المعلقات الكيميائية: الخصائص ، التركيب ، الأنواع ، الأمثلة
معلقات كيميائية هي خليط غير متجانس يتكون من ذوبان لا يذوب في المحلول. المعلقات هي حلول غير مستقرة ، لأن المذاب لديه خصوصية الترسبات على مدار الوقت.
لكن بالضبط ، ما هو التعليق؟ إنه نظام ثنائي الطور غير متجانس ، حيث يتكون المذاب من الطور الصلب المشتت في وسط سائل أو مرحلة تشتت. يمكن أن تكون مرحلة التشتت غازًا أو خليطًا من الغازات التي يتم فيها تعليق الجزيئات الصلبة.
تحتوي المادة المذابة في المعلقات على جزيئات صلبة ذات حجم أكبر من تلك الموجودة في محلول حقيقي والغرويات ؛ لذلك ، فإنه في نهاية حجم الجسيمات الأكبر لهذه المواد (الحل الحقيقي الحجم التقريبي للجزيئات المشتتة من المعلقات أكبر من عشرة آلاف أنغستروم. أنجستروم ، Å ، هي وحدة طول تساوي عشرة مليارات من المتر. يمكن أن يقال أيضًا أن الأنجستروم equivalent يعادل عشرة آلاف من ميكرون (1Å = 0.0001μm). ثم يعتمد تكوين التعليق على حجم جزيئات المذاب ، وخصائص قابلية ذوبانه ، وخصائص قابليته للاختلاط. ذوبان المستحلبات لا يوجد لديه اختلال ، وهذا يعني أن المذاب ليس لديه القدرة على الذوبان. ولكن مع إضافة عامل الاستحلاب (أو المستحلب) ، استقر المستحلب ؛ هذا هو ، على سبيل المثال ، حالة المايونيز ، حيث يعمل بياض البيض كمستحلب. في الصناعة الدوائية ، هناك مجموعة متنوعة من حالات التعليق التي يكون فيها الذوبان الصلب وغير القابل للذوبان هو المبدأ النشط للدواء. يتم تشتيت هذه الجزيئات في الوسط ، وبمساعدة السواغات ، يمكن تعليق المادة المذابة في الخليط. تتضمن أمثلة الإيقاف الأبسط خليط الرمل والماء ؛ الغبار المعلقة في الهواء والتي يتم تثبيتها بواسطة الجاذبية على الأسطح ؛ واقيات الشمس ، من بين أشياء أخرى كثيرة. هناك العديد من الخصائص التي تسمح بتعريف التعليق وتمييزه بوضوح عن الحلول والغرويات الحقيقية: - إنه نظام غير متجانس ، يتكون من مرحلتين: داخلية صلبة ، وشكل خارجي من طور السائل أو التشتت. - تحتوي المرحلة الصلبة على مذيب لا يذوب في السائل المشتت ، وبالتالي يبقى عائمًا بحرية أو معلق. هذا يعني أنه يتم الحفاظ على المذاب ، من وجهة النظر الفيزيائية والكيميائية ، مفصولة عن المرحلة السائلة. -الجسيمات التي تشكل المذاب بشكل عام صلبة ، كبيرة الحجم ، ومرئية للعين المجردة. - حجم الجزيئات المذابة في المعلقات قريب من أو يزيد عن 1 ميكرون (1 ميكرون). - بسبب حجمها ووزنها ومع مرور الوقت ، يميل المذاب إلى الرواسب. - تتميز عمليات التعليق بتعليقها بسهولة ، وتجانسها بسرعة بعد التحريك الميكانيكي. - للحفاظ على استقرار نظام التعليق ، تضيف صناعة الأدوية عمومًا عوامل سطحية أو مثبتات أو مثخنات. - تعليق لها مظهر غائم ، فهي ليست واضحة أو شفافة. وكذلك الحلول المتجانسة. - يمكن فصل مكونات المخاليط غير المتجانسة ، مثل المعلقات ، عن طريق تطبيق الأساليب الفيزيائية مثل الترشيح. ربما كان أحد الأسئلة الأولى التي يجب طرحها حول ما إذا كانت المادة عبارة عن تعليق أو غرواني ، هو وقت الترسيب الذائب. في الحلول الحقيقية ، لن تتجمع المادة المذابة