प्रकृति में ऐसे कोई तत्व नहीं हैं जो शुद्ध हों। मूल रूप से, वे सभी मिश्रण हैं। वे, बदले में, विषम या सजातीय हो सकते हैं। वे एकत्रीकरण की स्थिति में पदार्थों से बनते हैं, इस प्रकार एक निश्चित फैलाव प्रणाली बनाते हैं जिसमें विभिन्न चरण होते हैं। इसके अलावा, मिश्रण में आमतौर पर एक फैलाव माध्यम होता है। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि इसे एक बड़ी मात्रा वाला तत्व माना जाता है जिसमें कुछ पदार्थ वितरित किया जाता है। एक छितरी हुई प्रणाली में, चरण और माध्यम इस तरह से स्थित होते हैं कि उनके बीच इंटरफेस के कण होते हैं। इसलिए, इसे विषम या विषमांगी कहा जाता है। इसे देखते हुए, सतह की क्रिया, और समग्र रूप से कणों की नहीं, का बहुत महत्व है।
सिस्टम वर्गीकरण को फैलाना
चरण, जैसा कि आप जानते हैं, उन पदार्थों द्वारा दर्शाया जाता है जिनकी एक अलग अवस्था होती है। और इन तत्वों को कई प्रकारों में विभाजित किया गया है। परिक्षिप्त प्रावस्था के एकत्रीकरण की स्थिति के संयोजन पर निर्भर करती हैपर्यावरण, जिसके परिणामस्वरूप 9 प्रकार की प्रणालियाँ हैं:
- गैस। तरल, ठोस और विचाराधीन तत्व। सजातीय मिश्रण, धुंध, धूल, एरोसोल।
- तरल फैलाव चरण। गैस, ठोस, पानी। फोम, इमल्शन, सोल।
- ठोस फैलाव चरण। तरल, गैस और इस मामले में माना जाने वाला पदार्थ। मिट्टी, दवा या सौंदर्य प्रसाधन में, चट्टानों।
एक नियम के रूप में, एक छितरी हुई प्रणाली का आकार चरण कणों के आकार से निर्धारित होता है। निम्नलिखित वर्गीकरण है:
- मोटे (निलंबन);
- पतला (कोलाइडल और सही समाधान)।
फैलाव प्रणाली के कण
मोटे मिश्रण की जांच करते समय, कोई यह देख सकता है कि संरचना में इन यौगिकों के कणों को नग्न आंखों से देखा जा सकता है, इस तथ्य के कारण कि उनका आकार 100 एनएम से अधिक है। निलंबन, एक नियम के रूप में, एक ऐसी प्रणाली को संदर्भित करता है जिसमें छितरी हुई अवस्था माध्यम से अलग की जा सकती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उन्हें अपारदर्शी माना जाता है। निलंबन को इमल्शन (अघुलनशील तरल पदार्थ), एरोसोल (बारीक कण और ठोस), निलंबन (पानी में ठोस) में विभाजित किया गया है।
एक कोलॉइडी पदार्थ ऐसा कुछ भी है जिसमें किसी अन्य तत्व को समान रूप से फैलाने का गुण होता है। यानी यह मौजूद है, या यों कहें कि यह बिखरे हुए चरण का हिस्सा है। यह एक ऐसी स्थिति है जब एक सामग्री पूरी तरह से दूसरे में, या बल्कि इसकी मात्रा में वितरित की जाती है। दूध के उदाहरण में, तरल वसा एक जलीय घोल में बिखरा हुआ है। इस मामले में, छोटा अणु 1. के भीतर हैनैनोमीटर और 1 माइक्रोमीटर, मिश्रण के सजातीय होने पर इसे ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के लिए अदृश्य बना देता है।
