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Was sind verstreute Systeme?
A verstreutes System ist eine Mischung zwischen zwei oder mehr Substanzen, entweder einfach oder zusammengesetzt, in denen eine diskontinuierliche Phase vorliegt.
Dispersionen sind Systeme, in denen eine Substanz in einer anderen Substanz dispergiert ist. Die Dispersionen können homogen oder heterogen sein; die disperse Phase, typischerweise einige Partikel, kann oder kann nicht von dem Medium, in dem sie dispergiert ist, unterschieden werden.
Dispersionen können in vielen Substanzen in der pharmazeutischen Industrie gefunden werden. Von Lösungen recht großer Moleküle wie Albumin und Polysacchariden bis hin zu flüssigen Nano- und Mikrosuspensionen sowie Emulsionen und groben Suspensionen.
Mit physikalisch unterscheidbaren Phasen können Dispersionen Eigenschaften aufweisen, die sich von denen echter Lösungen unterscheiden, wie z. B. Partikelaggregation und -einstellung.
In jedem verstreuten System gibt es zwei verschiedene Sätze: das dispergierte und das Dispergiermittel. Die dispergierte Phase bezieht sich auf diejenige, die in der anderen Phase, die als Dispergiermittel bezeichnet wird, verteilt ist.
Dispergierte Systeme können auf verschiedene Arten klassifiziert werden, einschließlich, wie groß die Partikel im Verhältnis zu den Partikeln der kontinuierlichen Phase sind, unabhängig davon, ob Niederschlag auftritt.
Haupttypen von dispersen Systemen
Suspensionen
Eine Suspension ist eine heterogene Mischung, die feste Partikel enthält, die groß genug sind, um sedimentiert zu werden.
In den Suspensionen zeigt die heterogene Mischung die gelösten Teilchen in dem Medium suspendiert und nicht vollständig gelöst. Sie können makroskopische oder grobe Dispersionen oder feine Dispersionen sein.
Die Partikel der Suspension sind für das bloße menschliche Auge sichtbar. In Suspensionen schweben die Teilchen frei in einem Lösungsmittel.
Die innere Phase (fest) wird durch mechanische Bewegung unter Verwendung bestimmter Hilfsstoffe oder Suspendiermittel durch die äußere Phase (Flüssigkeit) dispergiert.
Ein deutliches Beispiel für eine Suspension ist Sand oder Erde in Wasser. Die von der Erde herabhängenden Partikel sind unter einem Mikroskop sichtbar und setzen sich im Laufe der Zeit ab, wenn sie nicht gestört werden.
Diese Eigenschaft unterscheidet die Kolloide von den Suspensionen, da in den Kolloiden die Teilchen kleiner sind und sich nicht absetzen.
Die Kolloide und Suspensionen wiederum sind von den Lösungen verschieden, da die gelöste Substanz nicht als Feststoff existiert und das Lösungsmittel und der gelöste Stoff homogen vermischt sind.
Eine Suspension von Flüssigkeitströpfchen oder festen feinen Teilchen in einem Gas wird als Aerosol bezeichnet. Zum Beispiel kann in der Atmosphäre in Form von Teilchen der Erde, Meersalz, Nitrate und Wolkentropfen gefunden werden.
Die Suspensionen werden basierend auf ihrer dispergierten Phase und ihrem Dispersionsmedium klassifiziert. Das Dispersionsmedium ist im Wesentlichen ein Feststoff, während die dispergierte Phase eine Flüssigkeit, ein Gas oder ein Feststoff sein kann.
Aus thermodynamischer Sicht sind die Suspensionen instabil. Es kann jedoch über einen Zeitraum stabilisiert werden, der seine Lebensdauer bestimmt. Dies ist in der Industrie nützlich, wenn es darum geht, ein Qualitätsprodukt für die Verbraucher zu etablieren.
Kolloide oder kolloidale Systeme
Ein Kolloid ist eine Mischung, in der eine Substanz von unlöslichen Partikeln, die mikroskopisch dispergiert sind, durch eine andere Substanz suspendiert sind.
Manchmal können Kolloide das Aussehen einer Lösung haben, so dass sie durch ihre physikalischen und chemischen Transporteigenschaften identifiziert und charakterisiert werden.