أبدًا لتشكيل رسب (على افتراض أن المذيب لا يتبخر). على سبيل المثال ، إذا تم إذابة السكر في الماء ، واحتفظ بالمحلول غير المشبع لمنع تسرب المذيب ، فلن تتشكل بلورات سكر في قاع الوعاء. ينطبق الشيء نفسه على الحلول الملونة لمختلف المؤشرات أو الأملاح (مثل CuSO 4 ∙ 5H 2 O). ومع ذلك ، في حالات التعليق ينتهي المذاب بتجميع نفسه في وقت معين ، ونتيجة للزيادة في تفاعلاته ، فإنه يرسب في الخلفية. لذلك ، فهي موجودة لفترة قصيرة جدا من الزمن. يوجد مثال آخر في تفاعلات الأكسدة والاختزال حيث يشارك KMnO 4 ، بلون أرجواني مكثف. بتقليل أو الحصول على الإلكترونات ، أكسدة الأنواع الكيميائية ذات الاهتمام ، يتم تشكيل رواسب بنية من MnO 2 تظل معلقة في وسط التفاعل ؛ الحبوب البني صغيرة جدا. بعد وقت معين (دقائق ، ساعات ، أيام) ، ينتهي تعليق MnO 2 في السائل إلى ترسبات في الخلفية مثل "سجادة بنية". يرتبط استقرار نظام التعليق بمقاومة تغيير ممتلكاتهم بمرور الوقت. يتحقق هذا الاستقرار من خلال التحكم بعدة عوامل تشمل ما يلي: - يجب أن تكون معلقات التعليق بسهولة عن طريق التحريض الميكانيكي. - التحكم في لزوجة التشتت ، مما يقلل من ترسيب المذاب ؛ لذلك ، يجب أن تكون اللزوجة عالية. - أصغر حجم الجسيمات في المرحلة الصلبة ، وزيادة الاستقرار للتعليق. - من المفيد دمج مواد تعليق المواد مثل السطحي أو المستحلبات أو مضادات التجمد. يتم ذلك من أجل تقليل تجمع أو تلبد جزيئات المرحلة الداخلية أو الجزيئات الصلبة. - يجب الحفاظ على التحكم المستمر في درجة الحرارة أثناء التحضير للتعليق وتوزيعه وتخزينه واستخدامه. لضمان استقرارهم ، من المهم عدم إخضاعهم لتغيرات مفاجئة في درجة الحرارة. كنظام من مرحلتين ، تتكون المعلقات من مكونين: المرحلة المذابة أو المشتتة ، ومرحلة التشتت. يتكون الطور المذاب أو المشتت بواسطة جسيمات صلبة في خليط التعليق. إنه لا يذوب لأنه رهابي. أي أن المذيب يمقت بفروقه في القطبية. وكلما زاد ذوبان المادة اللاذقية ، قل زمن الترسيب وحياة التعليق. وبالمثل ، عندما تكره الجزيئات الذائبة المذيب ، فإن الميل سيكون إلى التجمع معًا لتشكيل مجاميع أكبر ؛ بما فيه الكفاية ، بحيث تتوقف أحجامها في ترتيب ميكرون ، كما ذكر سابقا. ثم تقوم الجاذبية بالباقي: إنها تجذبهم إلى القاع. هذا هو المكان الذي يكمن فيه استقرار نظام التعليق. إذا كانت الركام في وسط لزج ، فسيتم العثور على المزيد من الصعوبات حتى يتمكنوا من التفاعل مع بعضهم البعض. تشتت تعليقات أو المرحلة الخارجية ، بشكل عام ، هو السائل في الطبيعة ، ومع ذلك ، يمكن أن يكون الغازية. يمكن فصل مكونات نظام التعليق عن طريق العمليات المادية مثل الترشيح أو التبخر أو الصب أو الطرد المركزي. تتميز مرحلة التشتت بأنها أصغر جزيئيًا وأكثر ديناميكية ؛ ومع ذلك ، عن طريق زيادة اللزوجة ، فإنه يمنع المذاب المعلقة من تميل إلى التجميع والاستقرار. قد تحتوي المعلقات على مواد سطحية أو مشتتات أخرى لمنع جزيئات الطور الصلب من الاستقرار. أيضًا ، يمكن إضافة مواد التثبيت إلى التعليق ، مما يزيد من قابلية الذوبان ويمنع تدهور الجزيئات. إذا كان