KEMISKE SUSPENSIONER: KARAKTERISTIKA, SAMMENSÆTNING, EKSEMPLER - KEMI - 2025

De kemiske suspensioner er en heterogen blanding af et opløst stof, der ikke er opløst i opløsningen. Suspensioner er ustabile løsninger, da opløsningen har det særegne ved at sedimentere over tid.

Men nøjagtigt hvad er en suspension? Det er et heterogent bifasisk system, hvor opløsningen sammensætter den faste fase dispergeret i et flydende medium eller en dispergeringsfase. Denne spredningsfase kan endda være en gas eller en blanding af gasser, i hvilke de faste partikler forbliver suspenderet.

Kilde: Pexels

Opløsningen i suspensioner indeholder faste partikler, der er større end dem, der findes i en ægte opløsning og kolloider; derfor er det på den ekstreme ende af den største partikelstørrelse for disse stoffer (ægte opløsning

Den omtrentlige størrelse af de spredte partikler i suspensionerne er større end ti tusind ångstrøm. En angstrom, Å, er en længdenhed, der svarer til en ti milliardedels meter. Det kan også siges, at en angstrom Å er lig med en ti tusindedel af en mikron (1 Å = 0,0001 um).

Dannelsen af ​​en suspension afhænger derefter af størrelsen af ​​de opløste partikler, egenskaberne af dens opløselighed og karakteristikkerne af dens blandbarhed.

Opløsningen i emulsionerne har nul blandbarhed, dvs. opløsningen har ikke evnen til at opløses. Men med tilsætning af et emulgeringsmiddel (eller emulgator) er det muligt at stabilisere emulsionen; Dette er for eksempel tilfældet med mayonnaise, hvor æggehviden fungerer som en emulgator.

I den farmakologiske industri findes der en række suspensioner, hvis faste og uopløselige opløste stof er det aktive stof i et lægemiddel. Disse partikler dispergeres i mediet ved hjælp af excipienser kan opløsningen holdes suspenderet i blandingen.

Eksempler på de enkleste suspensioner inkluderer den, der er dannet af en blanding af sand med vand; støvet, der er ophængt i luften, og som ved tyngdekraft afsættes på overfladerne; solcreme blandt mange andre.

Suspensionskarakteristika

Der er mange karakteristika, der tillader en suspension at blive defineret og klart adskilt fra ægte opløsninger og kolloider:

Fysisk

-Det er et heterogent system, der er dannet af to faser: et fast indre, og et eksternt system dannet af væsken eller spredningsfasen.

-Den faste fase indeholder et opløst stof, der ikke opløses i spredevæsken og derfor forbliver fritflydende eller suspenderet. Dette indebærer, at opløsningen holdes, fra det fysiske og kemiske synspunkt, adskilt fra væskefasen.

-Partiklerne, der udgør det opløste stof, er generelt faste, store i størrelse og synlige for det blotte øje.

-Størrelsen af ​​de opløste partikler i suspensionerne er tæt på eller større end 1 mikron (1 um).

- På grund af sin størrelse, vægt og over tid har opløsningen en tendens til sediment.

-Suspensionerne er kendetegnet ved, at de let resuspenderes og homogeniseres hurtigt efter mekanisk omrøring.

- For at holde suspensioner stabilt tilsætter generelt den farmaceutiske industri overfladeaktive stoffer, stabilisatorer eller fortykningsmidler.

-Suspensionerne har et overskyet udseende, er ikke klare eller gennemsigtige; ligesom homogene løsninger.

-Komponenterne i heterogene blandinger, såsom suspensioner, kan adskilles ved anvendelse af fysiske metoder såsom filtrering.

Sedimentationstid

Et af de første spørgsmål, der spørger dig selv, om et stof er en suspension eller en kolloid, er sedimentationstiden for opløsningen. I ægte opløsninger vil opløsningen aldrig klumpe sig sammen for at danne et bundfald (forudsat at opløsningsmidlet ikke fordamper).

For eksempel, hvis sukker opløses i vand, og den umættede opløsning holdes dækket for at forhindre lækage af opløsningsmiddel, dannes der ingen sukkerkrystaller i bunden af ​​beholderen. Det samme gælder farvede opløsninger af forskellige indikatorer eller salte (såsom CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O).

I suspensioner ender imidlertid opløsningen med at klumpe på et bestemt tidspunkt, og som et resultat af stigningen i deres interaktioner, sætter de sig ned til bunden. Derfor findes de i en meget kort periode.

Et andet eksempel findes i redoxreaktioner, hvor KMnO ₄, med en intens lilla farve, deltager. Ved at reducere eller få elektroner, oxidere de kemiske arter af interesse _dannes et brunt bundfald af Mn02, som forbliver suspenderet i reaktionsmediet; meget små brune korn.

Efter en bestemt tid (minutter, timer, dage) ender suspensionen af ​​MnO ₂ i væsken med at sætte sig i bunden som et "brunt tæppe".

