الرئيسية
الرحيم !والصلاة والسلام على اشرف الانبياء والمرسلين
سيدنا محمد وعلى اله وصحبه وسلم تسليما ً كثيرا ً..!
..
.
.
بحث مختصر عن بعض خصائص الكيمياء ( مادة الغرويات )
..
.
.
تعريف الغرويات !
..
.
ان كلمة ماده غروانيه او شبه غروانيه(colloids)هي مشتقه من الكلمتين اليونانيتين (kolla ) وتعني غروانيه او صمغيه و (Oeid) وتعني شبه. بناء على ذلك فان الماده الغروانيه تكون على شكل دقائق صغيره جدا مبعثره في السائل.وغالبا ما تكون هذه الدقائق الصغيره صلبه، واحيانا تكون قطيرات صغيره سائله او فقاعات غازيه. وتتميز المواد الغروانيه بكون نسبة مساحة السطح الى الحجم مرتفعه جدا. يتراوح قطر الدقائق او الحبييات الغروانيه بين (5) الى (100) نانومتر. ويتكون المحلول الغروي عادة من طورين,حيث توجد مسافه بين كل حبيبه واخرى في الوسط الغروي , ويسمى الوسط الذي يفصل بين الحبيبات او الدقائق الغروانيه بواسطة التبعثر(dispersion Meium ) .
من الممكن تصنيف المحاليل الغروانيه(سول) الناتجه عن انحلال ماده صلب في سائل في مجموعتين:
1/ المحاليل الغروانية التي تخشى المذيب ( الصادة للماء : lyophobiec sols)
تستعمل هذه التسمية للتحلاليل الغروانية اذا كان الوسط المذيب هو الماء ،
وكان اول من استعمل هذه التسمية هو العالم الفرنسي جان بيران في حالة محاليل الذهب او كبيرت الزرنيخ في الماء ، حيث تبين ان هذه المركبات لديها الفة صغيرة جدا بالنسبة للماء .
ويستعمل حاليا اصطلاح الرابطة الصادة للماء (hydrophobie bond) وذلك في حالة المحاليل الغروانية عندما تكون المادة المتبعثرة غير قطبية ،
بحيث يؤدي وجودها مع بعضها الى تقليل الرابطة الهيدروجينية بين جزيئات الماء .
من المعروف بان المحاليل الغروانية الصادة للماء تكون غير مستقرة ، ففي حال تبخرها ، فانه من العسير اعادة انحلالها في محلول غرواني . كذلك ، فعندما تضاف مادة كهربائية (ناقلة للتيار الكهربائي) الى محلول غرواني صاد للماء ، فان ذلك يؤدي الى التخثر والترسيب .
2/ المحاليل الغروانية المحبة للمذيب (lyophibic sols)
وتتميز هذه المحاليل بوجود الفة كبيرة بين المادة المتبعثرة والوسط المذيب ، وبالتالي فان هذه المحاليل تكون مستقرة وتشبه الى حد كبير المحاليل الحقيقية .
الخصائص العامة :
ان معظم الغروانيات تكون ذات ابعاد ثلاثة ، كذلك توجد غروانيات ذات بعدين او بعد واحد ، من الميزات الرئيسية للمحاليل الغروانية كون الشبه بين مساحة سطح الحبيبات الى حجمها مرتفعا . وفي هذا المجال يعرف عامل التبعثر على ان النسبة بين سطح الذرات الى عددها في الجزيء الغرواني . ان عامل التبعثر للجزيئات الغروانية ذات الابعاد المختلفة يتراوح بين 0.15 الى 0.003 .
وتمتد خصائص الغروانيات بصورة رئيسية على الوسط المذيب ونوعه وتركيبه . وبالتالي فانه يتم تصنفيها ضمن مجموعات مختلفة ، وللحصول على معلومات اساسية عن المحاليل الغروانية يتطلب قاعدة علمية واسعة تشمل ميادين مختلفة . لقد ادى ذلك الى قيام دراسات نظرية وعملية عديدة مثل الدراسات الكهربائية وتبعثر الضوء ودراسة الطيف وتفاعلات فاندرفالس والخصائص الكهربائية للطبقات الثنائية والمجهر الالكتروني ونظرية امتزاز الغازات والمسبر الفوتوني وغيرها من اجهزة التحليل الطيفية .
