ХИМИЧНИ СУСПЕНЗИИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СЪСТАВ, ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2026

На химични суспензии са хетерогенна смес от разтворено вещество, което е не разтваря в разтвора. Суспензиите са нестабилни разтвори, тъй като разтворът има особеността на утаяване във времето.

Но точно какво е окачване? Това е хетерогенна двуфазна система, при която разтвореното вещество съставя твърдата фаза, диспергирана в течна среда или диспергираща фаза. Тази фаза на диспергиране може да бъде дори газ или смес от газове, в които твърдите частици остават суспендирани.

Източник: Pexels

Разтворът в суспензиите съдържа твърди частици, по-големи от тези, открити в истински разтвор и колоиди; следователно, той е на крайния край на най-големия размер на частиците за тези вещества (истински разтвор

Приблизителният размер на диспергираните частици в суспензиите е по-голям от десет хиляди ангстреми. Ангстремът Å е единица дължина, равна на една десет милиарда от метър. Може също да се каже, че ангстром А е равен на една десет хилядна от микрона (1Å = 0,0001 µm).

След това образуването на суспензия зависи от големината на разтворените частици, свойствата на нейната разтворимост и характеристиките на нейната смесемост.

Разтвореното в емулсиите има нулева смесимост, тоест разтвореното вещество няма способността да се разтваря. Но с добавянето на емулгиращ агент (или емулгатор) е възможно да се стабилизира емулсията; Такъв е например случаят с майонеза, където яйченият белтък действа като емулгатор.

Във фармакологичната индустрия има най-различни суспензии, чието твърдо и неразтворимо разтворимо вещество е активният принцип на лекарството. Тези частици се диспергират в средата, с помощта на помощни вещества разтвореното вещество може да се задържи суспендирано в сместа.

Примерите за най-простите суспензии включват това, образувано от смес от пясък с вода; прахът, който е суспендиран във въздуха и който чрез гравитация се отлага върху повърхностите; слънцезащитен крем, сред много други.

Характеристики на окачването

Има много характеристики, които позволяват да се определи суспензия и ясно да се разграничи от истинските разтвори и колоидите:

физически

-Това е хетерогенна система, образувана от две фази: твърда вътрешна и външна, образувана от течната или диспергираща фаза.

-Твърдата фаза съдържа разтворител, който не се разтваря в диспергиращата течност и следователно остава свободно плаващ или суспендиран. Това означава, че разтвореното вещество се държи от физическа и химическа гледна точка отделно от течната фаза.

-Частиците, съставляващи разтвореното вещество, обикновено са твърди, с големи размери и се виждат с просто око.

-Размерът на разтворените частици в суспензиите е близък или по-голям от 1 микрона (1 цт).

-В зависимост от размера, теглото си и с течение на времето, разтвореното вещество има тенденция към утаяване.

-Суспензиите се характеризират с това, че лесно се ресуспендират и бързо хомогенизират след механично разбъркване.

- За да поддържат суспензиите стабилни, обикновено фармацевтичната индустрия добавя повърхностно активни вещества, стабилизатори или сгъстяващи средства.

-Суспензиите имат мътна форма, не са бистри или прозрачни; както и хомогенните разтвори.

-Съставките на хетерогенни смеси, като суспензии, могат да бъдат разделени чрез прилагане на физически методи като филтрация.

Време на утаяване

Може би един от първите въпроси, за да си зададете въпроса дали веществото е суспензия или колоид, е времето на утаяване на разтвореното вещество. В истинските разтвори разтвореното вещество никога няма да се слепва и образува утайка (при условие че разтворителят не се изпарява).

Например, ако захарта се разтвори във вода, а ненаситеният разтвор се държи покрит, за да се предотврати изтичане на разтворител, на дъното на контейнера няма да се образуват захарни кристали. Същото важи и за оцветените разтвори на различни индикатори или соли (като CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O).

Въпреки това, в суспензиите разтвореното вещество завършва в определен момент и в резултат на увеличаването на взаимодействията им те се установяват на дъното. Следователно те съществуват за много кратък период от време.

Друг пример е открит в редокс-реакции, в които KMnO ₄, с интензивен лилав цвят, участва. Чрез намаляване или получаването на електрони, окисляване на химични видове, представляващи интерес, кафява утайка на МпО _{2 се образува}, която остава суспендиран в реакционната среда; много малки кафяви зърна.

След определено време (минути, часове, дни) суспензията на MnO ₂ в течността завършва, утаявайки се на дъното като "кафяв килим".

