สารแขวนลอยทางเคมี: ลักษณะองค์ประกอบตัวอย่าง - เคมี - 2024

แขวนลอยสารเคมีที่มีส่วนผสมที่แตกต่างกันของตัวถูกละลายที่ จะ ไม่ละลายในการแก้ปัญหา สารแขวนลอยเป็นสารละลายที่ไม่เสถียรเนื่องจากตัวถูกละลายมีลักษณะเฉพาะของการตกตะกอนเมื่อเวลาผ่านไป

แต่การระงับคืออะไร? เป็นระบบสองเฟสที่แตกต่างกันซึ่งตัวถูกละลายประกอบไปด้วยเฟสของแข็งที่กระจายตัวในตัวกลางของเหลวหรือเฟสสารช่วยกระจายตัว ระยะการแพร่กระจายนี้อาจเป็นก๊าซหรือส่วนผสมของก๊าซที่อนุภาคของแข็งยังคงแขวนลอยอยู่

ที่มา: Pexels

ตัวถูกละลายในสารแขวนลอยประกอบด้วยอนุภาคของแข็งที่มีขนาดใหญ่กว่าที่พบในสารละลายจริงและคอลลอยด์ ดังนั้นจึงอยู่ในจุดสิ้นสุดของขนาดอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดสำหรับสารเหล่านี้ (สารละลายจริง

ขนาดโดยประมาณของอนุภาคที่กระจายตัวในสารแขวนลอยมีค่ามากกว่าหนึ่งหมื่นอังสตรอม อังสตรอมÅคือหน่วยของความยาวที่เท่ากับหนึ่งในหมื่นล้านของหนึ่งเมตร อาจกล่าวได้ว่าอังสตรอมÅมีค่าเท่ากับหนึ่งในพันของไมครอน (1Å = 0.0001µm)

การก่อตัวของสารแขวนลอยนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาคของตัวถูกละลายคุณสมบัติของความสามารถในการละลายและลักษณะของความเข้ากันได้

ตัวถูกละลายในอิมัลชันมีความไม่เข้ากันเป็นศูนย์นั่นคือตัวถูกละลายไม่มีความสามารถในการละลาย แต่ด้วยการเพิ่มสารทำให้เป็นอิมัลชัน (หรืออิมัลซิไฟเออร์) ทำให้อิมัลชันคงตัวได้ ตัวอย่างเช่นกรณีของมายองเนสที่ไข่ขาวทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์

ในอุตสาหกรรมเภสัชวิทยามีสารแขวนลอยหลายชนิดซึ่งตัวละลายที่เป็นของแข็งและไม่ละลายน้ำเป็นหลักการทำงานของยา อนุภาคเหล่านี้จะกระจายไปในตัวกลางด้วยความช่วยเหลือของสารเพิ่มปริมาณตัวถูกละลายจะถูกเก็บไว้ในส่วนผสม

ตัวอย่างของสารแขวนลอยที่ง่ายที่สุด ได้แก่ สารแขวนลอยที่เกิดจากส่วนผสมของทรายกับน้ำ ฝุ่นที่แขวนลอยอยู่ในอากาศและโดยแรงโน้มถ่วงจะเกาะอยู่บนพื้นผิว ครีมกันแดดและอื่น ๆ อีกมากมาย

ลักษณะการระงับ

มีหลายลักษณะที่ทำให้สามารถกำหนดสารแขวนลอยและแตกต่างจากสารละลายจริงและคอลลอยด์ได้อย่างชัดเจน:

กายภาพ

- เป็นระบบที่แตกต่างกันซึ่งเกิดขึ้นจากสองขั้นตอน: ระบบภายในที่เป็นของแข็งและระบบภายนอกที่เกิดจากของเหลวหรือเฟสการกระจายตัว

- เฟสของแข็งประกอบด้วยตัวถูกละลายที่ไม่ละลายในของเหลวที่กระจายตัวดังนั้นจึงยังคงลอยตัวฟรีหรือแขวนลอย นี่หมายความว่าตัวถูกละลายถูกเก็บไว้จากมุมมองทางกายภาพและทางเคมีแยกออกจากเฟสของเหลว

- อนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นตัวถูกละลายโดยทั่วไปจะเป็นของแข็งมีขนาดใหญ่และมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

- ขนาดอนุภาคของตัวถูกละลายในสารแขวนลอยใกล้หรือมากกว่า 1 ไมครอน (1 µm)

