ما هي الكيمياء الغروية

2 إجابتان

الكيمياء الغروية هي نوع من أنواع الكيمياء الفيزيائية المخصصة بدراسة الغرويات ومكوناتها وخواصها، والغرويات هي خليط من مادة مجهرية منتشر ومبعثرة بشكل متساوي أو مستمرة، وهي واحدة من الأنواع الرئيسة للمخاليط التي تتمثل بالغرويات والمحاليل والمعلق، حيث تختلف هذه المخاليط عن بعضها بحجم الجزيئات المكونة منها، ففي المحاليل يكون قطر الجزيئات حوالي واحد نانومتر، وفي المعلقات فيزيد قطر الجزيئات عن 1000 نانومتر، أما في الغرويات فتتراوح أقطارها بين 1-1000 نانومتر، والبلورة الغروية هي مجموعة منظمة جدًّا من الجزيئات التي تشكلت خلال فترات طويلة، وأحد أجمل الأمثلة التي تبين جمالية هذا التنظيم هو حجر الأوبال الثمين.

أنواع الغرويات

هل تعلم أنك تتعامل مع الغرويات في حياتك اليومية بشكل دائم؟ فالحليب والمايونيز والكريمة المخفوقة والجيليه والطين هي بعض الأمثلة عن الغرويات الشائعة، وكل مادة غروية تتكون من جزئين: وسط الانتشار والمادة الغروية، فوسط الانتشار هو المادة التي تتبعثر فيها الجزيئات الغروية، وإذا أخذنا الطين أو الوحل مثال على الغرويات ستمثل حبيبات الرمل الصغيرة الجزيئات الغروية والماء المسبب لتكون الطينة هو وسط التشتت.

ويمكن أن تكون الغرويات:

  •  سائلة: مثل اللبن، حيث تكون الدهون كطور منتشر والماء كوسط ناشر.
  •  صلبة: مثل الزجاج الياقوتي، حيث يكون الذهب كطور منتشر والزجاج كطور ناشر.
  •  غازية: مثل الضباب، حيث يكون الماء كطور منتشر والهواء كطور ناشر.

في وسط الانتشار الغروي تصطدم الجزيئات الغروية مع بعضها البعض مما يؤدي إلى حدوث حركة عشوائية متعرجة نتيجة هذه الاصطدام بالإضافة إلى تأثير تيندال الناتج عن تأثير الضوء المتبعثر بين جزيئات المادة الغروية، ويمكن اعتبار تشغيل الضوء في الضباب كمثال على هذا التأثير، حيث يمكننا رؤية الشعاع الضوئي الناتج عن أثر تيندال في الضباب.

يمكننا تحضير الغرويات بطريقتين:

  • الخلط عن طريق الطحن والرج والاهتزاز أوعن طريق الرش.
  • الأكسدة أو الترسيب أو التكثيف جزيئات ذائبة صغيرة مع جزيئات غروانية كبيرة.

الاستخدامات الشائعة للغرويات:

  • المجال الصناعي: تستخدم الغرويات في صناعة مواد التشحيم على سبيل المثال وفي صناعة معاجين الأسنان والطلاء المواد الحبرية وغيرها.
  • إزالة الشوائب الموجودة في الماء الطبيعي والمعلقة فيه عن طريق كبريتات الألمنيوم والحديد التي تتم إضافتها للماء.
  • المجال الدوائي: حيث أن الكثير من الأدوية مصنوعة من المواد الغروية، كما أن هيتاستارش والألبومين وديكستران هي أمثلة على المواد الغروية المستخدمة في المجال الطبي.

الكيمياء الغروية في علم الأحياء:

إنّ الطور الغرواني هو المبدأ التنظيمي الضروري لتقسيم نواة الخلية والسيتوبلازم، فالمكثفات الحيوية هو المصطلح الذي يشير إلى مجموعة من الجزيئات الكبيرة التي تنتج من عمليات الفصل داخل العصارة الخلوية للمواد التالية:

  1. سائل-سائل
  2. سائل-لزج
  3. سائل-صلب

الكيمياء الغروية في البيئة

تعمل المواد الغروية كناقل للملوثات المختلفة الموجودة في المياه السطحية مثل مياه النهر والبحر والمحيط والبحيرات، بالإضافة إلى دورها في تنقية الملوثات من المياه الجوفية في الصخور المتشققة مثل الغرانيت والحجر الرملي، كما تستطيع المعادن الثقيلة أن تمتص الغرويات العالقة في المياه.

الكيمياء الغروية فب المجال الطبي

تستخدم المحاليل الغروانية في العلاج بواسطة الأوردة حيث تنتمي إلى مجموعة متنوعة من موسعات الحجم، كما تحافظ الغرويات على لزوجة وضغط مناسب للدم، وبالتالي فهي تعمل على زيادة حجم الأوعية الدموية بشكل تفاضلي.