Stabilitet

Suspensionernes stabilitet er relateret til modstanden mod ændring af deres egenskaber over tid. Denne stabilitet opnås med kontrol af flere faktorer, herunder følgende:

-Suspensioner skal let kunne resuspenderes ved mekanisk omrøring.

-Kontrol af spredningens viskositet, hvilket reducerer sedimenteringen af ​​opløst stof; derfor skal viskositeten være høj.

- Jo mindre størrelsen på partiklerne i fast fase er, jo større er suspensionernees stabilitet.

-Det er nyttigt at inkorporere stoffer såsom overfladeaktive stoffer, emulgatorer eller antifries i suspensioner. Dette gøres for at reducere aggregeringen eller flokkuleringen af ​​partiklerne i den indre fase eller faste partikler.

-En konstant kontrol over temperaturen skal opretholdes under klargøring, distribution, opbevaring og anvendelse af suspensionerne. For at sikre deres stabilitet er det vigtigt ikke at udsætte dem for pludselige temperaturændringer.

Sammensætning

Som et bifasisk system består suspensioner af to komponenter: den opløste eller dispergerede fase og dispergeringsfasen.

Spredt fase

Den opløste eller dispergerede fase består af faste partikler i suspensionblandingen. Den opløses ikke, fordi den er lyofob; det vil sige, at det afviser opløsningsmidlet for dets forskelle i polaritet. Jo mere lyofob det opløste stof er, jo kortere er dens sedimenteringstid og suspensionens levetid.

Når opløste partikler også afskaffer opløsningsmiddel, desto større er deres tendens til at klumpe sig sammen for at danne større aggregater; nok, så deres størrelser ikke længere er i størrelsesordenen mikron, som nævnt ovenfor. Og så gør tyngdekraften resten: den trækker dem til bunden.

Det er her stabiliteten af ​​suspensionerne ligger. Hvis aggregaterne er i et tyktflydende medium, vil der være flere vanskeligheder for dem at interagere med hinanden.

Spredningsfase

Dispergeringsmidlet til suspensionerne eller den eksterne fase er generelt flydende, men det kan være gasformigt. Komponenterne i suspensionerne kan adskilles ved fysiske processer, såsom filtrering, fordampning, dekantering eller centrifugering.

Dispergeringsfasen er kendetegnet ved at være molekylært mindre og dynamisk; ved at øge sin viskositet forhindrer det imidlertid, at det suspenderede opløst stof tendens til at aggregeres og bundfældes.

Overfladeaktive stoffer

Suspensioner kan indeholde overfladeaktive stoffer eller andre dispergeringsmidler for at forhindre, at faste fase-partikler afsættes. Ligeledes kan stabiliserende stoffer sættes til suspensionen, hvilket øger opløseligheden og forhindrer forringelse af partiklerne.

Hvis en specifik gas, der ville udføre denne funktion, kunne tilføjes hypotetisk til et støvet rum, ville alt støvet blive fjernet fra objekterne, når det blev resuspenderet; og dermed ville det være nok at sprænge frisk luft for at fjerne alt støvet.

Forskelle mellem suspension, kolloider og ægte løsninger

Det er vigtigt at fremhæve nogle forskelle mellem suspensioner, kolloider og ægte løsninger for bedre at forstå deres sammensætning.

-Kolloider og ægte opløsninger er homogene blandinger og har derfor en enkelt fase (synlig); mens suspensioner er heterogene blandinger.

-En anden forskel mellem dem ligger i størrelsen på partiklerne. I en ægte opløsning varierer partiklernes størrelse fra 1 til 10 Å, og de opløses i opløsningsmidlet.

-I ægte opløsninger forbliver opløsningen ikke fast, den opløses og danner en enkelt fase. Kolloider er en mellemliggende type blanding mellem ægte opløsninger og suspensioner.

-En kolloid er en homogen blanding dannet af opløste stoffer, hvis partikler har en størrelse fra 10 til 10.000 Å. I både kolloider og suspensioner forbliver opløsningen fast og opløses ikke.

-Kolloidens opløsning forbliver suspenderet i spredningsfasen, har ikke en tendens til at sedimentere og er ikke synlig for det blotte øje. Mælk er et af mange eksempler på en kolloid opløsning. I suspension er opløsningen tilbøjelig til at bundfælde og er synlig med det blotte øje eller med et lysmikroskop.

typer

Der er forskellige typer suspensioner, der kan klassificeres i henhold til spredningsmediet eller -fasen, sedimentationskapaciteten; og i farmakologiske forhold, afhængigt af indgivelsesvejen.

-I henhold til spredningsmediet

Dispersionsmediet for suspensionerne er generelt flydende, men der er også luftformige medier.

Mekaniske ophæng

De er de mest almindelige suspensioner, dannet af de faste væskefaser, der allerede er beskrevet; som sand i en skål med vand. Der er imidlertid suspensioner såsom aerosoler beskrevet nedenfor.

