oddzielone, bez flokulacji. W początkowej fazie tworzenia zawiesiny nie tworzą się agregaty. Szybkość sedymentacji substancji rozpuszczonej jest powolna i trudno jest ponownie zawiesić osad po jego utworzeniu. Innymi słowy, nawet jeśli są wzburzone, cząstki nie zostaną ponownie zawieszone; dzieje się tak zwłaszcza w przypadku galaretowatych ciał stałych, takich jak Fe (OH)3. Są to zawiesiny, w których występuje niewielkie odpychanie między cząstkami substancji rozpuszczonej i mają one tendencję do tworzenia kłaczków. Szybkość sedymentacji fazy stałej jest szybka, a utworzony osad jest łatwo redyspergowalny. Istnieją zawiesiny doustne, które są łatwe do podawania i ogólnie wyglądają mlecznie. Istnieją również zawiesiny do stosowania miejscowego, przedstawiane jako kremy, maści, środki zmiękczające skórę, ochronne, które są stosowane na skórę lub błony śluzowe. Istnieją zawiesiny, które można nakładać przez iniekcje i aerozole, takie jak salbutamol, który jest lekiem rozszerzającym oskrzela. Istnieje wiele przykładów zawiesin w przyrodzie, w produktach i żywności oraz w przemyśle farmaceutycznym. Atmosfera jest przykładem zawiesiny typu aerozolu, ponieważ zawiera wiele zawieszonych cząstek stałych. Atmosfera zawiera sadzę, drobne cząstki pyłu, siarczanów, azotanów, wśród innych związków przeplatanych kroplami wody w chmurach. Innym przykładem zawieszenia w przyrodzie jest błoto lub błoto, które jest mieszaniną wody i piasku. Błotniste rzeki, gdy woda ciągnie ilość osadów, tworzą zawiesinę. Mieszaniny wytwarzane w kuchni podczas łączenia mąki z wodą tworzą emulsję: wraz z resztą mąka ma tendencję do sedymentacji. Jogurty z owocami są przykładami żywności, które są zawiesinami. Soki owocowe, które nie przeszły przez durszlak, są przykładami zawiesin. Podobnie iskry czekoladowe w szklance chichy stanowią bardzo niejednorodne i niestabilne zawieszenie. Pozostawiając chichę w spoczynku, prędzej czy później na dnie szklanki utworzy się warstwa czekolady. Znane są zawiesiny stosowane do zwalczania infekcji pasożytniczych, takich jak mebendazol. Istnieją również astringenty jelitowe zawierające sole magnezu i glinu, zmieszane z pektyną i kaolinem. Te zawiesiny farmakologiczne mogą mieć różne drogi podawania: miejscowe, doustne lub do wstrzykiwania. Będą miały różne zastosowanie, to znaczy będą służyć do leczenia wielu chorób. Istnieją między innymi zawiesiny oftalmiczne, uszne. Zaleca się ponowne zawieszenie zawiesiny lub przed spożyciem, aby zagwarantować dawkę przepisaną przez lekarza. Niektóre poetyckie zwroty mówią: białe gwiazdy zawieszone na niebie. Podczas gdy porównanie szklanki wody z zawieszonym piaskiem i „kosmicznej szklanki” gwiazd jest całkowicie nieproporcjonalne (i dziwaczne), interesujące jest rozważenie przez chwilę wszechświata jako ogromnego zawieszenia gwiazd (i wielu innych ciał) niebiański). Jeśli tak, nie odsuwają się od siebie; ale przeciwnie, skończyliby razem, tworząc warstwę gwiazd na dnie wspomnianego statku kosmicznego.Charakterystyka zawiesin
Fizyczne
Czas sedymentacji
Stabilność
Skład
Faza rozproszona
Faza rozpraszania
Środki powierzchniowo czynne
Różnice między zawiesiną, koloidami i prawdziwymi roztworami.
Typy
-Zgodnie ze środkami dyspersji
Zawieszenia mechaniczne
Aerozole
-W zależności od zdolności sedymentacyjnej
Deflocculated
Flokulowany
-W zależności od drogi podania zawiesiny
Przykłady
W naturze
W kuchni
W przemyśle farmaceutycznym
Szkło piasku vs szkło gwiazd
Referencje
quimicas.net