- เนื่องจากขนาดน้ำหนักและเมื่อเวลาผ่านไปตัวถูกละลายจึงมีแนวโน้มที่จะตกตะกอน

- สารแขวนลอยมีลักษณะที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายและทำให้เป็นเนื้อเดียวกันได้อย่างรวดเร็วหลังจากการกวนทางกล

-เพื่อให้สารแขวนลอยมีเสถียรภาพโดยทั่วไปอุตสาหกรรมยาจะเพิ่มสารลดแรงตึงผิวสารคงตัวหรือสารเพิ่มความข้น

- สารแขวนลอยมีลักษณะขุ่นไม่ชัดเจนหรือโปร่งใส เช่นเดียวกับการแก้ปัญหาที่เป็นเนื้อเดียวกัน

- ส่วนประกอบของสารผสมที่แตกต่างกันเช่นสารแขวนลอยสามารถแยกออกได้โดยใช้วิธีการทางกายภาพเช่นการกรอง

เวลาตกตะกอน

บางทีอาจเป็นคำถามแรกที่ถามตัวเองว่าสารเป็นสารแขวนลอยหรือคอลลอยด์เป็นเวลาตกตะกอนของตัวถูกละลาย ในสารละลายที่แท้จริงตัวถูกละลายจะไม่รวมตัวกันเป็นตะกอน (สมมติว่าตัวทำละลายไม่ระเหย)

ตัวอย่างเช่นถ้าน้ำตาลละลายในน้ำและมีการปิดฝาสารละลายไม่อิ่มตัวเพื่อป้องกันการรั่วไหลของตัวทำละลายจะไม่มีผลึกน้ำตาลก่อตัวขึ้นที่ด้านล่างของภาชนะ เช่นเดียวกับสารละลายสีของตัวบ่งชี้หรือเกลือต่างๆ (เช่น CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O)

อย่างไรก็ตามในสารแขวนลอยตัวถูกละลายจะจับตัวเป็นก้อนในช่วงเวลาหนึ่งและเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของปฏิสัมพันธ์พวกมันจึงตกลงไปที่ด้านล่าง ดังนั้นจึงมีอยู่ในช่วงเวลาสั้น ๆ

อีกตัวอย่างหนึ่งที่พบในปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ KMnO ₄ซึ่งมีสีม่วงเข้มมีส่วนร่วม โดยการลดหรือรับอิเล็กตรอนออกซิไดซ์สายพันธุ์เคมีที่สนใจจะเกิดการตกตะกอนสีน้ำตาลของ MnO ₂ซึ่งยังคงแขวนลอยอยู่ในตัวกลางของปฏิกิริยา เม็ดสีน้ำตาลขนาดเล็กมาก

หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง (นาทีชั่วโมงวัน) การแขวน MnO ₂ในของเหลวจะสิ้นสุดลงที่ด้านล่างเหมือน "พรมสีน้ำตาล"

เสถียรภาพ

ความเสถียรของสารแขวนลอยนั้นสัมพันธ์กับความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเมื่อเวลาผ่านไป ความเสถียรนี้ทำได้โดยการควบคุมปัจจัยหลายประการรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

- การระงับต้องสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างง่ายดายโดยการกวนเชิงกล

- การควบคุมความหนืดของการกระจายตัวซึ่งช่วยลดการตกตะกอนของตัวถูกละลาย ดังนั้นความหนืดจะต้องสูง

- อนุภาคเฟสของแข็งมีขนาดเล็กลงความเสถียรของสารแขวนลอยก็จะยิ่งมากขึ้น

- มีประโยชน์ในการรวมสารเช่นสารลดแรงตึงผิวอิมัลซิไฟเออร์หรือสารป้องกันการแข็งตัวเข้าสู่สารแขวนลอย สิ่งนี้ทำเพื่อลดการรวมตัวหรือการตกตะกอนของอนุภาคเฟสภายในหรืออนุภาคของแข็ง

- ต้องควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ในระหว่างการเตรียมการแจกจ่ายการเก็บรักษาและการใช้สารแขวนลอย เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเสถียรสิ่งสำคัญคืออย่าให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกะทันหัน

