කොලොයිඩ් සාදා ගන්නේ කෙසේද?
කොලොයිඩ් අර්ථ දැක්වීම
කොලොයිඩ් යනු විෂමජාතීය මිශ්රණයක් වන අතර එහිදී එක් ද්රව්යයක් ඉතා කුඩා අංශු ආකාරයෙන් තවත් ද්රව්යයක විසුරුවා හරිනු ලැබේ. කොලොයිඩ් වල අංශු ප්රමාණය සාමාන්යයෙන් නැනෝමීටර 1 ත් 1000 ත් අතර වේ, එබැවින් අංශු පියවි ඇසින් දැකිය නොහැකි නමුත් ඉලෙක්ට්රෝන අන්වීක්ෂයකින් දැකිය හැකිය. කොලොයිඩ් වලට අද්විතීය ලක්ෂණයක් ඇත, මන්ද විසුරුවා හරින ලද අංශු පදිංචි නොවන අතර විසුරුවා හරින මාධ්යය පුරා ඒකාකාරව බෙදා හරිනු ලැබේ. මෙම සංසිද්ධිය බ්රව්නියානු චලිතය නිසා ඇති වන අතර එහිදී කොලොයිඩල් අංශු විසුරුවා හරින මාධ්යයේ අණු සමඟ ගැටීම හේතුවෙන් අහඹු ලෙස චලනය වේ.
කොලොයිඩ් වර්ග
විසරණ අවධිය සහ විසරණ මාධ්යය මත පදනම්ව කොලොයිඩ් වර්ගීකරණය කළ හැකිය. සමහර පොදු කොලොයිඩ් වර්ග අතරට:
1. සොල්: ද්රවයක විසිරී ඇති ඝන අංශු. උදාහරණ: තීන්ත, තීන්ත.
2. ඉමල්ෂන්: එකිනෙක තුළ දිය නොවන ද්රව දෙකක මිශ්රණයක්. උදාහරණ: කිරි, මෙයොනීස්.
3. Aerosol: වායුවේ විසිරී ඇති ඝන හෝ ද්රව අංශු. උදාහරණ: මීදුම, දුම.
4. ජෙල්: ද්රව මාධ්යයක ඝන අංශු අන්තර් සම්බන්ධිත වීම නිසා දැලක් වැනි/දැලිස් වැනි ව්යුහයක් ඇති කොලොයිඩල් පද්ධතියකි. උදාහරණ: ජෙලි, අගාර්-අගාර්.
5. පෙන: ද්රවයක හෝ ඝන ද්රව්යයක විසිරී ඇති වායුව. උදාහරණ: සබන් කුඩු, රැවුල කපන ක්රීම්.
කොලොයිඩ් සෑදීමේ ක්රමය
කොලොයිඩ් සෑදිය හැක්කේ ප්රධාන ක්රම දෙකක් භාවිතා කරමිනි, එනම් විසරණ ක්රමය සහ ඝනීභවන ක්රමය.
විසරණ ක්රමය
විසරණ ක්රමය යනු විශාල අංශු කොලොයිඩල් අංශු බවට තලා දැමීමේ ක්රියාවලියකි. විසරණ ක්රමය භාවිතයෙන් කොලොයිඩ් නිර්මාණය කිරීමට ක්රම කිහිපයක් මෙන්න:
1. සමජාතීයකරණය
සමජාතීයකරණය යනු ඝර්ෂණය හෝ අධි පීඩනය වැනි යාන්ත්රික බලවේග භාවිතා කරමින් විශාල අංශු කුඩා අංශු වලට තලා දැමීමේ යාන්ත්රික ක්රියාවලියකි. සමජාතීය කිරි හෝ සෝස් වැනි නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා මෙම ක්රියාවලිය ආහාර කර්මාන්තයේ බහුලව භාවිතා වේ.
2. පෙප්ටයිසේෂන්
පෙප්ටයිසේෂන් යනු පෙප්ටයිසින් කාරකයක් භාවිතයෙන් විශාල අංශු කොලොයිඩල් අංශු බවට බිඳ දැමීමේ ක්රියාවලියයි. මෙම පෙප්ටයිසින් කාරකය විශාල අංශු මාධ්යයක විසිරී ඇති කුඩා අංශු බවට බිඳ දැමීමට උපකාරී වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ඇතැම් විද්යුත් විච්ඡේදක ආධාරයෙන් ජලයේ මැටි.
3. අතිධ්වනිකකරණය
මෙම තාක්ෂණය මගින් අතිධ්වනික තරංග භාවිතා කර විශාල අංශු කොලොයිඩල් අංශු බවට පත් කරයි. අතිධ්වනික තරංග අංශු වෙත ඉහළ ශක්තියක් සම්ප්රේෂණය කරන අතර එමඟින් ඒවා කුඩා අංශු බවට බිඳ වැටේ.