Anders als bei einer Lösung, bei der das Lösungsmittel und der gelöste Stoff nur eine Phase bilden, hat ein Kolloid eine dispergierte Phase (die suspendierten Teilchen) und eine kontinuierliche Phase (das Medium der Suspension).
Um als Kolloid qualifiziert zu sein, sollte sich eine Mischung nicht absetzen oder es sollte lange dauern, sich merklich abzusetzen.
Die Teilchen der dispergierten Phase haben einen Durchmesser von etwa 1 und 1000 Nanometern. Diese Partikel sind normalerweise unter einem Mikroskop sichtbar.
Homogene Mischungen mit dispergierter Phase in dieser Größe können Kolloidaerosole, Kolloidemulsionen, Kolloidschäume, Kolloiddispersionen oder Hydrosole genannt werden.
Die Teilchen der dispergierten Phase werden stark von der im Kolloid vorhandenen chemischen Oberfläche beeinflusst.
Einige Kolloide sind durch den Tyndall-Effekt, der die Streuung von Lichtteilchen im Kolloid darstellt, durchscheinend. Andere Kolloide können opak oder leicht gefärbt sein. In einigen Fällen können Kolloide als homogene Mischungen betrachtet werden.
Kolloide können klassifiziert werden in:
- Hydrophile Kolloide: Kolloidpartikel werden direkt von Wasser angezogen. Sie werden auch reversible Sonnen genannt.
- Hydrophobe Kolloide: Sie sind das Gegenteil von dem oben genannten; hydrophobe Kolloide werden durch Wasser abgestoßen. Sie werden auch irreversible Sonnen genannt.
Echte Lösungen
Eine Lösung ist eine homogene Mischung aus zwei oder mehr Substanzen. In solchen Gemischen ist der gelöste Stoff die Substanz, die sich in einer anderen Substanz - bekannt als Lösungsmittel - löst.
Der Prozess des Kombinierens einer Lösung erfolgt in einem Maßstab, bei dem die Effekte der chemischen Polarität beteiligt sind, was zu spezifischen Wechselwirkungen mit der Solvatation führt.
Gewöhnlich nimmt die Lösung die Phase des Lösungsmittels an, wenn das Lösungsmittel die größte Fraktion der Mischung ist. Die Konzentration eines gelösten Stoffes in einer Lösung ist die Masse des gelösten Stoffes, ausgedrückt als Prozentsatz der Masse in der vollständigen Lösung.
Die Teilchen des gelösten Stoffes in einer Lösung können mit bloßem Auge nicht beobachtet werden; Eine Lösung lässt keine Lichtstrahlen streuen. Die Lösungen sind stabil, sie bestehen aus einer einzigen Phase und ihre gelösten Stoffe können nicht getrennt werden, wenn sie gefiltert werden.
Die Lösungen können homogen sein, wobei die Komponenten der Mischung eine einzige Phase bilden, oder heterogen, in denen die Komponenten der Mischung unterschiedliche Phasen aufweisen.
Die Eigenschaften des Gemisches, wie Konzentration, Temperatur und Dichte, können gleichmäßig über das Volumen verteilt sein, jedoch nur in Abwesenheit von Diffusionsphänomenen oder nach seiner Vervollständigung.
Es gibt verschiedene Arten von Lösungen, einschließlich:
- Gasförmige Lösungen wie Luft (Sauerstoff und andere in Stickstoff gelöste Gase)
- Flüssige Lösungen wie Gas in Flüssigkeit (Kohlendioxid in Wasser), Flüssigkeit in Flüssigkeit (Ethanol in Wasser) und Feststoff in Flüssigkeit (Zucker in Wasser)
- Feste Lösungen wie Gas in Feststoffen (Wasserstoff in Metallen), Flüssigkeiten in Feststoffen (Hexan in Paraffin) und Feststoffe in Feststoffen (Legierungen und Polymere)
Referenzen
- Von wikipedia.org abgerufen.
- Verstreute Systeme (2011). Von wwwquimica303.blogspot.com abgerufen.
- Dispersion (Chemie). Von wikipedia.org abgerufen.
- Von wikipedia.org abgerufen.
- Zerstreute Systeme. Von accesspharmacy.mhmedical.com abgerufen.
- Grobe Dispersion (Suspension). Von wikipedia.org abgerufen.
- Verstreute Systeme. Wiederhergestellt von ecured.cu.