بإمكانه إضافة غاز معين بشكل وافٍ أوفي بهذه الوظيفة إلى غرفة المسحوق ، فسيتم إزالة جميع الأتربة من الأجسام عند إعادة التعليق ؛ وهكذا ، سيكون كافيا لتفجير الهواء النقي لإزالة كل الغبار. من المهم تسليط الضوء على بعض الاختلافات بين المعلقات والغرويات والحلول الحقيقية لفهم تكوينها بشكل أفضل. - الغرويات والحلول الحقيقية عبارة عن مخاليط متجانسة ، وبالتالي يكون لها مرحلة واحدة (مرئية) ؛ بينما معلقات مخاليط غير متجانسة. -الفرق الآخر بينهما يكمن في حجم الجزيئات. في محلول حقيقي يتراوح حجم الجزيئات من 1 إلى 10 Å ، وتذوب في المذيب. - في المحاليل الحقيقية لا يظل المذاب صلبًا ، إذ يذوب تشكيل مرحلة واحدة. الغرويات هي نوع متوسط من الخلطات بين الحلول الحقيقية والإيقاف. - الغروانية عبارة عن خليط متجانس ، يتكون من مذيبات يتراوح حجم جزيئاتها بين 10 و 10000 درجة مئوية. في كل من الغرويات والتعليق ، يظل المذاب صلبًا ولا يذوب. يظل المذاب الغرواني معلقًا في مرحلة التشتيت ، ولا يميل إلى الاستقرار وهو غير مرئي للعين المجردة. الحليب هو أحد الأمثلة العديدة على محلول غرواني. في التعليق ، يميل المذاب إلى الاستقرار ويكون مرئيًا بالعين المجردة أو باستخدام مجهر ضوئي. هناك أنواع مختلفة من المعلقات التي يمكن تصنيفها وفقًا لمتوسط التشتت أو الطور ، وقدرة الترسيب ؛ وفي المسألة الدوائية ، وهذا يتوقف على طريق الإدارة. تكون وسائط التشتت الخاصة بالتعليق سائلة بشكل عام ، ولكن توجد أيضًا وسائط غازية. إنها أكثر عمليات التعليق شيوعًا ، والتي تتكون من المراحل الصلبة السائلة ، الموصوفة بالفعل ؛ مثل الرمل في وعاء مع الماء. ومع ذلك ، هناك تعليق مثل الهباء الموصوفة أدناه. هذا نوع من التعليق يتكون من جزيئات صلبة دقيقة بالإضافة إلى قطرات سائلة معلقة في الغاز. تم العثور على مثال لهذا التعليق في الغلاف الجوي وطبقاته من الغبار والجليد. هناك معلقات وفقًا لقدرة الترسيب يمكن تصنيفها إلى معلقات مفلورة ومعلقات مفلورة. في هذا النوع من التعليق ، تكون قوة التنافر بين الجزيئات مهمة ويتم الاحتفاظ بها منفصلة ، دون التلبد. في المرحلة الأولى من تشكيل التعليق لا يتم تشكيل الركام. يكون معدل ترسيب المادة المذابة بطيئًا ومن الصعب إعادة تعليق الرواسب بمجرد تكوينها. وبعبارة أخرى ، حتى لو تم تحريكها ، فلن يتم تعليق الجزيئات مرة أخرى ؛ يحدث هذا بشكل خاص مع المواد الصلبة الجيلاتينية ، مثل Fe (OH) 3 . إنها معلقات يوجد فيها تنافر قليل بين الجزيئات الذائبة وتميل إلى تكوين flocs. يكون معدل الترسيب في الطور الصلب سريعًا ويمكن إعادة تشكيل الرواسب بسهولة. هناك معلقات شفوية يسهل إدارتها وتبدو بشكل عام حليبي. هناك أيضًا معلقات للاستخدام الموضعي ، يتم تقديمها على شكل كريمات ، مراهم ، مطريات ، واقيات ، والتي يتم تطبيقها على الجلد أو الأغشية المخاطية. هناك معلقات يمكن تطبيقها من خلال الحقن ، والهباء الجوي ، مثل سالبوتامول ، وهو موسع قصبي.خصائص تعليق
جسدي
وقت الترسيب
استقرار
تركيب
المرحلة المشتتة
مرحلة تشتيت
السطحي
الاختلافات بين التعليق ، الغرويات والحلول الحقيقية .