Aerosol spray

Dette er en type suspension, der består af fine faste partikler plus flydende dråber suspenderet i en gas. Et eksempel på denne suspension findes i atmosfæren og dens lag af støv og is.

-Afhængigt af sedimentationskapaciteten

Der er suspensioner, der ifølge deres sedimenteringskapacitet kan klassificeres i deflocculated suspensioner og flokkulerede suspensioner.

Defloculated

I denne type suspension er den frastødende kraft mellem partiklerne vigtig, og de holdes adskilte uden flokkulering. I den indledende fase af suspensionsdannelse dannes der ingen aggregater.

Opløsningens sedimentationshastighed er langsom, og det er vanskeligt at resuspendere sedimentet, når det først er dannet. Med andre ord, selvom de blev omrørt, vil partiklerne ikke resuspenderes; Dette er især tilfældet med gelatinøse faste stoffer, såsom Fe (OH) ₃.

flokkuleres

Det er suspensioner, hvor der er lidt frastødning mellem de opløste partikler og har en tendens til at danne flokker. Sedimentationshastigheden for den faste fase er hurtig, og det dannede sediment er let omfordeleligt.

- Afhængig af administrationsvejen for suspensionen

Der er orale suspensioner, som er lette at administrere og generelt har en mælkeagtig udseende. Der er også suspensioner til topisk brug, præsenteret som cremer, salver, blødgøringsmidler, beskyttelsesmidler, som påføres huden eller slimhinderne.

Der er suspensioner, der kan anvendes ved injektioner og i aerosol, såsom salbutamol, som er en bronchodilator.

eksempler

Kilde: Pixabay

Der er adskillige eksempler på suspensioner i naturen, i produkter og fødevarer og i den farmaceutiske medicinalindustri.

I naturen

Atmosfæren er et eksempel på en aerosol-suspension, da den indeholder mange suspenderede faste partikler. Atmosfæren indeholder sod, fine støvpartikler, sulfater, nitrater, blandt andre forbindelser ispedd vanddråber fra skyer.

Et andet eksempel på suspension findes i naturen er mudder eller mudder, som er en blanding af vand og sand. Grumsete floder, når vandet bærer en mængde af sediment, danner en suspension.

I køkkenet

Blandingerne i køkkenet ved at forbinde mel med vand udgør en emulsion: med hvile har melet en tendens til at sætte sig. Frugtyoghurt er eksempler på fødevarer, der er suspension. Frugtsaft, der ikke er anstrengt, er eksempler på suspensioner.

Ligeledes udgør chokoladechips i et glas chicha en ret heterogen og ustabil suspension. Efterlad chichaen i ro, vil der før eller senere dannes et lag chokolade i bunden af ​​glasset.

I den farmaceutiske industri

Suspensioner, der bruges til at bekæmpe parasitære infektioner, såsom mebendazol, er kendt. Der er også de intestinale astringenter, der indeholder magnesium- og aluminiumsalte, blandet med pektin og kaolin.

Disse farmakologiske suspensioner kan have forskellige administrationsmåder: topisk, oral eller injicerbar. De vil have forskellige anvendelser, det vil sige, de tjener til behandling af forskellige sygdomme.

Der er blandt andet oftalmiske og otiske suspensioner. Det anbefales, at suspensionen resuspenderes, inden den indtages for at garantere den dosis, der er ordineret af lægen.

Glas sand vs glas stjerner

Nogle poetiske sætninger siger: de hvide stjerner ophængt i himlen.

Selvom sammenligningen mellem et glas vand med suspenderet sand og et ”kosmisk glas” af stjerner er fuldstændig uforholdsmæssigt (og langtidshentet), er det interessant for et øjeblik at betragte universet som en enorm suspension af stjerner (og utallige andre kroppe). celestial).

I så fald ville de ikke bevæge sig væk fra hinanden; snarere tværtimod, de ville ende med at gruppere sig sammen for at danne et lag af stjerner i bunden af ​​det kosmiske kar.

Referencer

1. Soult A. (04. oktober 2017). Kolloider og suspensioner. Kemi LibreTexts. . Gendannes fra: chem.libretexts.org
2. Conroy D. (19. juli 2017). 30 eksempler på kemiske suspensioner. Lifeperson. Gendannes fra: lifepersona.com
3. Reid D. (4. februar 2018). Hvad er suspension i videnskab? - Definition, typer og eksempler. Undersøgelse. Gendannes fra: study.com
4. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (03. december 2018). 4 eksempler på suspension. Gendannes fra: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2018). Suspension (kemi). Gendannet fra: en.wikipedia.org
6. TutorVista. (2018). Eksempler på suspension. Gendannes fra: chemistry.tutorvista.com
7. Quimicas.net (2018). Eksempler på suspension. Gendannet fra:

   quimicas.net