Характеристики на химичните суспензии, състав, видове, примери

на химически суспензии те са хетерогенна смес, образувана от разтворимо вещество, което не се разтваря в разтвора. Суспензиите са нестабилни разтвори, тъй като разтвореното вещество има особената седиментация в течение на времето.

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

Разтвореното вещество в суспензиите съдържа твърди частици с по-голям размер от тези, които се намират в истински разтвор и колоидите; следователно тя е в края на по-голям размер на частиците за тези вещества (истинско решение

Приблизителният размер на диспергираните частици на суспензиите е по-голям от десет хиляди ангстрема. Ангстрем, Å, е единица с дължина, която се равнява на десет милиардни от един метър. Може също да се каже, че ангстрем А е еквивалентен на една десет хилядна от микрон (1А = 0.0001μm).

Образуването на суспензия зависи от размера на частиците на разтвореното вещество, от свойствата на неговата разтворимост и от характеристиките на неговата смесваемост..

Разтвореното вещество на емулсиите няма смесване, което означава, че разтвореното вещество няма способността да се разтваря. Но с добавянето на емулгиращ агент (или емулгатор), емулсията се стабилизира; Това е например случаят с майонеза, където яйчен белтък функционира като емулгатор.

Във фармакологичната промишленост има различни суспензии, чието твърдо и неразтворимо вещество е активното вещество на лекарството. Тези частици се диспергират в средата, с помощта на ексципиенти, разтвореното вещество може да се държи суспендирано в сместа.

Примери за по-прости суспензии включват смес от пясък и вода; прахът, който е суспендиран във въздуха и който е гравитационно се отлага върху повърхностите; слънцезащитни, сред много други.

индекс

• 1 Характеристики на суспензиите
  • 1.1 Физически
  • 1.2 Време на утаяване
  • 1.3 Стабилност
• 2 Състав
  • 2.1 Разпръсната фаза
  • 2.2 Фаза на разпръскване
  • 2.3 Повърхностноактивни вещества
• 3 Разлики между суспензия, колоиди и истински решения. 
• 4 вида
  • 4.1 - Според средствата за разпръскване
  • 4.2 - В зависимост от капацитета на утаяване
  • 4.3 - В зависимост от начина на прилагане на суспензията
• 5 Примери
  • 5.1 В природата
  • 5.2 В кухнята
  • 5.3 Във фармацевтичната промишленост
  • 5.4 Чаша пясък срещу чаша звезди
• 6 Препратки

Характеристики на суспензиите

Има много характеристики, които позволяват да се определи суспензия и ясно да ги разграничат от истинските решения и колоидите:

физически

-Това е хетерогенна система, състояща се от две фази: твърда вътрешна и външна, образувана от флуидната или дисперсионната фаза..

-Твърдата фаза съдържа разтворено вещество, което не се разтваря в диспергиращата течност и следователно остава свободно плаващо или суспендирано. Това означава, че разтвореното вещество се поддържа, от физическа и химична гледна точка, отделено от течната фаза.

-Частиците, които образуват разтвореното вещество, са твърди, големи по размер и видими с просто око.

-Размерът на частиците на разтворените вещества в суспензиите е близък или по-голям от 1 микрона (1 μm).

-Поради размера, теглото и с течение на времето, разтвореното вещество има тенденция да се утаи.

-Суспензиите се характеризират с лесно ресуспендиране и бързо хомогенизиране след механично разбъркване.

-За да се поддържат стабилни суспензии, фармацевтичната индустрия обикновено добавя повърхностноактивни вещества, стабилизатори или сгъстители.

-Суспензиите имат мътен вид, не са прозрачни или прозрачни; както и хомогенните разтвори.

-Компонентите на хетерогенни смеси, такива като суспензии, могат да бъдат разделени чрез прилагане на физични методи като филтрация.

Време на утаяване

Може би един от първите въпроси, които трябва да се зададат относно това дали дадено вещество е суспензия или колоид, е времето на утаяване на разтвореното вещество. В истинските разтвори, разтвореното вещество никога няма да се натрупва, за да образува утайка (ако приемем, че разтворителят не се изпарява).

Например, ако захарта е разтворена във вода и ненаситеният разтвор е покрит, за да се предотврати изтичане на разтворителя, на дъното на контейнера няма да се образуват кристали на захар. Същото се отнася и за цветни разтвори с различни индикатори или соли (като CuSO₄5Н₂О).