ومن الخصائص الفيزيائية المهمة للغروانيات قدرتها على الانتشار والحركة البروانية (Brownian motion) والاسترشاد الكهربائي والتناضح (osmosis) والانسياب ، هذا الا جانب الخصائص الميكانيكية والضوئية والكهربائية . من جهة اخرى ، فان قابلية الغروانيات للتفاعلات الكيميائية والامتزاز تلعب دورا مهما وفي بعض الاحيان يكون حاسما في تحديد خصائصها من الناحية الصناعية وغيرها .
تشكل الغروانيات :
تتشكل الغروانيات اما بطريقة التنمية او التجمع او التكسير . ان طريقة التنمية تحتاج الى الجزئيات الاساسية للمادة الغروانية هي تكثيف البخار للحصول على قطرات سائلة من المادة ثم تتصلب بدورها . من المؤكد بان نمو الغروانيات يتم التحكم به عن طريق وجود المادة الاساسية في الاتجاه المناسب للالتحام والارتباط مع نواة التجمع ومتطلبات طاقة الربط مع سطح نواة التجمع .
وتتميز عملية تشكل الغروانيات عبر طريقة التكسير والتي تستعمل كثيرا في انه من الصعب التوفيق بين التجارب والملاحظات العلمية ضمن صيغة موحدة لتفتيت الغروانيات ، وذلك بسبب العوامل الكثيرة التي تتداخل في عملية التكسير او التفتيت . لذلك تبقى هذه العملية من الناحية الصناعية كفن وليس علما ينهج اسلوبا واضحا .
حجم الجزيء الغروي
ان ابسط الطرق المساعدة على تحديد حجم الجزيء الغروي وابعاده هي المجهر الالكتروني المسحي (scanning) والنافذ (transmission).
ان قوة فصل الجهاز (resolution) ليست كافية لتحديد ابعاد الجزيء الغروي . لذلك تستمعل طرق اخرى غير مباشرة لتحديد ابعاد الجزيء الغروي نذكر منها طرق الترسيب والنبذ والناقلية الكهربائية والتبعثر الضوئي وانعراج الاشعة السينية وامتزاز الغاز والمادة المذابة . عند اختيار أي من هذه الطرق يجب توخي الحذر بناء على الفرضيات المستخدمة في هذه الطرق لتحديد ابعاد الجزيء . على سبيل المثال فاننا نجد ان اجهزة قياس الناقلية تعتمد على الشكل الكروي للجزيئات الغروانية ، بينما طريقة تبعثر الضوء تكون صالحة في حالة كون شكل الجزيء الغروي معروفا .
يتم تحديد خواص النافذية (permeability) والمسامية (porosity) للمواد الغروانية باستخدام طرق امتزاز الغازات او المواد المذابة والتي تؤدي الى معرفة مساحة سطح الجزيء الغروي . اما درجة التبلور او التعدد البلوري فيتم معرفتها باستخدام طريقة انعراج الاشعة السينية (x-ray diffraction).
الخصائص الكيميائية :
تتم دراسة الخصائص الغروانية باستخدام أي من الاجهزة المستخدمة عادة في تحديد الخصائص الكيميائية للمركبات مثل جهاز التحليل الكتلوي ومطياف رامان والاشعة تحت الحمراء والتي تعطي معلومات عن طبيعة الروابط الكيميائية وانعراج الاشعة السينية واجهزة التحليل الفوتوالكتروني وغيرها من الاجهزة الطيفية التي تستخدم لدراسة السطوح وتركيبها .
ان المعلومات التي يمكن الحصول عليها من هذه الاجهزة تتميز بطبيعة كيفية تركيب المادة الغروانية وطبيعة الروابط الكيميائية وكذلك كمية المادة الموجودة .