अर्थात् विलयन के किसी भी भाग में छितरी हुई अवस्था की सांद्रता किसी अन्य की तुलना में अधिक या कम नहीं होती है। हम कह सकते हैं कि यह प्रकृति में कोलाइडी है। बड़े वाले को सतत चरण या फैलाव माध्यम कहा जाता है। चूंकि इसका आकार और वितरण नहीं बदलता है, और विचाराधीन तत्व इसके ऊपर वितरित किया जाता है। कोलाइड के प्रकारों में एरोसोल, इमल्शन, फोम, फैलाव और हाइड्रोसोल नामक मिश्रण शामिल हैं। ऐसी प्रत्येक प्रणाली के दो चरण होते हैं: एक फैलाव और एक सतत चरण।
इतिहास के अनुसार कोलाइड
ऐसे पदार्थों में गहन रुचि 20वीं शताब्दी के प्रारंभ में सभी विज्ञानों में मौजूद थी। आइंस्टीन और अन्य वैज्ञानिकों ने उनकी विशेषताओं और अनुप्रयोगों का ध्यानपूर्वक अध्ययन किया। उस समय, विज्ञान का यह नया क्षेत्र सिद्धांतकारों, शोधकर्ताओं और निर्माताओं के लिए प्रमुख शोध क्षेत्र था। 1950 तक रुचि के चरम के बाद, कोलाइड्स पर शोध में उल्लेखनीय गिरावट आई। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि हाल ही में उच्च शक्ति वाले सूक्ष्मदर्शी और "नैनोटेक्नोलोजी" (एक निश्चित छोटे पैमाने की वस्तुओं का अध्ययन) के उद्भव के बाद से, नई सामग्रियों के अध्ययन में एक नए सिरे से वैज्ञानिक रुचि हुई है।
इन पदार्थों के बारे में अधिक
प्रकृति और कृत्रिम विलयनों दोनों में ऐसे तत्व पाए जाते हैं जिनमें कोलाइडल गुण होते हैं। उदाहरण के लिए, मेयोनेज़, कॉस्मेटिक लोशन, और स्नेहक कृत्रिम इमल्शन के प्रकार हैं, और दूध एक समान हैप्रकृति में पाया जाने वाला मिश्रण। कोलाइडल फोम में व्हीप्ड क्रीम और शेविंग फोम शामिल हैं, जबकि खाद्य पदार्थों में मक्खन, मार्शमॉलो और जेली शामिल हैं। भोजन के अलावा, ये पदार्थ कुछ मिश्र धातुओं, पेंट, स्याही, डिटर्जेंट, कीटनाशक, एरोसोल, स्टायरोफोम और रबर के रूप में मौजूद होते हैं। यहां तक कि सुंदर प्राकृतिक वस्तुओं जैसे बादल, मोती और ओपल में कोलाइडल गुण होते हैं क्योंकि उनके पास एक और पदार्थ समान रूप से वितरित होता है।
कोलाइडल मिश्रण प्राप्त करना
छोटे अणुओं को 1 से 1 माइक्रोमीटर की सीमा तक बढ़ाकर, या बड़े कणों को समान आकार में कम करके। कोलाइडी पदार्थ प्राप्त किए जा सकते हैं। आगे का उत्पादन छितरी हुई और सतत प्रावस्थाओं में प्रयुक्त तत्वों के प्रकार पर निर्भर करता है। कोलॉइड सामान्य द्रवों से भिन्न व्यवहार करते हैं। और यह परिवहन और भौतिक-रासायनिक गुणों में देखा जाता है। उदाहरण के लिए, एक झिल्ली तरल अणुओं से जुड़े ठोस अणुओं के साथ एक सच्चे समाधान को पारित करने की अनुमति दे सकती है। जबकि एक कोलाइडल पदार्थ जिसमें एक तरल के माध्यम से फैला हुआ ठोस होता है, झिल्ली द्वारा फैलाया जाएगा। वितरण की समता पूरे दूसरे तत्व के अंतराल में सूक्ष्म समानता के बिंदु तक एक समान है।
सच्चा समाधान