стабилност

Стабилността на суспензиите е свързана с устойчивостта на промяна на свойствата им във времето. Тази стабилност се постига с контрол на няколко фактора, включително следните:

- Суспензиите трябва лесно да се ресуспендират чрез механично разбъркване.

-Контролът на вискозитета на дисперсията, което намалява утаяването на разтвореното вещество; следователно, вискозитетът трябва да бъде висок.

-Колкото по-малък е размерът на твърдите фазови частици, толкова по-голяма е стабилността на суспензиите.

-Полезно е в суспензиите да се включват вещества като повърхностно активни вещества, емулгатори или антифризи. Това се прави с цел да се намали агрегацията или флокулацията на частиците от вътрешната фаза или твърдите частици.

-Постоянен контрол върху температурата трябва да се поддържа по време на приготвянето, разпределението, съхранението и използването на суспензиите. За да се гарантира тяхната стабилност, е важно да не ги подлагате на резки промени в температурата.

композиция

Като двуфазна система, суспензиите се състоят от два компонента: разтворена или диспергирана фаза и диспергираща фаза.

Разсеяна фаза

Разтворената или диспергирана фаза се състои от твърди частици в суспензионната смес. Не се разтваря, защото е лиофобен; това означава, че се отвращава от разтворителя за разликите си в полярността. Колкото по-лиофобен е разтворът, толкова по-кратко е неговото време на утаяване и животът на суспензията.

Също така, когато разтворените частици ненавиждат разтворителя, толкова по-голяма е тяхната склонност да се съединяват, за да образуват по-големи агрегати; достатъчно, така че размерите им вече да не са от порядъка на микрони, както беше споменато по-горе. И тогава гравитацията прави останалото: издърпва ги до дъното.

В това се крие стабилността на суспензиите. Ако агрегатите са във вискозна среда, тогава ще се намерят повече трудности да взаимодействат помежду си.

Фаза на диспергиране

Дисперсантът на суспензиите или външната фаза, като цяло, е с течен характер, но може да бъде газообразен. Компонентите на суспензиите могат да бъдат разделени чрез физични процеси като филтрация, изпаряване, декантиране или центрофугиране.

Дисперсионната фаза се характеризира с това, че е молекулно по-малка и динамична; въпреки това, увеличавайки вискозитета си, той не позволява на суспендираното разтворено вещество да има тенденция към агрегиране и утаяване.

Повърхностноактивни агенти

Суспензиите могат да съдържат повърхностно активни вещества или други дисперсанти, за да се предотврати утаяването на частици в твърда фаза. По същия начин към суспензията могат да се добавят стабилизиращи вещества, които увеличават разтворимостта и предотвратяват влошаването на частиците.

Ако специфичен газ, който би изпълнил тази функция, би могъл да бъде добавен хипотетично в прашно помещение, целият прах ще бъде отстранен от предметите при повторно суспендиране; и по този начин би било достатъчно да издухате чист въздух, за да премахнете целия прах.

Разлики между суспензия, колоиди и истински разтвори

Важно е да се подчертаят някои разлики между суспензиите, колоидите и истинските решения, за да се разбере по-добре техния състав.

-Колоидите и истинските разтвори са хомогенни смеси и следователно имат една фаза (видимо); докато суспензиите са хетерогенни смеси.

-Друга разлика между тях се състои в размера на частиците. В истински разтвор размерът на частиците варира от 1 до 10 А и те се разтварят в разтворителя.

-В истинските разтвори разтворът не остава твърд, той се разтваря, образувайки една фаза. Колоидите са междинен тип смес между истински разтвори и суспензии.

-А колоидът е хомогенна смес, образувана от разтворители, чиито частици имат размер от 10 до 10 000 Å. Както колоидите, така и суспензиите, разтвореното вещество остава твърдо и не се разтваря.

-Релутата на колоида остава суспендирана във фазата на диспергиране, не е склонна към утаяване и не се вижда с просто око. Млякото е един от многото примери за колоиден разтвор. В суспензия разтвореното вещество има тенденция да се утаява и се вижда с просто око или с лек микроскоп.

Видове

Има различни видове суспензии, които могат да бъдат класифицирани според дисперсионната среда или фаза, капацитета на утаяване; и във фармакологични въпроси, в зависимост от начина на приложение.

-Съгласно дисперсионната среда

Дисперсионната среда на суспензиите обикновено е течна, но има и газообразни среди.

Механични окачвания

Те са най-често срещаните суспензии, образувани от вече описаните фази твърда течност; като пясък в купа с вода. Съществуват обаче суспензии като описаните по-долу аерозоли.