Обаче, в суспензията, разтвореното вещество в крайна сметка се групира в определено време и в резултат на увеличаването на неговите взаимодействия, се утаява на заден план. Следователно те съществуват за много кратък период от време.

Друг пример се среща в окислително-редукционните реакции, в които участва KMnO₄, тъмнолилав. Чрез редуциране или получаване на електрони, окисляващи химичните видове, които представляват интерес, се образува кафява утайка от MnO₂ който остава суспендиран в реакционната среда; много малки кафяви зърна.

След известно време (минути, часове, дни), суспензията на MnO₂ в течността завършва до утаяване на фона като "кафяв килим".

стабилност

Стабилността на суспензиите е свързана с устойчивостта на промяната на техните свойства с течение на времето. Тази стабилност се постига с контрола на няколко фактора, които включват следното:

-Суспензиите трябва лесно да се ресуспендират чрез механично разбъркване.

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

-Колкото по-малък е размерът на частиците на твърдата фаза, толкова по-голяма е стабилността на суспензиите.

-Включването в суспензии на вещества като повърхностно активни вещества, емулгатори или антифризи е полезно. Това се прави с цел да се намали агрегирането или флокулирането на частиците на вътрешната фаза или на твърдите частици.

-По време на подготовката, разпределението, съхранението и използването на суспензиите трябва да се поддържа постоянен контрол на температурата. За да се гарантира тяхната стабилност, е важно да не се подлагат на внезапни промени в температурата.

композиция

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

Диспергирана фаза

Разтворената или диспергирана фаза се образува от твърди частици в сместа на суспензията. Тя не се разтваря, защото е лиофобна; това означава, че разтворителят страда от разликите си в полярността. Колкото по-лиофобно е разтвореното вещество, толкова по-кратко е времето за утаяване и живота на суспензията.

По подобен начин, когато разтворените частици се отвращават от разтворителя, тенденцията ще бъде да се групират заедно, за да образуват по-големи агрегати; достатъчно, така че размерите им да престанат да бъдат от порядъка на микрона, както беше споменато по-рано. И тогава гравитацията прави останалото: тя ги привлича към дъното.

Тук лежи стабилността на суспензиите. Ако агрегатите са в вискозна среда, тогава ще се открият повече трудности, така че те да могат да си взаимодействат.

Фаза на диспергиране

Диспергаторът на суспензиите или външната фаза, по принцип, е течен по природа, но може да бъде газообразен. Компонентите на суспензиите могат да бъдат разделени чрез физични процеси като филтриране, изпаряване, декантиране или центрофугиране.

Дисперсионната фаза се характеризира с това, че е молекулярно по-малка и по-динамична; въпреки това, чрез увеличаване на неговия вискозитет, той пречи на суспендираното вещество да се стреми да агрегира и утаява.

повърхностноактивни

Суспензиите могат да съдържат повърхностно активни вещества или други диспергиращи средства, за да се предотврати утаяването на частиците на твърдата фаза. Също така към суспензията могат да се добавят стабилизиращи вещества, които повишават разтворимостта и предотвратяват влошаването на частиците.

Ако може хипотетично да добави специфичен газ, който да изпълни тази функция в прахообразна стая, целият прах ще бъде отстранен от обектите при повторно суспендиране; и така, щеше да е достатъчно да издухаят свеж въздух, за да отстрани целия прах.

Разлики между суспензия, колоиди и истински решения. 

Важно е да се подчертаят някои различия 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 (видима); докато суспензиите са хетерогенни смеси.

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

-В истинските разтвори разтвореното вещество не остава твърдо, разтваря се като образува една фаза. Колоидите са междинен тип смеси между истински разтвори и суспензии.

-Колоидът е хомогенна смес, образувана от разтворени вещества, чиито частици имат размер от 10 до 10 000 А. И в двата колоида и в суспензията, разтвореното вещество остава твърдо и не се разтваря.

-Разтвореното вещество на колоида остава суспендирано в диспергиращата фаза, не е склонно да се утаи и не се вижда с просто око. Млякото е един от многото примери за колоиден разтвор. В суспензията, разтвореното вещество има тенденция да се утаи и е видимо с невъоръжено око или с оптичен микроскоп.

