Коллоидын шинж чанарууд: Үзэгдэл ба хэрэглээ
Коллоид гэдэг нь микроскопийн бодис өөр орчинд жигд тархсан систем юм. Хэдийгээр нэгэн төрлийн мэт харагддаг ч коллоидууд нь үнэндээ 1-1000 нанометрийн хэмжээтэй бөөмстэй олон янзын холимог юм. Энэ үзэгдэл нь сонирхолтой юм, учир нь коллоидууд нь тогтвортой бөгөөд том бөөмсүүд цаг хугацааны явцад тунаж болдог суспензээс ялгаатай нь амархан тунадасдаггүй. Энэ нийтлэлд коллоидын өвөрмөц шинж чанарыг судалж, өдөр тутмын амьдрал болон үйлдвэрлэлд хэрэглэх талаар ойлголт өгөх болно.
Коллоидын төрлүүд
Коллоидын шинж чанарыг гүнзгий судлахаасаа өмнө эхлээд коллоидын янз бүрийн төрлийг ойлгох нь тустай. Тархсан фаз болон тархалтын орчинд үндэслэн коллоидуудыг хэд хэдэн төрөлд ангилж болно, тухайлбал:
1. Соль: Шингэн дотор тархсан хатуу бодисоос бүрдэх коллоид (жишээ нь: будаг, бэх).
2. Аэрозоль: Хийнд тархсан шингэн эсвэл хатуу бодисоос бүрдсэн коллоид (жишээ нь: манан, утаа).
3. Эмульс: Шингэн дотор тархсан шингэнээс бүрдэх коллоид (жишээ нь: сүү, майонез).
4. Гель: Шингэн орчинд баригдсан хатуу бодис болох тархсан фаз нь коллоид (жишээ нь: агар-агар, желатин).
5. Хөөс: Шингэн дотор тархсан хийнээс бүрдсэн коллоид (жишээ нь: савангийн хөөс).
Коллоидын шинж чанарууд
1. Тиндаллын нөлөө
Коллоидын хамгийн алдартай шинж чанаруудын нэг бол Тиндаллын нөлөө юм. Тиндаллын нөлөө нь гэрэл коллоид бөөмстэй тулгарч, тэдгээрээр тархаж, харагдахуйц гэрлийн зам үүсгэх үед үүсдэг. Энэ үзэгдэл нь жинхэнэ уусмалд тохиолддоггүй бөгөөд ууссан бөөмс нь маш жижиг тул гэрлийг тарааж чадахгүй.
Тиндаллын эффект нь бид манан дундуур нарны гэрлийг харах эсвэл тоостой өрөөнд онгорхой цонхоор гэрлийн замыг ажиглах боломжтой шалтгаан юм. Энэ үзэгдлийн улмаас Тиндаллын эффектийг лабораторид хольц нь коллоид эсэхийг тодорхойлоход ашигладаг.
2. Брауны хөдөлгөөн
Брауны хөдөлгөөн гэдэг нь тархалтын орчны молекулуудтай мөргөлдсөний улмаас үүссэн коллоид бөөмсийн санамсаргүй зигзаг хөдөлгөөн юм. Энэ хөдөлгөөнийг анх эрдэмтэн Роберт Браун 1827 онд усанд тархсан тоосны тоосыг судалж байхдаа ажигласан. Брауны хөдөлгөөн нь коллоидын тогтвортой байдлыг хангаж, таталцлын улмаас бөөмсийг тунахаас сэргийлдэг.
Энэ үзэгдлийг микроскопоор ажиглаж болох бөгөөд коллоид бөөмс нь тархах орчинтойгоо тасралтгүй харилцан үйлчилдэг болохыг нотлох баримт болдог.
3. Адсорбци
Адсорбци гэдэг нь коллоид хэсгүүд нь гадаргуу дээрээ тодорхой молекул эсвэл ионуудыг татаж, хадгалдаг үзэгдэл юм. Энэ шинж чанар нь коллоидуудыг ус цэвэршүүлэх, боловсруулах болон бусад олон хэрэглээнд өндөр үр дүнтэй болгодог. Жишээлбэл, идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн хэсгүүд нь усны шүүлтүүрт уснаас хольц болон хортой бодисыг шингээхэд ашигладаг коллоид юм.
Коллоид бөөмс дээр адсорбци хийх нь эмийн үйлдвэрт, тухайлбал бие махбодид идэвхтэй бодисын ялгаралтыг зохицуулах шаардлагатай эмийн дизайнд ашигтай байж болно.
4. Коллоид цацлага
Коллоид цацалт гэдэг нь ижил цэнэгтэй коллоид хэсгүүд бие бие рүүгээ түлхэгдэж, маш тогтвортой тархалт үүсгэдэг үзэгдэл юм. Коллоид хэсгүүд эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй байж болох бөгөөд тэдгээрийн хоорондох түлхэлтийн хүч нь тэдгээрийг хооронд нь бөөгнөрөхөөс сэргийлдэг.
Энэ нь зарим төрлийн коллоидуудын өндөр тогтвортой байдлын цаад шалтгаан юм. Жишээлбэл, хүний биед цусны сийвэнгийн уургууд нь цусны бүлэгнэлтээс сэргийлж, цусны эргэлтийн нийцтэй байдлыг хадгалдаг коллоидууд юм.
