Микрогетерогенді жүйелер

Беттік белсенді заттардың тіршілікте жә не мұ най ө ң дірісінде маң ызы зор микрогетерогенді жү йелердің суспензия жә не эмульсия сияқ ты тү рлерін жасақ тауғ а ролі ө те ерекше. Суспензия кезінде қ атты дисперсті фаза бө лшектерінің сулы ортада тұ рақ тылығ ы ББЗ молекуласының қ атысуына тікелей байланысты. Эмульсияның негізгі шарты – дисперсіленуші фазаның дисперсті ортада ерімеуі. Эмульсияның екі тү рі бар: 1. майдың судағ ы эмульсиясы, 2. судың майдағ ы эмульсиясы. Эмульсияның тү рлерінің жақ сы сақ талуында ББЗ молекулаларының ролі ө те зор. Олар дисперсіленген бө лшектерге адсорбцияланады. Фазалар шегінде олар сольват қ абатын жасақ тайды. Мысалы, қ аймақ ты сү т эмульсиясының тұ рақ тылығ ына сү т қ ұ рамындағ ы белоктардың тигізер ә сері ө те зор, олар майдың сыртқ ы қ абатын ө здерінің радикалдар жағ ымен қ оршап тұ рады. Ал қ ан қ ұ рамындағ ы оның қ ызыл тү йіршіктері эмульсиясының тұ рақ тылығ ына белоктар, амин қ ышқ ылдары т.б. молекулалар эмульгатор ролін атқ арады. Адам организмі майды эмульсия тү рінде қ орытады. Сү т, қ аймақ, сары май бұ лар эмульсияның мысалдары. Ал ө сімдік немесе жануар майын тамақ ретінде пайдаланғ ан кезде оларды эмульсияғ а айналдыру алғ ашында асқ азанда жү реді, одан кейін жің ішке ішекте жалғ асады. Эмульсияның тү зілуіне кө мектесетін ө т, ө йткені оның қ ұ рамында хол қ ышқ ылдары кіреді, сілтілік ортада олардың тұ здары жақ сы эмульгаторлар. Ал судың майдағ ы эмульсиясына сары май, маргарин жатады. Бұ ғ ан сонымен қ атар жер астынан ө ндірілетін мұ найды да алуғ а болады. Бұ нда су тү йіршіктері эмульсиялары ББЗ молекулалары кө мегімен мұ най ішінде сақ талады.

Енді осы қ арастырғ ан мысалдар негізінде сабын жә не басқ а да кір алғ ыш ұ нтақ тар қ ұ рамындағ ы ББЗ молекулаларының кірді алудағ ы ролін негізінде қ арастырайық.

Кез келген бет ү стіне жабысқ ан кір бө лшегі гидрофобты, яғ ни оғ ан су жұ қ пайды. Сондық тан бет ү стінен кір бө лшегін алу ү шін ББЗ – дың коллойдты ерітінділері қ олданылады. ББЗ ерітіндісі немесе сабынның сулы ерітіндісіндегі ББЗ молекулалары ө здерінің кө мірсутек радикалдары жағ ымен кір бө лшегі ү стіне адсорбцияланады. Мұ ның нә тижесінде ББЗ ерітіндісінің концентрациясы ө згермейді. Олардың саны ББЗ мицелінің ыдырауымен толтырылады. БАЗ молекулалары қ атты кірге жә не тазаланатын бетке адсорбцияланып, олардың арасына біртіндеп енеді. Мұ ның нә тижесінде оларды бір бірінен ажырататын қ ысым пайда болады. Кір бө лшектері су ерітіндісіне кө теріліп, эмульсияғ а не суспензияғ а ұ шырайды, ал БАЗ молекулалары бұ л процестерде кір бө лшектерінің беттен алшақ тауында ү лкен роль атқ арады.