Аерозолни спрейове

Това е вид суспензия, съставена от фини твърди частици плюс течни капчици, суспендирани в газ. Пример за това суспензия се намира в атмосферата и нейните слоеве прах и лед.

-Зависи от капацитета на утаяване

Има суспензии, които според техния капацитет на утаяване могат да бъдат класифицирани в деслокулирани суспензии и флокулирани суспензии.

Defloculated

При този тип суспензия е отблъскващата сила между частиците е важна и те се държат отделно, без флокулация. В началната фаза на образуване на суспензия не се образуват агрегати.

Скоростта на утаяване на разтвореното вещество е бавна и е трудно да се ресуспендира утайката, след като се е образувала. С други думи, дори и да са развълнувани, частиците няма да се ресуспендират; Това се случва особено при желатиновите твърди частици като Fe (OH) ₃.

Flocculated

Те представляват суспензии, в които има малко отблъскване между разтворените частици и те са склонни да образуват флоки. Скоростта на утаяване на твърдата фаза е бърза и образуваният утайка лесно се преоткрива.

-В зависимост от начина на прилагане на суспензията

Има перорални суспензии, които се прилагат лесно и обикновено имат млечен вид. Съществуват и суспензии за локална употреба, представени като кремове, мехлеми, емолиенти, протектанти, които се прилагат върху кожата или лигавиците.

Има суспензии, които могат да се прилагат чрез инжекции, и в аерозол, като салбутамол, който е бронходилататор.

Примери

Източник: Pixabay

Има много примери за суспензии в природата, в продукти и храни и във фармацевтичната индустрия на лекарства.

В природата

Атмосферата е пример за суспензия от аерозолен тип, тъй като съдържа много суспендирани твърди частици. Атмосферата съдържа сажди, фини прахови частици, сулфати, нитрати, наред с други съединения, замесени с капки вода от облаци.

Друг пример за суспензия, открита в природата, е кал или кал, която представлява смес от вода и пясък. Мътните реки, когато водата носи количество утайка, образуват суспензия.

В кухнята

Смесите, направени в кухнята чрез съединяване на брашно с вода, представляват емулсия: с останалото брашно има тенденция да се утаи. Плодовите йогурти са примери за храни, които са суспензии. Плодовите сокове, които не са били прецедени, са примери за суспензии.

По същия начин шоколадовите стърготини в чаша чича представляват доста разнородна и нестабилна суспензия. Оставяйки чичука в покой, рано или късно в долната част на чашата ще се образува слой шоколад.

Във фармацевтичната индустрия

Известни са суспензии, използвани за борба с паразитни инфекции, като мебендазол. Има и чревните стягащи вещества, които съдържат магнезиеви и алуминиеви соли, смесени с пектин и каолин.

Тези фармакологични суспензии могат да имат различни начини на приложение: локално, перорално или инжекционно. Те ще имат различни приложения, тоест служат за лечение на различни заболявания.

Наред с други има офталмологични и отични суспензии. Препоръчва се суспензията да се ресуспендира, много преди консумация, за да се гарантира дозата, предписана от лекаря.

Чаша пясък срещу чаша звезди

Някои поетични фрази казват: белите звезди висят в небето.

Въпреки че сравнението между чаша вода с суспендиран пясък и „космическа чаша“ от звезди е напълно непропорционално (и далеч нагледно), е интересно да се разглежда за момент Вселената като огромно окачване на звезди (и безброй други тела). небесен).

Ако беше така, те нямаше да се отдалечат един от друг; по-скоро, напротив, те в крайна сметка ще се групират заедно, за да образуват слой звезди на дъното на споменатия космически съд.

Препратки

1. Soult A. (04 октомври 2017 г.). Колоиди и суспензии. Химия LibreTexts. , Възстановено от: chem.libretexts.org
2. Конрой Д. (19 юли 2017 г.). 30 примера за химични суспензии. Lifeperson. Възстановена от: lifepersona.com
3. Рийд Д. (4 февруари 2018 г.). Какво е суспензията в науката? - Определение, типове и примери. Изследване. Възстановено от: study.com
4. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (03 декември 2018 г.). 4 Примери за суспензии. Възстановено от: thinkco.com
5. Wikipedia. (2018). Суспензия (химия). Възстановено от: en.wikipedia.org
6. TutorVista. (2018). Примери за суспензии. Възстановени от: chemistry.tutorvista.com
7. Quimicas.net (2018). Примери за суспензии. Възстановена от:

   quimicas.net