5. Цусны бүлэгнэлт
Коагуляци гэдэг нь коллоид хэсгүүд нэгдэж том дүүргэгч үүсгэдэг процесс бөгөөд энэ нь эцэстээ тунадасжих эсвэл тархах орчноос салж болно. Энэ процесс нь ихэвчлэн коллоид хэсгүүдийн цэнэгийг электролит эсвэл өөр коагуляци үүсгэгч бодисоор саармагжуулах үед явагддаг.
Коллоидыг бохир уснаас ялгахад янз бүрийн үйлдвэрлэлийн процесс болон бохир ус цэвэрлэх технологид коагуляци зайлшгүй шаардлагатай. Мөн коагуляци нь хүсээгүй бодисыг зайлуулахын тулд шар айраг, жимсний шүүс зэрэг ундаа үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.
6. Диализ
Диализ гэдэг нь хагас нэвчилттэй мембранаар тархсан жижиг ионууд эсвэл молекулуудаас коллоид бөөмсийг ялгахад ашигладаг арга юм. Энэ процесс нь биохимийн болон эмийн үйлдвэрт коллоид уусмалд тархсан уураг болон бусад биологийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг цэвэршүүлэхэд ашигтай байдаг.
Диализ нь бөөрний дутагдалтай өвчтөнүүдийг эмчлэх арга техник гэж нэрлэгддэг бөгөөд диализийн машин нь бөөрний үүргийг гүйцэтгэж, цусыг хортой бодис болон шаардлагагүй ионоос шүүдэг.
7. Электрофорез
Электрофорез гэдэг нь цахилгаан орон дахь цэнэгтэй коллоид бөөмсийн хөдөлгөөнийг хэлнэ. Бөөмс нь эсрэг цэнэгтэй электрод руу чиглэнэ. Энэ аргыг биохими болон молекулын биологид ДНХ, РНХ, уураг зэрэг том молекулуудыг тэдгээрийн цэнэг болон хэмжээгээр нь ялгаж, шинжлэхэд ихэвчлэн ашигладаг.
Гель электрофорез нь хамгийн алдартай хэрэглээний нэг бөгөөд цэнэгтэй бөөмсийг цэнэг дээр нь үндэслэн гель дотор ялгаж, цахилгаан орон үүсгэдэг.
Коллоид хэрэглээ
Хэлэлцсэн шинж чанарууд дээр үндэслэн коллоидууд нь өдөр тутмын амьдрал болон үйлдвэрлэлийн олон талбарт чухал байр суурь эзэлдэг. Коллоидын зарим үндсэн хэрэглээ нь дараах байдалтай байна.
1. Ус цэвэршүүлэх
Коллоид тоосонцорыг ус цэвэршүүлэх системд хольц болон хортой бодисыг зайлуулахад ашигладаг. Адсорбци ба коагуляци нь коллоидын шинж чанарыг ашиглан усыг цэвэршүүлдэг хоёр үндсэн процесс юм.
2. Эмийн сан
Эмийн үйлдвэрт коллоидууд нь тогтвортой байдал, идэвхтэй найрлагыг хэмжигдэхүйц байдлаар хадгалах, ялгаруулах чадвартай тул хуурамч эмийн суурь болгон ашигладаг. Коллоид эмульс болон гелийг мөн тос, тос, лосьонд ашигладаг.
3. Хүнсний үйлдвэрлэл
Хүнсний үйлдвэрт коллоид нь бүтээгдэхүүний бүтэц, бүтцэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Сүү, тараг, майонез, вазелин нь үнэндээ коллоид системтэй бүтээгдэхүүний жишээ юм. Эдгээр бүтээгдэхүүний тогтвортой байдал, тууштай байдал нь коллоидын өвөрмөц шинж чанараас хамаардаг.
4. Гоо сайхны бүтээгдэхүүн
Тос, лосьон, шампунь зэрэг гоо сайхны бүтээгдэхүүнүүд нь коллоид технологийн үр дүн юм. Эмульсийн тогтворжилт болон идэвхтэй найрлагын хяналттай ялгаралт нь коллоидуудыг гоо сайхны бүтээгдэхүүнд өргөн хэрэглэдэг гол шалтгаанууд юм.
5. Нанотехнологи
Нанотехнологи нь коллоидын шинж чанарыг ашиглан өндөр өвөрмөц шинж чанартай материалыг гарган авдаг. Металл коллоид буюу нано хэсгүүдийг мэдрэгч, катализатор болон бусад олон төрлийн өндөр технологийн хэрэглээнд ашигладаг.
Дүгнэлт
Коллоидын шинж чанар нь тэдгээрийг физик химийн гайхалтай үзэгдэл болгодог бөгөөд практик хэрэглээ нь олон янз байдаг. Ус цэвэршүүлэх, эмийн бүтээгдэхүүнээс эхлээд хоол хүнс, гоо сайхны бүтээгдэхүүн хүртэл коллоидууд нь амьдрал, үйлдвэрлэлийн олон талбарт чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох нь батлагдсан. Коллоидын өвөрмөц шинж чанарыг ойлгох нь янз бүрийн салбарт шинэ хэрэглээг судлах, инновацийг тасралтгүй хөгжүүлэх боломжийг нээж өгдөг.