тип

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

-Според средствата за разпръскване

Средствата за диспергиране на суспензии като цяло са течни, но има и газообразни среди.

Механични окачвания

Те са най-честите суспензии, образувани от вече описаните твърдо-течни фази; като пясък в съд с вода. Обаче има суспензии като аерозолите, които са описани по-долу.

аерозоли

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

-В зависимост от капацитета на утаяване

Има суспензии, които според капацитета на утаяване могат да бъдат класифицирани в дефлокулирани суспензии и флокулирани суспензии.

Можете дефлокулирана

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

Скоростта на утаяване на разтвореното вещество е бавна и е трудно да се ресуспендира утайката, след като тя се образува. С други думи, дори ако са разбъркани, частиците отново няма да бъдат прекъснати; това се случва особено при желатиновите твърди вещества, като Fe (OH)₃.

утаител

Те са суспензии, в които има малко отблъскване между частиците на разтворените вещества и те са склонни да образуват флокули. Скоростта на утаяване на твърдата фаза е бърза и образуваната утайка лесно се диспергира.

-В зависимост от начина на прилагане на суспензията

Има перорални суспензии, които са лесни за приложение и обикновено изглеждат млечни. Има също суспензии за локално приложение, представени като кремове, мехлеми, омекотители, защитни, които се прилагат върху кожата или лигавиците..

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

Примери

Съществуват многобройни примери за суспензии в природата, в продукти и храни и във фармацевтичната индустрия.

В природата

Атмосферата е пример за суспензия от аерозолен тип, тъй като тя съдържа много суспендирани твърди частици. Атмосферата съдържа сажди, фини частици прах, сулфати, нитрати, между другите съединения, разпръснати с водни капчици в облаците..

Друг пример за окачване в природата е кал или кал, която е смес от вода и пясък. Калните реки, когато водата засмуква количество утайки, образуват суспензия.

В кухнята

Смесите, направени в кухнята, когато се свързва брашното с водата, съставляват емулсия: с останалите брашното има склонност към утаяване. Йогуртите с плодове са примери за храни, които са суспензии. Плодовите сокове, които не са преминали през сита, са примери за суспензии.

По същия начин шоколадовите искри в чаша чича представляват много хетерогенна и нестабилна суспензия. Оставяйки чича в покой, рано или късно се образува слой шоколад в дъното на стъклото.

Във фармацевтичната индустрия

Известни са суспензии, използвани за борба с паразитни инфекции, като мебендазол. Има и чревни средства, съдържащи магнезиеви и алуминиеви соли, смесени с пектин и каолин.

Тези фармакологични суспензии могат да имат различни начини на приложение: локални, орални или инжекционни. Те ще имат различна употреба, т.е. те служат за лечение на няколко заболявания.

Има офталмологични, ушни суспензии, между другото. Препоръчително е суспензията да се ресуспендира или преди консумация, за да се гарантира предписаната от лекаря доза.

Чаша пясък срещу чаша звезди

Някои поетични фрази казват: бели звезди, окачени в небето.

Докато е напълно непропорционално (и необичайно) сравнението между чаша вода със суспендиран пясък и "космическото стъкло" на звездите, интересно е да се помисли за момент Вселената като огромна суспензия от звезди (и множество други тела) небесен).

Ако е така, те няма да се отдалечат един от друг; напротив, накрая те ще се групират заедно, за да образуват слой от звезди на дъното на споменатия космически съд.

препратки

1. Soult A. (4 октомври 2017 г.). Колоиди и суспензии. Химия LibreTexts.. Изтеглено от: chem.libretexts.org
2. Конрой Д. (19 юли 2017 г.). 30 примера за химични суспензии. Lifepersona. Изтеглено от: lifepersona.com
3. Reid D. (4 февруари 2018 г.). Какво е суспензията в науката? - Дефиниция, типове и примери. Изследване. Изтеглено от: study.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 декември 2018 г.). 4 Примери за спиране. Изтеглено от: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2018). Суспензия (химия). Изтеглено от: en.wikipedia.org
6. TutorVista. (2018). Примери за спиране. Изтеглено от: chemistry.tutorvista.com
7. Quimicas.net (2018). Примери за спиране. Извлечено от:
   quimicas.net