कोलाइड परिक्षेपण को समांगी मिश्रण के रूप में दर्शाया जाता है। तत्व में दो प्रणालियाँ होती हैं: निरंतर और छितरी हुई अवस्था। यह इंगित करता है कि यह मामला से संबंधित हैसही समाधान, क्योंकि वे सीधे उपरोक्त मिश्रण से संबंधित हैं, जिसमें कई पदार्थ शामिल हैं। एक कोलाइड में, दूसरे में छोटे कणों या बूंदों की संरचना होती है, जो पहले में समान रूप से वितरित की जाती हैं। 1 एनएम से 100 एनएम तक कम से कम एक आयाम में छितरी हुई अवस्था, या कणों को बनाने वाला आकार है। इस श्रेणी में, फैला हुआ चरण संकेतित आकारों के साथ सजातीय मिश्रण है, हम उन अनुमानित तत्वों को नाम दे सकते हैं जो विवरण में फिट होते हैं: कोलाइडल एरोसोल, इमल्शन, फोम, हाइड्रोसोल। सतह की रासायनिक संरचना से काफी हद तक प्रभावित सूत्रीकरण में मौजूद कण या बूंदें हैं।
कोलाइड समाधान और प्रणालियां
इस तथ्य को ध्यान में रखना चाहिए कि परिक्षिप्त चरण का आकार प्रणाली में एक कठिन-से-माप चर है। समाधान कभी-कभी अपने स्वयं के गुणों की विशेषता रखते हैं। रचनाओं के संकेतकों को समझना आसान बनाने के लिए, कोलाइड उनके सदृश होते हैं और लगभग समान दिखते हैं। उदाहरण के लिए, यदि इसका तरल-छितरी हुई, ठोस रूप है। नतीजतन, कण झिल्ली से नहीं गुजरेंगे। जबकि अन्य घटक जैसे घुले हुए आयन या अणु इससे गुजरने में सक्षम होते हैं। यदि विश्लेषण करना आसान है, तो यह पता चलता है कि भंग घटक झिल्ली से गुजरते हैं, और माना चरण के साथ, कोलाइडल कण नहीं कर सकते हैं।
रंग विशेषताओं का दिखना और गायब होना
टाइन्डल प्रभाव के कारण इनमें से कुछ पदार्थ पारभासी होते हैं। तत्व की संरचना में यह प्रकाश का प्रकीर्णन है। अन्य सिस्टम और फॉर्मूलेशन के साथ आते हैंकुछ छाया या अपारदर्शी भी, एक निश्चित रंग के साथ, भले ही कुछ उज्ज्वल न हों। मक्खन, दूध, क्रीम, एरोसोल (कोहरा, धुंध, धुआं), डामर, पेंट, पेंट, गोंद और समुद्री फोम सहित कई परिचित पदार्थ कोलाइड हैं। अध्ययन के इस क्षेत्र की शुरुआत 1861 में स्कॉटिश वैज्ञानिक थॉमस ग्राहम ने की थी। कुछ मामलों में, एक कोलाइड को एक सजातीय (विषम नहीं) मिश्रण माना जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि "विघटित" और "दानेदार" पदार्थ के बीच का अंतर कभी-कभी दृष्टिकोण का विषय हो सकता है।
हाइड्रोकोलॉइड प्रकार के पदार्थ
इस घटक को एक कोलाइडल प्रणाली के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें पानी में कण बिखरे हुए हैं। हाइड्रोक्लोइड तत्व, तरल की मात्रा के आधार पर, विभिन्न अवस्थाओं में ले सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक जेल या एक सॉल। वे अपरिवर्तनीय (एकल-घटक) या प्रतिवर्ती हैं। उदाहरण के लिए, अगर, दूसरे प्रकार का हाइड्रोकार्बन। जेल और सोल राज्यों में मौजूद हो सकता है, और गर्मी के साथ राज्यों के बीच वैकल्पिक रूप से जोड़ा या हटाया जा सकता है।
कई हाइड्रोकार्बन प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त होते हैं। उदाहरण के लिए, कैरेजेनन शैवाल से निकाला जाता है, जिलेटिन गोजातीय वसा से होता है, और पेक्टिन साइट्रस छील और सेब पोमेस से होता है। भोजन में मुख्य रूप से बनावट या चिपचिपाहट (सॉस) को प्रभावित करने के लिए हाइड्रोकार्बन का उपयोग किया जाता है। चोट के बाद त्वचा की देखभाल के लिए या उपचार एजेंट के रूप में भी उपयोग किया जाता है।