الاخطار الناتجة عن بعض المركبات الغروانية :
انه من الممكن تحديد الاخطار التي قد تنجم عن المواد الغروانية ضمن فئتين رئيسيتين :
1/ نظرا لكبر مساحة سطح المواد الغروانية ، فاذا كانت قابلة للتأكسد ووجدت في وسط مؤكسد فانها تتفاعل بسرعة كبيرة قريبة للانفجار او قد تنفجر .
2/ بما ان حجم الجزيئات الغروانية صغير نسبيا ، فانه يتم استنشاقها وتدخل الى الجسم وتتركز احيانا في الرئتين ، خاصة اذا كان قطرها بحدود 6-10 م (1 um) . مما يؤدي الى وجود امراض الحساسية المختلفة في حالة استنشاق غبار البيت والسجاد . في بعض الحالات يكون الخطر قاتلا عند استنشاق الالياف الزجاجية (اسبستوس) وغبار الفحم الحجري وغيرها .
شرح مبسط عن الغرويات !
أن نعرف أن أي محلول لابد أن يتكون من مادة مذيبة ومذابة ..
.. المحلول الحقيقي هو :
.. خليط متجانس يتكون من مادتين أوأكثر ..
.. أحدهما نسميها المادة المذيبة وهي التي تكون نسبة وجودها أكبر (وفي الغالب يكون الماء) ..
.. والأخرى المادة المُذابة وهي التي تكون نسبة وجودها أقل ..
.. مثال محلول السكر ( المادة المذيبة الماء - المادة المذابة السكر ) ..
.. مثال آخر ( لتأكيد الفهم ) محلول الملح ( المادة المذيبة الماء -المادة المُذابة الملح ) ..
.. ( إلى هنا إوكيه ؟؟ نكمل ) ..
.. مالسبب الذي جعلنا نطلق عليه محلول متجانس..
.. لأننا لانستطيع تمييز جزيئات المادة المذابة ( كالسكر والملح) ..
.. من جزيئات المادة المذابة ..
.. هل تُرى جزيئات الملح والسكر بالعين المجردة .. بالطبع لا
.. هل حدث تكتل لها في الماء .. بالطبع لا
.. هذا هو التجانس..
.. ننتقل الآن للمعلقات ..
.. هو المحلول الذي يحدث فيه تعلق بين المادة الصلبة (المادة المذابة) ..
.. عند محاولة تذوبيها في مادة سائلة ( المادة المذيبة) ..
.. فتكون النتيجة حدوث ترسب للمادة المذابة لكبر حجم جزيئاتها ..
.. مثال للتوضيح ..
.. عند وضع كمية من الرمل في الماء ..
.. هل يذوب .. بالطبع لا ..
.. هل نستطيع تمييز جزيئاته عن جزيئات الماء .. بالطبع نعم ..
.. إذا هو لم يُحقق شرط التجانس فهو ليس محلول حقيقي بل هو من المعلقات ..
.. ننتقل الآن للمستحلبات ..
.. بنفس فكرة المعلقات ..
.. ولكنها كانت مادة صلبة في سائلة ..
.. هنا في المستحلبات حدوث تعلق مادة سائلة في مادة سائلة أخرى ..
.. مثال للتوضبح ..
.. عند وضع الزيت في الماء ..
.. هل يذوب ..؟؟ بالطبع لا ..
.. هل نستطيع تمييز جزيئاته عن جزيئات الماء .. بالطبع نعم ..
.. إذا هو لم يُحقق شرط التجانس فهو ليس محلول حقيقي بل هو من المستحلبات ..
.. ننتقل الآن لآخر نقطة وهي الغرويات ..
.. تعريف الحالة الغروية هو قدرة المادة على التغير من الحالة السائلة للحالة الشبة الصلبة ..
.. لتقريب لك المعلومة بإمكاني أشبهها لك بالجلي ..
.. ( عارفته..؟؟ لازم تعرفينه رمضان على الأبواب ) ..
.. ( دائما" لما نحضّر الجلي نذوبه في سائل هو الماء ) ..
.. ( ثم يتم تبريده في الثلاجة فيتحول لمادة شبة صلبة ) ..