أكمل القراءة

الكيمياء الغروية

تتجسد الكيمياء الغروية في الكثير من المواد اليومية الروتينية في حياتنا مثل الحليب ومعجون الأسنان، كما أنها موجودة في أجسادنا وخاصة ضمن السوائل المحيطة بالخلايا، بشكل أدق يمكننا تعريف الكيمياء الغروية بأنها الأنظمة التي يتم فيها توزيع نوع واحد من المادة على شكل دقائق ذات أبعاد صغيرة لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ضمن وسط آخر، بشرط أن يكون الوسطان المجتمعان يشكلان خليط غير متجانس لا يمكن فصله بالترشيح أو الترسيب ولا يحدث بينهما أي تفاعل كيميائي.

وبمعنى آخر فإن أي جسيم مادة يقع ضمن وسط حجمي آخر محدد يدعى بالنظام الغرواني، ويمكن تقسيم النظام الغروي إلى طورين منفصلين أحدهما يسمى الطور الداخلي أو الوسط المبعثر والآخر يسمى بالطور المستمر أو وسط الإنتشار.

الخصائص الغروية:

تتراوح أقطار المواد الغروية بين (0.001 إلى 0.1 ميكرون) أي من 1 إلى 100 نانومتر، ومن أجل تسهيل فهم هذا الحجم فيمكنك تخيل أن الميكرون الواحد يساوي واحدًا من المليون من المتر، والمتر هو 40 بوصة، وبالتالي فإن الميكرون يعادل أربعة أجزاء من مئة ألف من البوصة، مما يجعل حجم أصغر غروية تساوي حوالي 10 أضعاف حجم ذرة هيدروجين واحدة.

يمكن أن توجد الغرويات بشكل صلب أو سائل أو غازي، ولتمييز المواد الغروية عن المواد المشتته يجب أن تتوافر فيها الخصائص التالية:

  • من المهم جدًا أن يتكون المحلول من مواد غير متجانسة، مثل الفضة والماء.
  • يجب أن تكون الجسيمات غير قابلة للذوبان في المعلقات أو المحاليل.
  • يجب أن يكون متعدد الأطوار، مثل صلب في وسط سائل أو غاز في وسط سائل.

يمكن تقسيم الأنظمة الغروية وفق مراحل تشكل مكوناتها:

  • المحلول الغروي: نسمي المادة الصلبة المشتتة في السائل بالمحلول الغرواني الصلب وهو يبدو كمادة هلامية شبه صلبه مثل المنظفات التي يتم استخدامها في عمليات التنظيف من خلال تكسير الدهون المتراكمة علي الأقمشة.
  • المستحلب Emulsion: يتكون عندما يتشتت سائل ضمن سائل آخر وغير قابل للذوبان معه مثل مزيج الزيت والماء.
  • أيروسول أو Aerosol: يحدث عندما تتشتت مادة صلبة أو سائلة ضمن وسط غازي مثل الضباب والدخان.
  • السول أو sol: يظهر عند تشتت مادة صلبة في وسط سائل مثل الدهانات أو مزيج الرمل والماء.
  • الرغوة أو الفوم: يحدث عندما تتشتت جزيئات الغاز ضمن وسط صلب أو سائل وكمثال عليها الصابون الذي يعطي رغوة عطرة.

تصنيع الغرويات:

تتميز الغرويات بأنها مواد لا تستقر وقابلة للتحلل بالطرق العادية مثلها مثل البكتيريا، يتم الاستفادة منها بشكل كبير في العمليات الصناعية والزراعية، حيث تدخل في صناعة الخرسانة والتعدين، بالإضافة لعمليات البستنة وصناعة الأزهار والطلاء الكهربائي ومستحضرات التجميل وغيرها الكثير من المواد الهامة الأخرى.

قبل عام 1938، تم استخدام خمس طرق رئيسية في عملية تصنيع الغرويات وهي: الطحن، والموجات، والطريقة السائلة، والطريقية الكيميائية، والطريقة الكهربائية، أما اليوم فتنصح إدارة الغذاء والدواء الأمريكية باستخدام طريقة الطحن وتقنيات التصنيع الكهربائي والتي أثبتت جدارتها على الطرق الأخرى.

اختبار نظام الغروية:

يوجد طريقة سهلة وسريعة لمعرفة ما إذا كان المحلول المطلوب يحوي غرويات أم لا، وهذا الاختبار يسمى تأثير تيندال والذي يعتمد على تمرير شعاع ضوئي أو مصباح يدوي على المحلول، فيظهر عكارة ويبدو الضوء بشكل مخروطي داخل المحلول يدل على وجود المواد الغروية فيه.

الكيمياء الغروية

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي الكيمياء الغروية"؟