نوع
- حسب وسائل التشتت
تعليق الميكانيكية
الهباء الجوي
، اعتمادا على قدرة الترسيب
كنت deflocculated
flocculated
- يعتمد على طريق إدارة التعليق
أمثلة
هناك العديد من الأمثلة للتعليق في الطبيعة ، في المنتجات والمواد الغذائية ، وفي صناعة الأدوية الدوائية.
في الطبيعة
الغلاف الجوي هو مثال على تعليق نوع الهباء ، لأنه يحتوي على العديد من الجزيئات الصلبة العالقة. يحتوي الغلاف الجوي على السخام والجزيئات الدقيقة من الغبار والكبريتات والنترات ، من بين مركبات أخرى تتخللها قطرات الماء من السحب.
مثال آخر للتعليق الموجود في الطبيعة هو الطين أو الطين ، وهو مزيج من الماء والرمل. الأنهار الموحلة عندما يسحب الماء كمية من الرواسب تشكل تعليقًا.
في المطبخ
تشكل الخلائط المصنوعة في المطبخ عند الربط بين الطحين والماء مستحلبًا: مع الباقي يميل الدقيق إلى الرواسب. الزبادي بالفواكه هي أمثلة على الأطعمة المعلقة. عصائر الفاكهة التي لم يتم تمريرها من خلال المصفاة هي أمثلة للتعليق.
وبالمثل ، تشكل شرارات الشوكولاتة في كوب من تشيتشا تعليقًا غير متجانس جدًا وغير مستقر. ترك الشيشا في حالة استراحة ، عاجلاً أم آجلاً سوف تتشكل طبقة من الشوكولاتة في الجزء السفلي من الزجاج.
في صناعة الأدوية
من المعروف أن معلقات تستخدم لمكافحة الالتهابات الطفيلية ، مثل الميبيندازول. هناك أيضًا عقاقير معوية تحتوي على أملاح المغنيسيوم والألمنيوم ، مختلطة مع البكتين والكاولين.
قد يكون لهذه المعلقات الدوائية طرق مختلفة للإعطاء: موضعي أو شفهي أو عن طريق الحقن. سيكون لها استخدام مختلف ، أي أنها تعمل على علاج الأمراض المختلفة.
هناك حالات تعليق للعين في العين ، من بين أشياء أخرى. يُنصح بتعليق التعليق ، أو قبل الاستهلاك لضمان الجرعة الموصوفة من قبل الطبيب.
كوب من الرمال مقابل كوب من النجوم
تقول بعض العبارات الشعرية: النجوم البيضاء معلقة في السماء.
في حين أنه غير متناسب تمامًا (وغريبًا) مقارنة بين كوب من الماء مع الرمال المعلقة و "كأس فلكي" للنجوم ، من المثير للاهتمام أن ننظر للحظة في الكون باعتباره تعليقًا كبيرًا للنجوم (ومجموعة كبيرة من الأجسام الأخرى) السماوية).
إذا كان الأمر كذلك ، فلن يبتعدوا عن بعضهم البعض ؛ ولكن ، على العكس من ذلك ، سينتهي بهم المطاف إلى التجمع معًا لتشكيل طبقة من النجوم في قاع السفينة الكونية المذكورة.