.. المادة الغروية تشبه القوام الجيلاتيني الهلامي اللزج المرن كماهو في الجلي
الغرويات وطرق تحضيرها :
الحالة الغروية :
عند إذابة كمية من السكر أو ملح الطعام في قليل من الماء نلاحظ أن السكر أو الملح يذوب تماما في الماء ولا يمكن فصلهما لا بالترشيح ولا بالترويق ويسمى بالمحلول الحقيقي .
أما إذا وضع قليل من الرمل في كمية من الماء ورج هذا المحلول فإننا نحصل على معلق من الرمل في الماء يمكن رؤية جسيمات (دقائق) الرمل بالعين المجردة وإذا ترك هذا المخلوط تتجمع جزيئات الرمل في قاع الإناء .
وبين هاتين الحالتين حالة تسمى الحالة الغروية يكون حجم الدقائق فيها وسطا بين حجم دقائق المعلقات وحجم جزيئات المحاليل الحقيقية , تسمى هذه الحالة الغروية .
طرق تحضير المحاليل الغروية :
توجد طريقتين لتحضير الغرويات :
1. طرق تعتمد على تفتيت المادة حتى تصبح حجم جسيماتها في النطاق الغروي , وتسمى (طرق الانتشار) .
2. طرق تعتمد على تجميع جزيئات المحاليل الحقيقية حتى تكبر ويصبح حجمها في النطاق الغروي وتسمى بطرق ( التجميع أو التكثيف ) .
أولا : طرق الإنتشار :
تنقسم إلى : الطرق الميكانيكية , الطريقة الكهربية , الببتنة (التجزئة) , الموجات فوق السمعية .
أ. الطرق الميكانيكية : في هذه الحالة تطحن المادة حتى يصل حجم جسيماتها إلى النطاق الغروي وذلك في آلات خاصة تسمى بالمطاحن الغروية .
ب. الطريقة الكهربية : تجرى هذه العملية في خلية تحليل كهربي حيث تكون مادة الكاثود من الفلز المراد إنتشاره والإلكتروليت عبارة عن محلول هيدروكسيد صوديوم , ويمرر تيار عالي الشدة فيتحرر الصوديوم عند الكاثود ويكون مملغم مع الفلز ويتفاعل الصوديوم في هذا المملغم مع الماء بسرعه في المحلول فينتشر الفلز في الحالة الغروية في المحلول الإلكتروليتي .
ج. الببتنة (التجزئة) : هي عملية يمكن بواسطتها تحويل المادة من حالة غير غروية إلى حالة غروية وذلك بتأثير مذيب أو أي مادة مضافة تعرف بالعامل المجزئ أو عامل الببتنة .
تعتمد الببتنة بصفة عامة على إمتزاز الوسط الناشر بواسطة الصنف المنتشر وهذا ممكن الحدوث في حالة المواد التي تكون صول محب للمذيب (ليوفيلي) .
مثال توضيحي: يتحول هيدروكسيد الألمونيوم حديث التحضير إلى الحالة الغروية بإضافة قليل من حمض الهيدروكلوريك المخفف ( يعتبر الحمض هنا هو عامل الببتنة ) .
د. الموجات فوق السمعية : هي موجات صوتية ذات ذبذبات عالية لا يمكن للأذن الإحساس بها ولها طاقة عالية تمكنها من تفتيت المادة إلى جسيمات حجمها يقع في النطاق الغروي .
الغـرويات The Colloids
....
اسير الحب المنسي
مشرف المنتديات الطلابية
» صيانة سخانات في دبي 0543747022 emiratefix.com
» تركيب و تصليح سخانات مركزية في عجمان 0543747022
» تركيب و تصليح سخانات مركزية في عجمان 0543747022
» تصليح أفران في دبي 0543747022 emiratefix.com
» تصليح أفران في دبي 0543747022 emiratefix.com
» تصليح ثلاجات في دبي emiratefix.com 0543747022
» تصليح سخانات في دبي - 0543747022 (الشمسية و المركزية) emiratefix.com
» تركيب و تصليح سخانات مركزية في الشارقة 0543747022
» اداة ذكاء اصطناعي للباحثين وطلاب الدراسات العليا