ส่วนประกอบ

ในฐานะที่เป็นระบบสองเฟสสารแขวนลอยประกอบด้วยองค์ประกอบสองส่วนคือเฟสตัวถูกละลายหรือเฟสกระจายและเฟสการกระจายตัว

เฟสที่กระจัดกระจาย

เฟสตัวถูกละลายหรือการกระจายประกอบด้วยอนุภาคของแข็งในส่วนผสมของสารแขวนลอย ไม่ละลายเพราะเป็นไลโอโฟบิก นั่นคือมันรังเกียจตัวทำละลายเนื่องจากความแตกต่างของขั้ว ยิ่งตัวถูกละลายไลโอโฟบิกมากเท่าไหร่เวลาในการตกตะกอนและอายุของสารแขวนลอยก็จะสั้นลง

นอกจากนี้เมื่ออนุภาคของตัวถูกละลายเกลียดตัวทำละลายก็จะยิ่งมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันเป็นก้อนใหญ่ขึ้น เพียงพอเพื่อให้ขนาดของพวกเขาไม่อยู่ในลำดับไมครอนอีกต่อไปดังที่กล่าวไว้ข้างต้น จากนั้นแรงโน้มถ่วงจะทำให้ส่วนที่เหลือดึงพวกเขาไปที่ด้านล่าง

นี่คือจุดที่เสถียรภาพของสารแขวนลอยอยู่ หากมวลรวมอยู่ในตัวกลางที่มีความหนืดจะพบปัญหามากขึ้นในการโต้ตอบซึ่งกันและกัน

ระยะการกระจาย

สารช่วยกระจายตัวของสารแขวนลอยหรือเฟสภายนอกโดยทั่วไปมีลักษณะเป็นของเหลว แต่สามารถเป็นก๊าซได้ ส่วนประกอบของสารแขวนลอยสามารถแยกออกได้ตามกระบวนการทางกายภาพเช่นการกรองการระเหยการแยกส่วนหรือการหมุนเหวี่ยง

เฟสของสารช่วยกระจายตัวมีลักษณะเป็นโมเลกุลเล็กและมีพลวัต อย่างไรก็ตามการเพิ่มความหนืดจะป้องกันไม่ให้ตัวถูกละลายแขวนลอยรวมตัวกันและตกตะกอน

สารลดแรงตึงผิว

สารแขวนลอยอาจมีสารลดแรงตึงผิวหรือสารช่วยกระจายตัวอื่น ๆ เพื่อป้องกันไม่ให้อนุภาคเฟสของแข็งตกตะกอน ในทำนองเดียวกันสามารถเพิ่มสารทำให้เสถียรลงในสารแขวนลอยซึ่งจะเพิ่มความสามารถในการละลายและป้องกันการเสื่อมสภาพของอนุภาค

ถ้าก๊าซเฉพาะที่จะทำหน้าที่นี้สามารถเพิ่มสมมุติฐานลงในห้องที่เต็มไปด้วยฝุ่นฝุ่นทั้งหมดจะถูกกำจัดออกจากวัตถุเมื่อนำกลับมาใช้ใหม่ ดังนั้นจึงเพียงพอที่จะเป่าอากาศบริสุทธิ์เพื่อกำจัดฝุ่นทั้งหมด

ความแตกต่างระหว่างสารแขวนลอยคอลลอยด์และสารละลายที่แท้จริง

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นความแตกต่างบางประการระหว่างสารแขวนลอยคอลลอยด์และสารละลายที่แท้จริงเพื่อให้เข้าใจองค์ประกอบได้ดีขึ้น

-Colloids และสารละลายที่แท้จริงเป็นของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันดังนั้นจึงมีเฟสเดียว (มองเห็นได้) ในขณะที่สารแขวนลอยเป็นสารผสมที่ไม่เหมือนกัน

- ความแตกต่างอีกประการหนึ่งคือขนาดของอนุภาค ในสารละลายที่แท้จริงขนาดของอนุภาคอยู่ระหว่าง 1 ถึง 10 Åและจะละลายในตัวทำละลาย

- ในสารละลายที่แท้จริงตัวถูกละลายจะไม่คงสภาพเป็นของแข็งมันจะละลายเป็นเฟสเดียว คอลลอยด์เป็นส่วนผสมระดับกลางระหว่างสารละลายจริงและสารแขวนลอย

