Hệ thống phân tán là gì?
Một hệ phân tán là một hỗn hợp giữa hai hoặc nhiều chất, đơn giản hoặc hợp chất, trong đó có một pha không liên tục.
Phân tán là các hệ thống trong đó một chất được phân tán trong một chất khác. Sự phân tán có thể đồng nhất hoặc không đồng nhất; pha phân tán, điển hình là một số hạt, có thể hoặc không thể phân biệt được với môi trường mà nó được phân tán.
Sự phân tán có thể được tìm thấy trong nhiều chất trong ngành công nghiệp dược phẩm. Từ các giải pháp của các phân tử khá lớn, chẳng hạn như albumin và polysacarit, đến huyền phù lỏng nano và vi mô, và nhũ tương và huyền phù thô.
Có các pha đặc biệt về mặt vật lý cho phép các phân tán có các tính chất khác với các pha của các giải pháp thực sự, chẳng hạn như tập hợp hạt và điều chỉnh.
Trong bất kỳ hệ phân tán nào cũng có hai cụm từ khác nhau: phân tán và phân tán. Pha phân tán đề cập đến pha được phân phối trong pha kia, được gọi là pha phân tán.
Các hệ phân tán có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, bao gồm các hạt có kích thước lớn như thế nào so với các hạt của pha liên tục, bất kể lượng mưa có xảy ra hay không.
Các loại hệ thống phân tán chính
Đình chỉ
Một huyền phù là một hỗn hợp không đồng nhất có chứa các hạt rắn đủ lớn để được lắng đọng.
Trong huyền phù, hỗn hợp không đồng nhất cho thấy các hạt hòa tan lơ lửng trong môi trường và không tan hoàn toàn. Chúng có thể là các phân tán vĩ mô hoặc thô, hoặc phân tán mịn.
Các hạt của huyền phù có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Trong huyền phù, các hạt nổi tự do trong dung môi.
Pha bên trong (rắn) được phân tán qua pha ngoài (chất lỏng) thông qua khuấy trộn cơ học, với việc sử dụng một số tá dược hoặc chất lơ lửng nhất định.
Một ví dụ rõ ràng về huyền phù là cát hoặc đất trong nước. Các hạt lơ lửng trên trái đất sẽ được nhìn thấy dưới kính hiển vi và cuối cùng sẽ ổn định theo thời gian nếu chúng không bị xáo trộn.
Tính chất này phân biệt các chất keo với các huyền phù, vì trong các chất keo, các hạt nhỏ hơn và không lắng xuống.
Đổi lại, các chất keo và huyền phù khác với các dung dịch do chất hòa tan không tồn tại dưới dạng chất rắn, dung môi và chất tan được trộn đồng nhất.
Một huyền phù của các giọt chất lỏng hoặc các hạt mịn trong khí được gọi là bình xịt. Ví dụ, trong khí quyển có thể được tìm thấy dưới dạng các hạt đất, muối biển, nitrat và giọt mây.
Các huyền phù được phân loại dựa trên pha phân tán và môi trường phân tán của chúng. Môi trường phân tán thực chất là chất rắn, trong khi pha phân tán có thể là chất lỏng, chất khí hoặc chất rắn.
Từ quan điểm nhiệt động lực học, hệ thống treo không ổn định. Tuy nhiên, nó có thể được ổn định trong một khoảng thời gian, điều này quyết định cuộc sống hữu ích của nó. Điều này rất hữu ích trong các ngành công nghiệp khi thiết lập một sản phẩm chất lượng cho người tiêu dùng.
Hệ keo hoặc hệ keo
Một chất keo là một hỗn hợp trong đó một chất của các hạt không hòa tan được phân tán dưới kính hiển vi được treo qua một chất khác.
Đôi khi các colide có thể có sự xuất hiện của một giải pháp, vì vậy chúng được xác định và đặc trưng bởi các đặc tính vận chuyển vật lý và hóa học của chúng.
Không giống như dung dịch, trong đó dung môi và chất tan chỉ tạo thành một pha, chất keo có pha phân tán (các hạt lơ lửng) và pha liên tục (môi trường huyền phù).
Để đủ điều kiện là một chất keo, một hỗn hợp không nên lắng hoặc phải mất một thời gian dài để giải quyết đáng chú ý.
Các hạt của pha phân tán có đường kính khoảng 1 và 1000 nanomet. Những hạt này thường được nhìn thấy dưới kính hiển vi.
Các hỗn hợp đồng nhất với pha phân tán ở kích thước này có thể được gọi là aerosol keo, nhũ tương keo, bọt keo, phân tán keo hoặc hydrosol.
Các hạt của pha phân tán bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi bề mặt hóa học có trong chất keo.
Một số chất keo được làm mờ bởi Hiệu ứng Tyndall, đó là sự tán xạ của các hạt ánh sáng trong chất keo. Các chất keo khác có thể mờ đục hoặc có thể có một chút màu. Trong một số trường hợp, chất keo có thể được coi là hỗn hợp đồng nhất.
Chất keo có thể được phân loại thành:
- Chất keo ưa nước: Các hạt keo được thu hút trực tiếp vào nước. Chúng còn được gọi là mặt trời đảo ngược.
- Chất keo kỵ nước: Chúng trái ngược với các chất trên; keo kỵ nước bị đẩy lùi bởi nước. Chúng còn được gọi là mặt trời không thể đảo ngược.
Giải pháp thực sự
Một giải pháp là một hỗn hợp đồng nhất bao gồm hai hoặc nhiều chất. Trong các hỗn hợp như vậy, chất tan là chất hòa tan trong một chất khác - được gọi là dung môi.
Quá trình kết hợp một giải pháp xảy ra ở quy mô có ảnh hưởng của phân cực hóa học, dẫn đến tương tác cụ thể đến sự hòa tan.
Thông thường, dung dịch giả định pha dung môi khi dung môi là phần lớn nhất của hỗn hợp. Nồng độ của chất tan trong dung dịch là khối lượng chất tan được biểu thị bằng phần trăm khối lượng trong dung dịch hoàn chỉnh.
Các hạt của chất tan trong dung dịch không thể quan sát được bằng mắt thường; một giải pháp không cho phép các tia sáng tán xạ. Các giải pháp ổn định, chúng bao gồm một pha và chất tan của chúng không thể tách rời bằng cách lọc.
Các dung dịch có thể đồng nhất, trong đó các thành phần của hỗn hợp tạo thành một pha, hoặc không đồng nhất, trong đó các thành phần của hỗn hợp có các pha khác nhau.
Các tính chất của hỗn hợp, chẳng hạn như nồng độ, nhiệt độ và mật độ, có thể được phân bố đều trong toàn bộ thể tích, nhưng chỉ trong trường hợp không có hiện tượng khuếch tán hoặc sau khi chấm dứt.
Có một số loại giải pháp, bao gồm:
- Các dung dịch khí, như không khí (oxy và các loại khí khác hòa tan trong nitơ)
- Các dung dịch lỏng, như khí trong chất lỏng (carbon dioxide trong nước), chất lỏng trong chất lỏng (ethanol trong nước) và chất rắn trong chất lỏng (đường trong nước)
- Các dung dịch rắn, như khí trong chất rắn (hydro trong kim loại), chất lỏng trong chất rắn (hexane trong parafin) và chất rắn trong chất rắn (hợp kim và polyme)
