Download
1 / 16
160 likes | 333 Views
MAŁE JEST PIĘKNE CZYLI INTRYGUJĄCE KOLOIDY. Ziarnista struktura materii - atom. Demokryt z Abdery IV w.p.n.e. 0.1 mm = 100 m m. 1 cm = 10 000 m m. 1 mm = 1 000 m m. Lupa. Mikroskop. AFM STM. Oko. kamień 10cm. duża cząstka koloidalna 0.001mm. atomy 1/10 000 000 mm.
E N D
Ziarnista struktura materii - atom Demokryt z Abdery IV w.p.n.e.
0.1 mm = 100 mm 1 cm = 10 000 mm 1 mm = 1 000 mm Lupa Mikroskop AFM STM Oko kamień 10cm duża cząstka koloidalna 0.001mm atomy 1/10 000 000 mm nanocząstki 1/1 000 000 mm włos 0.04 mm ziarnko piasku 1 mm rozpraszanie światła KOLOIDY ? nm 1mm ROZPRASZANIE – DYSPERGOWANIE – DZIELENIE DUŻEGO NA MAŁE STOPIEŃ ROZPROSZENIA
Perrin 1870-1942 Einstein 1879-1955 Smoluchowski 1872-1917 Ruchy Browna cząstek koloidalnych
makro-cząstki cząstki koloidalne długość boku [cm] 1 0.1 0.01 0.001 0.000 1 liczba kawałków 1 1 000 1 000 000 1 000 000 000 1 000 000 000 000 masa wszystkich [g] 1 1 1 1 1 objętość wszystkich [cm3] 1 1 1 1 1 powierzchnia ścian [cm2] 6 60 600 6 000 60 000 CO DZIEJE SIĘ PRZY ROZDRABNIANIU ? Rozdrabnianie = rozwijanie powierzchni
naturalne: mleko – kropelki tłuszczu i białka w wodzie mgła, chmury– kropelki wody rozproszone w powietrzu krew – krwinki, płytki, białe ciałka w osoczu błoto - zawiesina gleby w wodzie wytworzone sztucznie: farby – barwniki, wypełniacze, substancje pokrywające w wodzie ciekłe kryształy – uporządkowane struktury drobnych cząstek kosmetyki – tłuszcze, witaminy, i wszystko to co w reklamie zawieszone w wodzie lub tłuszczu lekarstwa –czynnik aktywny rozproszony w obojętnej matrycy PRZYKŁADY UKŁADÓW KOLOIDALNYCH:
Bakteriofagi Cząstki koloidalne na włosie
Granica faz Makroskopowa faza objętościowa • gradient gęstości • odbicie, załamanie światła • gradient stałej dielektrycznej • napięcie powierzchniowe – zwilżalność • gromadzenie substancji – adsorpcja • stała gęstość • szybkość światła w ośrodku przezroczystym • stała dielektryczna • twardość lepkość) • możliwość pochłaniania innego składnika – rozpuszczanie, absorpcja Układ koloidalny – cząstki mają cechy fazy ale na własności wpływa silnie rozwinięta granica faz • ruchy Browna • efekt Tyndalla • możliwość destabilizacji • adsopcyjny wychwyt substancji z ośrodka rozpraszającego
SZCZEGÓLNE WŁASNOŚCI KOLOIDÓW Efekt Tyndala – rozpraszanie światła na cząstkach o wielkości porównywalnej z długością fali światła. Dzięki rozpraszaniu światła w dzień niebo jest niebieskie a o świcie i zmierzchu czerwone. Dzięki rozpraszaniu widzimy chmury i dym. Zastosowania: pomiar wielkości cząstek ważny dla produkcji: artykułów spożywczych, kosmetyków, farmaceutyków, papieru, cementu, farb i barwników, przeróbki kopalin
SZCZEGÓLNE WŁASNOŚCI KOLOIDÓW c.d. Ruchy Browna – bezładne ruchy cząstek koloidalnych w ośrodku rozpraszającym. Nobel dla Perrin za doświadczalne badania ruchów Browna. Teoria opracowana niezależnie przez Einsteina (1904) i Smoluchowskiego (1905) Znaczenie: stanowią efekt i pośredni dowód kinetycznych ruchów cząsteczek ośrodka. Z wielkości średniej kwadratowej przemieszczenia cząstek koloidalnych wyznaczono dokładną wartość liczby Avogadra.
gaz odpad Test na obecność antyciał w organizmie Wzbogacanie kopalin SZCZEGÓLNE WŁASNOŚCI KOLOIDÓW c.d. Stabilność – układy termodynamicznie niestabilne (charakteryzują się nadwyżką energii związaną z rozwiniętą powierzchnią); stabilizacja czasowa dzięki ładunkom elektrycznym zgromadzonym na granicy faz, wprowadzeniu na powierzchnię lub substancji powodującej powstanie tam bariery sterycznej. Destabilizacja – procesy agregacji prowadzące do zmniejszenia pola granicy faz- ścinanie białka, usuwanie zanieczyszczeń, ustalanie grupy krwi, specyficzne testy medyczne, separacja białek i komórek
Pranie czynnik aktywny błona komórkowa SZCZEGÓLNE WŁASNOŚCI KOLOIDÓW c.d. Modyfikacja powierzchni drogą adsorpcji –pienienie, zwilżalność, wychwyt substancji z ośrodka rozpraszającego, modyfikacja transportu ciepła i masy. Znaczenie i zastosowania: - filtracja i oczyszczanie ścieków, wzbogacanie rud, pranie, gaszenie pożarów, smarowanie, szkła kontaktowe, sterowanie (szybkość i miejsce) uwalnianiem substancji czynnej (w lekach, środkach ochrony roślin)
Cząstki osadzane na podkładkach w pewnych warunkach tworzą uporządkowane struktury Ciekłe kryształy, ekrany, farby lateksowe
WNIOSKI • Koloidy to bardzo powszechny stan materii występujący zarówno w naturze jak i celowo wytwarzany przez człowieka. Stanowią ogniwo pośrednie między światem atomów a światem makro dlatego możemy wiele nauczyć się o tym pierwszym badając łatwiejsze do obserwacji obiekty o rozmiarach koloidalnych. Znaczący udział powierzchni cząstek w układach koloidalnych pozwala na przeprowadzenie wielu procesów wymagających gromadzenia się substancji w obszarach granicznych, które to procesy nie zachodzą wtedy gdy substancje są równomiernie rozproszone w jakimś ośrodku. Cennym sposobem wykorzystania efektów występujących na granicach różnych obszarów jest ukierunkowane dostarczanie leków do określonych miejsc w organizmie umożliwiające kontrolowane uwalnianie aktywnego składnika w czasie. DLATEGO WARTO POZNAWAĆ i wykorzystywać intrygujące własności koloidów Zapraszamy do naszych laboratoriów!!
PODZIĘKOWANIA • Paniom: Barbarze Siwek, Marcie Kolasińskiej i Anecie Michna za pomoc w przygotowaniu tej prezentacji. • Część prezentowanych obrazów została zapożyczona z zasobów internetu. • Zdjęcia bakteriofagów otrzymano dzięki uprzejmości p.doc.Janusza Boratyńskiego z Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN we Wrocławiu.