- คอลลอยด์เป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นจากตัวถูกละลายซึ่งอนุภาคมีขนาดตั้งแต่ 10 ถึง 10,000 Å ทั้งในคอลลอยด์และสารแขวนลอยตัวถูกละลายยังคงเป็นของแข็งและไม่ละลาย

- ตัวถูกละลายของคอลลอยด์ยังคงแขวนลอยอยู่ในขั้นตอนการกระจายตัวไม่มีแนวโน้มที่จะตกตะกอนและมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า นมเป็นหนึ่งในหลายตัวอย่างของสารละลายคอลลอยด์ ในการแขวนลอยตัวถูกละลายมีแนวโน้มที่จะตกตะกอนและมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

ประเภท

มีสารแขวนลอยหลายประเภทที่สามารถจำแนกได้ตามตัวกลางหรือเฟสการกระจายตัวความสามารถในการตกตะกอน และในเรื่องเภสัชวิทยาขึ้นอยู่กับเส้นทางการบริหาร

- ตามสื่อการกระจายตัว

สื่อการกระจายตัวของสารแขวนลอยโดยทั่วไปมักเป็นของเหลว แต่ก็มีตัวกลางที่เป็นก๊าซเช่นกัน

สารแขวนลอยเชิงกล

เป็นสารแขวนลอยที่พบมากที่สุดซึ่งเกิดจากขั้นตอนของของแข็งและของเหลวที่อธิบายไว้แล้ว เหมือนทรายในชามน้ำ อย่างไรก็ตามมีสารแขวนลอยเช่นละอองลอยที่อธิบายไว้ด้านล่าง

สเปรย์ละออง

นี่คือสารแขวนลอยประเภทหนึ่งที่ประกอบด้วยอนุภาคของแข็งละเอียดบวกกับละอองของเหลวที่แขวนลอยอยู่ในก๊าซ ตัวอย่างของระบบกันสะเทือนนี้พบได้ในชั้นบรรยากาศและชั้นของฝุ่นและน้ำแข็ง

- ขึ้นอยู่กับความสามารถในการตกตะกอน

มีสารแขวนลอยที่ตามความสามารถในการตกตะกอนสามารถจำแนกออกเป็นสารแขวนลอยที่ละลายน้ำได้และสารแขวนลอยที่ตกตะกอน

Defloculated

ในการระงับประเภทนี้แรงผลักระหว่างอนุภาคเป็นสิ่งสำคัญและจะแยกจากกันโดยไม่ตกตะกอน ในระยะเริ่มต้นของการก่อตัวของสารแขวนลอยจะไม่มีการรวมตัวกัน

อัตราการตกตะกอนของตัวถูกละลายจะช้าและยากที่จะนำตะกอนกลับมาใช้ใหม่เมื่อก่อตัวขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งแม้ว่าพวกมันจะถูกปั่นป่วนอนุภาคก็จะไม่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีที่มีของแข็งน้ำมูกเช่น Fe (OH) 3

ตกตะกอน

เป็นสารแขวนลอยที่มีการขับไล่ระหว่างอนุภาคของตัวถูกละลายเล็กน้อยและมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นฟลอค อัตราการตกตะกอนของเฟสของแข็งเป็นไปอย่างรวดเร็วและตะกอนที่เกิดขึ้นนั้นสามารถกระจายตัวได้ง่าย

- ขึ้นอยู่กับเส้นทางการบริหารระบบกันสะเทือน

มีสารแขวนลอยในช่องปากซึ่งง่ายต่อการบริหารและโดยทั่วไปมีลักษณะคล้ายน้ำนม นอกจากนี้ยังมีสารแขวนลอยสำหรับใช้เฉพาะที่นำเสนอเป็นครีมขี้ผึ้งทำให้ผิวนวลสารป้องกันซึ่งใช้กับผิวหนังหรือเยื่อเมือก

มีสารแขวนลอยที่สามารถใช้โดยการฉีดและในละอองลอยเช่นซาลบูทามอลซึ่งเป็นยาขยายหลอดลม

ตัวอย่าง

ที่มา: Pixabay

มีตัวอย่างมากมายของสารแขวนลอยในธรรมชาติในผลิตภัณฑ์และอาหารและในอุตสาหกรรมยาทางเภสัชกรรม