ඝනීභවන ක්රමය
ඝනීභවන ක්රමය යනු කුඩා අංශු ඒකාබද්ධ වී (ඝනීභවනය) කොලොයිඩල් අංශු සාදන ක්රියාවලියකි. මෙම ක්රමයට ශිල්පීය ක්රම කිහිපයක් ඇතුළත් වේ, ඒවා අතර:
1. රසායනික ප්රතික්රියා
කුඩා අණු වලින් කොලොයිඩල් අංශු සෑදීමට රසායනික ප්රතික්රියා භාවිතා කළ හැක. භාවිතා කරන රසායනික ප්රතික්රියා සඳහා උදාහරණ කිහිපයක් වන්නේ ජල විච්ඡේදනය, ඔක්සිකරණ-අඩු කිරීම සහ වර්ෂාපතනයයි. උදාහරණයක් ලෙස:
– ජල විච්ඡේදනය: FeCl3 ජලයට එකතු කළ විට ජල විච්ඡේදනය මගින් කොලොයිඩල් Fe(OH)3 නිපදවයි.
– ඔක්සිකරණය: H2S වායුව SO2 වායුව මගින් ඔක්සිකරණය කර කොලොයිඩල් සල්ෆර් නිපදවයි.
– අඩු කිරීම: AgNO3 ද්රාවණය NaBH4 සමඟ අඩු කිරීමෙන් කොලොයිඩල් රිදී බවට පරිවර්තනය වේ.
2. ද්රාවක ප්රතිස්ථාපනය
මෙම ක්රමයට ද්රාව්යය කොලොයිඩල් අංශු ලෙස සියුම් ලෙස අවක්ෂේප වන ද්රාවකය වෙනස් කිරීම ඇතුළත් වේ. ද්රාවකයේ ධ්රැවීයතාවයේ හෝ උෂ්ණත්වයේ වෙනස්වීම් කොලොයිඩල් අංශු සෑදීම අවුලුවනු ඇත.
3. සොල්-ජෙල් ක්රමය
සොල්-ජෙල් ක්රමය යනු සොල් (ද්රව අවධියක්) ඇතුළත් වන තාක්ෂණයකි, එය පසුව ඝන ජාලයක් හෝ ජෙල් සාදයි. මෙම ක්රියාවලිය බොහෝ විට සෙරමික් ද්රව්ය සහ සිලිකා ජෙල් නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා වේ.
කොලොයිඩ් සෑදීමේ උදාහරණ
ඉහත ක්රම භාවිතා කරමින් කොලොයිඩ් සෑදීමේ පියවර පහත දැක්වේ.
යකඩ(III) හයිඩ්රොක්සයිඩ් (Fe(OH)3) ද්රාවණය සකස් කිරීම
1. භාජනයක FeCl3 සහ ආස්රැත ජලය ද්රාවණයක් සකස් කරන්න.
2. අඛණ්ඩව කලවම් කරමින් FeCl3 ද්රාවණය සෙමින් ජලයට එක් කරන්න.
3. FeCl3 ජල විච්ඡේදනයට භාජනය වී රතු පැහැයට හුරු දුඹුරු කොලොයිඩල් අංශු ලෙස Fe(OH)3 නිපදවයි:
\[
FeCl_3 + 3H_2O → Fe(OH)_3 + 3HCl
\]
4. මිශ්රණය ඒකාකාර වන තෙක් සහ ස්ථායී කොලොයිඩල් අංශු සාදන තෙක් කලවම් කිරීම දිගටම කරගෙන යන්න.
කොලොයිඩල් සල්ෆර් සෑදීම
1. ද්රාවණ දෙකක් සකස් කරන්න: විවිධ භාජනවල සෝඩියම් තයෝසල්ෆේට් (Na2S2O3) ද්රාවණයක් සහ හයිඩ්රොක්ලෝරික් අම්ල (HCl) ද්රාවණයක්.
2. ප්රතික්රියා භාජනයක සෝඩියම් තයෝසල්ෆේට් සහ HCl ද්රාවණ මිශ්ර කරන්න:
\[
Na_2S_2O_3 + 2HCl → 2NaCl + SO_2 + S + H_2O
\]
3. මෙම ප්රතික්රියාව ද්රව මාධ්යයක කොලොයිඩ් ලෙස සල්ෆර් (S) නිපදවයි.
කොලොයිඩල් රිදී (Ag) සෑදීම
1. AgNO3 ද්රාවණයක් සහ NaBH4 වැනි අඩු කිරීමේ කාරකයක් සකස් කරන්න.
2. කලවම් කිරීම දිගටම කරගෙන යන අතරතුර ප්රතික්රියා කුප්පියේ AgNO3 සහ NaBH4 ද්රාවණ මිශ්ර කරන්න:
\[
AgNO_3 + NaBH_4 → Ag (colloid) + NaNO_3 + H_2
\]
3. මෙම මිශ්රණය කහ පැහැති හෝ අළු පැහැති කොලොයිඩල් රිදී සාදයි.
