maŁe jest piĘkne czyli intrygujĄce koloidy
DESCRIPTION
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. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
MAŁE JEST PIĘKNE CZYLI INTRYGUJĄCE KOLOIDY
Demokryt z Abdery IV w.p.n.e.
Ziarnista strukturamaterii - atom
ROZPRASZANIE – DYSPERGOWANIE – DZIELENIE DUŻEGO NA MAŁE
STOPIEŃ ROZPROSZENIA
kam
ień
10cm
ziarnko piasku1 mm
włos 0.04 mm
duża cząstka koloidalna 0.001mm
nanocząstki1/1 000 000 mm
atomy1/10 000 000 mm
Mikroskop
rozpraszanie światła
KOLOIDY
Lupa
AFM STM Oko
1 cm = 10 000 m1 mm = 1 000 m0.1 mm = 100 m
1m? nm
Perrin 1870-1942 Smoluchowski 1872-1917
Einstein 1879-1955
Ruchy Browna cząstek koloidalnych
CO DZIEJE SIĘ PRZY ROZDRABNIANIU ?
Rozdrabnianie = rozwijanie powierzchni
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
makro-cząstki
PRZYKŁADY UKŁADÓW KOLOIDALNYCH:
naturalne:mleko – kropelki tłuszczu i białka w wodziemgła, chmury– kropelki wody rozproszone w powietrzukrew – krwinki, płytki, białe ciałka w osoczubłoto - 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
Cząstki koloidalne
na włosie
Bakteriofagi
Makroskopowa faza objętościowa
- stała gęstość- szybkość światła w ośrodku
przezroczystym- stała dielektryczna- twardość lepkość)- możliwość pochłaniania innego
składnika – rozpuszczanie, absorpcja
Granica faz
- gradient gęstości- odbicie, załamanie światła- gradient stałej dielektrycznej- napięcie powierzchniowe –
zwilżalność- gromadzenie substancji –
adsorpcja
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.
AvrNRT
tx
3
2
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.
gazodpad
Wzbogacanie kopalinTest na obecność antyciał w organizmie
Destabilizacja – procesy agregacji prowadzące do zmniejszenia pola granicy faz-ścinanie białka, usuwanie zanieczyszczeń, ustalanie grupy krwi,specyficzne testy medyczne, separacja białek i komórek
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)
Pranie
czynnik aktywny
błona komórkowa
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.
DLATEGO WARTO POZNAWAĆi wykorzystywać intrygujące własności koloidówZapraszamy do naszych laboratoriów!!
• 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.
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.