ในธรรมชาติ

บรรยากาศเป็นตัวอย่างของสารแขวนลอยประเภทละอองลอยเนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคของแข็งแขวนลอยจำนวนมาก บรรยากาศประกอบด้วยเขม่าอนุภาคฝุ่นละเอียดซัลเฟตไนเตรตท่ามกลางสารประกอบอื่น ๆ ที่มีหยดน้ำจากเมฆ

อีกตัวอย่างหนึ่งของสารแขวนลอยที่พบในธรรมชาติคือโคลนหรือโคลนซึ่งเป็นส่วนผสมของน้ำและทราย แม่น้ำขุ่นเมื่อน้ำมีปริมาณตะกอนก่อตัวเป็นสารแขวนลอย

ในห้องครัว

ส่วนผสมที่ทำในห้องครัวโดยการผสมแป้งกับน้ำทำให้เป็นอิมัลชัน: โดยพักแป้งจะมีแนวโน้มที่จะตกตะกอน โยเกิร์ตผลไม้เป็นตัวอย่างของอาหารที่เป็นสารแขวนลอย น้ำผลไม้ที่ไม่ผ่านการทำให้เครียดเป็นตัวอย่างของสารแขวนลอย

ในทำนองเดียวกันช็อคโกแลตชิพในแก้วชิชาถือเป็นสารแขวนลอยที่ค่อนข้างต่างกันและไม่เสถียร ปล่อยให้ชิชาอยู่นิ่งไม่ช้าก็เร็วชั้นของช็อกโกแลตจะก่อตัวขึ้นที่ก้นแก้ว

ในอุตสาหกรรมยา

สารแขวนลอยที่ใช้ในการต่อสู้กับการติดเชื้อปรสิตเช่นเมเบนดาโซลเป็นที่รู้จัก นอกจากนี้ยังมียาสมานลำไส้ที่มีเกลือแมกนีเซียมและอลูมิเนียมผสมกับเพคตินและดินขาว

สารแขวนลอยทางเภสัชวิทยาเหล่านี้อาจมีวิธีการบริหารที่แตกต่างกัน: เฉพาะที่รับประทานหรือฉีด พวกเขาจะมีประโยชน์ที่แตกต่างกันกล่าวคือใช้สำหรับการรักษาโรคต่างๆ

มีสารแขวนลอยทางจักษุและ otic ร่วมด้วย ขอแนะนำให้ระงับการใช้งานใหม่ก่อนบริโภคเพื่อรับประกันปริมาณที่แพทย์กำหนด

แก้วทรายกับแก้วแห่งดวงดาว

วลีกวีบางคำกล่าวว่า: ดวงดาวสีขาวที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า

แม้ว่าการเปรียบเทียบระหว่างแก้วน้ำกับทรายแขวนลอยและ "แก้วจักรวาล" ของดวงดาวนั้นไม่ได้สัดส่วนโดยสิ้นเชิง (และเป็นเรื่องที่คิดไกลออกไป) แต่ก็เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะพิจารณาช่วงเวลาหนึ่งที่จักรวาลเป็นดาวแขวนขนาดใหญ่ (และร่างกายอื่น ๆ อีกนับไม่ถ้วน) ท้องฟ้า).

ถ้าเป็นเช่นนั้นพวกเขาจะไม่ถอยห่างจากกัน ในทางตรงกันข้ามพวกเขาจะรวมกลุ่มกันเพื่อสร้างชั้นของดาวที่ด้านล่างของยานอวกาศดังกล่าว

อ้างอิง

1. Soult A. (04 ตุลาคม 2017). คอลลอยด์และสารแขวนลอย เคมี LibreTexts . สืบค้นจาก: chem.libretexts.org
2. Conroy D. (19 กรกฎาคม 2017). 30 ตัวอย่างสารแขวนลอยทางเคมี ผู้ช่วยชีวิต. ดึงมาจาก: lifepersona.com
3. Reid D. (4 กุมภาพันธ์ 2018). การระงับในวิทยาศาสตร์คืออะไร? - ความหมายประเภทและตัวอย่าง ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (03 ธันวาคม 2561). 4 ตัวอย่างของสารแขวนลอย ดึงมาจาก: thoughtco.com
5. วิกิพีเดีย (2018) การระงับ (เคมี) สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
6. TutorVista. (2018) ตัวอย่างของสารแขวนลอย ดึงมาจาก: chemistry.tutorvista.com
7. Quimicas.net (2018). ตัวอย่างของสารแขวนลอย
   สืบค้นจาก: quimicas.net