Кө біктер деп дисперсті фаза – газ, ал дисперсионды орта сұ йық болатын ірі дисперсті, жоғ ары концентрациялы системаларды айтады. Кө бікті газдың сұ йық тық тағ ы концентрациялы эмульсиясы деп қ арастыруғ а болады. Егер системада газдың концентрациясы аз болатың болса, онда оның кө піршіктері шар тә різдес болады да, ө зара бірікпей сұ йық тық кө лемінде еркін қ озғ алыста болады. Мысалы, қ атты ағ ынды кран суын жә не жоғ ары қ ысымдағ ы кө мір диоксиді мен қ анық қ ан суды алатың болсақ, олар сү ттей ақ тү сті болып келеді, яғ ни бө где бір бө лшектермен, жү зінділермен ластанғ андай болып кө рінеді. Ол қ ысымның тө мендеуіне байланысты ерітіндіден бө лінетін газ кө піршіктері. Газ кө піршіктері эмульсия тү сіп тез жіктеледі де, су тез арада мө лдірленеді. Бұ л типтегі системаларды кө біктер деп атамай, жай ғ ана газдардың сұ йық тық тағ ы эмульсиясы деп атайды. Нағ ыз кө біктерде газ фазасы система кө лемінің негізгі бө лімін (98-99%) қ ұ райды. Газ кө піршіктері сұ йық тақ тың ө те жұ қ а қ абатымен бө лінген кө п қ ырлы формада болады. Кө бік структурасы ұ яшық типтес болады. Бұ л типтегі кө біктер эмульсиялар сияқ ты тұ рақ сыз. Кө біктер газ кө піршіктермен сұ йық тың жанасу беті ө те ү лекен болғ андық тан жә не система тұ рақ ты кү йге келу ү шін шектеулі беті кішірейетіндіктен, олар тез бү лінеді, яғ ни тұ рақ сыз болады. Тұ рақ ты кө бік алу ү шін системағ а беттік энергияны кішірейтетін ү шінші компонент – стабилизатор қ осу керек. Кө біктін тұ рақ тылығ ын арттыратын заттарды кө бік тү згіштер деп атайды. Кө бік тү згіштер ретінде сабындар, жоғ ары молекулалы қ осылыстар, фенол жә не т.б. заттар пайданылады. Стабилизаторлар газ – ерітінді жанасу бетінде адсорпцияланып, механикалық берік жә не бағ ытталғ ан молекулалар қ абатың тү зеді. Сондық тан кө біктердің тұ рақ тылығ ы артады.

Эмульсиялар бір – бірінде ерімейтін сұ йық тардың ірі дисперсті қ оспалары. Бұ л типтегі системаларда бір сұ йық тық дисперсионды орта ролін атқ арса, екіншісі біріншісінде ө те ұ сақ бө лшектер тү рінде таралып, дисперсті фаза ролін атқ арады. Эмульсиялар табиғ атта кө п таралғ ан. Мысалы, мұ най, тү рлі шырындар, сү т, сары май, маргарин, қ аймақ жә не т.б.

Ә детте, эмульсиялар судан жә не «май» деп аталатын екінші сұ йық тан тұ рады.«Май» ролін сумен араласпайтын кез келген сұ йық тық атқ арады. Мысалы, эмульсия қ ұ рамына кіретін сумен араласпайтын сұ йық тық тар: бензин, керосин, бензол, минерал, жануар жә не ө сімдік майлары жә не т.б. полярсыз сұ йық тық тар майлар деп белгіленеді. Екі сұ йық тық ты бірінде бірін дисперстеу арқ ылы судағ ы май (М/С) жә не майдағ ы су (С/М) эмульсиясы тү рлерін алуғ а болады. Мысалы, бензолды суда дисперстеу арқ ылы оның судағ ы эмульсиясын жә не керісінше суды бензолда дисперстеу арқ ылы судың бензолдағ ы эмульсиясын алуғ а болады. Бірінші жағ дайда судағ ы май (М/С), ал екінші жағ дайда майдағ ы су (С/М) эмульсиясын аламыз.

Эмульсияны дисперсионды ортаның қ асиетіне қ арай ү шке бө луге болады: 1) Ө зінің дисперсионды ортасымен сә йкес келетін сұ йық тармен еркін араласатын эмульсиялар; 2) дисперсионды ортада ерімтал бояулармен оң ай боялатын эмульсиялар; 3) электр ө ткізгіштігі жоғ ары эмульсиялар. Ә детте, судағ ы май типтес эмульсиялар майдағ ы су типтес эмульсияларғ а қ арағ анда электр тогын ә лде қ айда жақ сы ө ткізеді. Қ ұ рамындағ ы дисперсті фазаның мө лшеріне байланысты эмульсияларды тағ ы да ү ш топқ а боледі: 1) сұ йық эмульсиялар, 2) концентрациялы эмульсиялар; 3) жоғ ары концентрациялы эмульсиялар.