කිරි-සෝඩා ඉමල්ෂන් සෑදීම
1. දියර කිරි සහ සෝඩා (සෝඩා බීම) සකස් කරන්න.
2. කිරි සහ සෝඩා වීදුරු භාජනයක හෝ බෝතලයක අපේක්ෂිත අනුපාතයට මිශ්ර කරන්න.
3. සුමට ඉමල්ෂන් එකක් සෑදෙන තුරු මිශ්රණය දැඩි ලෙස සොලවන්න. පෙන සෑදීම ඉමල්ෂන් එකක් පවතින බව පෙන්නුම් කරයි.
කොලොයිඩල් ස්ථායිතා සාධක
කොලොයිඩ් අංශු සහ විසරණ මාධ්යය අතර අන්තර්ක්රියා මගින් කොලොයිඩ් ස්ථායිතාවයට බෙහෙවින් බලපායි, පහත සඳහන් සාධක:
- විදුලි ආරෝපණය
කොලොයිඩල් අංශු සාමාන්යයෙන් එකම විද්යුත් ආරෝපණයක් ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස අංශු අතර විකර්ෂණය ඇති වේ. මෙය කොලොයිඩල් අංශු එකට ගැටීම වැළැක්වීමට උපකාරී වේ (කැටි ගැසීම).
– කොලොයිඩල් ආරක්ෂකය
කොලොයිඩල් අංශු ස්ථායී කිරීමට සහ ඒවා එකතු වීම වැළැක්වීමට ඒවා ආවරණය කළ හැකි ද්රව්ය වන කොලොයිඩල් ආරක්ෂක ද්රව්ය භාවිතය. උදාහරණ ලෙස ජෙලටින්, PVA සහ අනෙකුත් ආරක්ෂිත කාරක ඇතුළත් වේ.
- බ්රව්නියානු චලිතය
විසුරුවා හරින මාධ්යයේ අණු අතර ගැටුම් නිසා ඇතිවන කොලොයිඩල් අංශුවල අහඹු චලනය. මෙම චලනය කොලොයිඩල් අංශු ඒකාකාරව බෙදා හැරීමට උපකාරී වේ.
- අයන අවශෝෂණය
කොලොයිඩල් අංශුවලට විසරණ මාධ්යයෙන් අයන අවශෝෂණය කර ගත හැකි අතර, මතුපිට ආරෝපණය වැඩි කිරීමෙන් කොලොයිඩල් ස්ථායිතාව වැඩි කරයි.
කොලොයිඩ් යෙදුම්
කොලොයිඩ් විවිධ කර්මාන්තවල සහ එදිනෙදා යෙදීම්වල බහුලව භාවිතා වේ, ඒවා අතර:
- ආහාර පාන
අයිස්ක්රීම්, සෝස්, පළතුරු යුෂ සහ කිරි නිෂ්පාදන වැනි විවිධ ආහාර පාන නිෂ්පාදනවල කොලොයිඩ් භාවිතා වේ.
- ෆාමසිය
ක්රීම්, ආලේපන සහ අත්හිටුවීම් වැනි ඖෂධ සූදානම වඩාත් කාර්යක්ෂම ඖෂධ මුදා හැරීමට සහ අවශෝෂණයට උපකාරී වන කොලොයිඩල් ආකාර වේ.
– විලවුන්
දියර, ක්රීම් සහ ෂැම්පු වැනි රූපලාවන්ය නිෂ්පාදන අපේක්ෂිත වයනය සපයන කොලොයිඩල් විසරණයන් වේ.
- තීන්ත සහ තීන්ත කර්මාන්තය
හොඳ වර්ණ විසරණය සහ නිෂ්පාදන ස්ථායිතාව ලබා ගැනීම සඳහා තීන්ත සහ තීන්ත නිෂ්පාදනයේදී කොලොයිඩ් භාවිතා වේ.
- ජල පිරිපහදු කිරීම
ජල පිරිපහදු කිරීමේදී කැටි ගැසීම සහ ෆ්ලොක්කුලේෂන් ක්රියාවලිය ජලයේ කුඩා අංශු අවක්ෂේප කිරීම සඳහා කොලොයිඩ් මූලධර්මය භාවිතා කරයි.
කොලොයිඩ් වල නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය සහ ලක්ෂණ පිළිබඳ හොඳ අවබෝධයක් ඇතිව, අපට විවිධ ක්ෂේත්රවල ඒවායේ භාවිතය ප්රශස්ත කළ හැකිය. ස්ථාවර, උසස් තත්ත්වයේ කොලොයිඩල් නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා කොලොයිඩ් නිෂ්පාදනයට නිරවද්ය ශිල්පීය ක්රම සහ පාලනය අවශ්ය වේ.