कोलाइडल सिस्टम की आवश्यक विशेषताएं
इस जानकारी से यह देखा जा सकता है कि कोलाइडल सिस्टम बिखरे हुए गोले का एक उपखंड है। वे, बदले में, समाधान (सोल) हो सकते हैंया जैल (जेली)। पूर्व ज्यादातर मामलों में जीवित रसायन विज्ञान के आधार पर बनाए गए हैं। उत्तरार्द्ध तलछट के तहत बनते हैं जो तलवों के जमावट के दौरान होते हैं। समाधान कमजोर या मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ कार्बनिक पदार्थों के साथ जलीय हो सकते हैं। कोलॉइड के परिक्षिप्त प्रावस्था के कण आकार 100 से 1 एनएम तक होते हैं। उन्हें नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता है। बसने के परिणामस्वरूप, चरण और माध्यम को अलग करना मुश्किल है।
बिखरे हुए चरण के कणों के प्रकार के आधार पर वर्गीकरण
बहु-आणविक कोलॉइड। जब, विघटन में, परमाणु या पदार्थों के छोटे अणु (1 एनएम से कम व्यास वाले) एक साथ मिलकर समान आकार के कण बनाते हैं। इन सॉल में, परिक्षिप्त चरण एक संरचना है जिसमें परमाणुओं या अणुओं के समुच्चय होते हैं जिनका आणविक आकार 1 एनएम से कम होता है। उदाहरण के लिए, सोना और सल्फर। इन कोलॉइडों में कण वैन डेर वाल्स बलों द्वारा आपस में जुड़े रहते हैं। उनके पास आमतौर पर एक लियोफिलिक चरित्र होता है। इसका अर्थ है महत्वपूर्ण कण अंतःक्रिया।
उच्च आणविक भार वाले कोलाइड्स। ये ऐसे पदार्थ हैं जिनमें बड़े अणु (तथाकथित मैक्रोमोलेक्यूल्स) होते हैं, जो घुलने पर एक निश्चित व्यास बनाते हैं। ऐसे पदार्थों को मैक्रोमोलेक्यूलर कोलाइड्स कहा जाता है। ये बिखरे हुए चरण बनाने वाले तत्व आमतौर पर बहुत अधिक आणविक भार वाले बहुलक होते हैं। प्राकृतिक मैक्रोमोलेक्यूल्स स्टार्च, सेल्युलोज, प्रोटीन, एंजाइम, जिलेटिन आदि हैं। कृत्रिम लोगों में सिंथेटिक पॉलिमर जैसे नायलॉन, पॉलीइथाइलीन, प्लास्टिक, पॉलीस्टाइनिन आदि शामिल हैं।ई. वे आम तौर पर लियोफोबिक होते हैं, जिसका अर्थ है कि इस मामले में कणों की कमजोर बातचीत।
संबद्ध कोलाइड। ये ऐसे पदार्थ हैं जो किसी माध्यम में घुलने पर कम सांद्रता पर सामान्य इलेक्ट्रोलाइट्स की तरह व्यवहार करते हैं। लेकिन वे कोलॉइडी कण होते हैं, जिनमें एकत्रित तत्वों के बनने के कारण घटकों का एक बड़ा एंजाइमी घटक होता है। इस प्रकार बनने वाले समुच्चय कणों को मिसेल कहते हैं। उनके अणुओं में लियोफिलिक और लियोफोबिक दोनों समूह होते हैं।
मिसेल। ये संकुलित या एकत्रित कण होते हैं जो विलयन में एक कोलॉइड के संयोग से बनते हैं। सामान्य उदाहरण साबुन और अपमार्जक हैं। गठन एक निश्चित क्राफ्ट तापमान से ऊपर होता है, और एक निश्चित महत्वपूर्ण सूक्ष्मकरण एकाग्रता से ऊपर होता है। वे आयन बनाने में सक्षम हैं। मिसेल में 100 या अधिक अणु हो सकते हैं, उदाहरण के लिए सोडियम स्टीयरेट एक विशिष्ट उदाहरण है। जब यह पानी में घुल जाता है, तो यह आयन छोड़ता है।
