الغروانية: الخصائص والأنواع والتطبيقات والأمثلة - كيمياء - 2026

و الغرويات هي مزيج حيث يتم توزيع تعليق جزيئات غير قابلة للذوبان صغيرة (وتسمى المرحلة تفريق) في وسط تفريق مستمر (أو المائع). يمكن أن تكون جسيمات المرحلة المشتتة ، مثل تلك الموجودة في مرحلة التشتت ، غازية أو سائلة أو صلبة بطبيعتها.

تشمل أمثلة الغرويات الضباب ، حيث يكون وسط التشتت هو الهواء والطور المشتت عبارة عن قطرات ماء مجهرية. الحالة الواضحة ستكون العصير ، وسيط التشتت هو الماء ومرحلة التشتت المعادن والفيتامينات والهيدرات ، إلخ.

الغيوم هي مثال على الغرويات الغازية لأنها تحتوي على قطرات مجهرية أو بلورات من الماء معلقة في الهواء. المصدر: pexels.com

يتراوح نصف قطر جسيمات الطور المشتت بين 0.001 ميكرومتر و 0.1 ميكرومتر (1 نانومتر عند 1000 نانومتر). هذا الشعاع صغير جدًا لدرجة أن ترسبه منخفض جدًا ، ولهذا السبب تعتبر الغرويات مخاليط مستقرة ؛ على الرغم من أنها تميل إلى أن يكون لها مظهر غائم.

تحتوي الغرويات على مجموعة من الخصائص الخاصة بها ، مثل تأثير تيندال. هذا هو أن جسيمات المرحلة المشتتة قادرة على تشتيت الضوء في جميع الاتجاهات.

تصنف الغرويات ، بسبب تقاربها مع الماء ، على أنها محبة للماء وكارهة للماء. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد لها التصنيف التالي: مستحلب ، مستحلب صلب ، سول ، جل ، رغوة ، رغوة صلبة ، رذاذ سائل وهباء صلب.

خصائص الغرويات

تكوين

كل تركيبات الغاز والسائل والصلب يمكن أن تسبب الغرويات باستثناء مخاليط الغاز التي تشكل حلولاً حقيقية. يعتمد ما إذا كان الخليط يشكل تشتتًا غروانيًا ، أو معلقًا ، على حجم الجسيمات ، والتي يمكن اعتبارها مماثلة للمذاب.

الامتزاز

نظرًا لأن الجسيمات الغروية تنقسم بدقة ، فإن مساحة سطحها كبيرة جدًا. هذا يتسبب في امتصاص الجسيمات الغروية للأيونات ، وكذلك الغازات والسوائل والمواد الصلبة.

الكهربائي

عادة ما تكون الجسيمات الغروية مشحونة كهربائيًا ؛ هذه هي حالة البروتينات والأحماض النووية. لذلك ، يمكن لهذه الجزيئات أن تتحرك في مجال كهربائي ، وتتجه نحو الأنود أو الكاثود ، اعتمادًا على شحنتها الكهربائية.

غسيل الكلى

تحتوي الجزيئات الغروية على نصف قطر يمنعها من المرور عبر مسام أغشية غسيل الكلى ، مما يسمح بفصلها عن الجسيمات الصغيرة المعلقة الأخرى. تُستخدم هذه الميزة لإزالة المواد غير المرغوب فيها في المعلقات الغروانية.

حركة براونية

تتمتع الجسيمات الغروية بحركة اهتزازية عشوائية في جميع الاتجاهات ، أي الحركة البراونية. تساهم هذه الخاصية في حقيقة أن الجسيمات لا تترسب وأن التجانس والاستقرار في المعلقات الغروانية يتم الحفاظ عليهما.

تأثير تيندال

الجسيمات الغروية المعلقة قادرة على تشتيت الضوء في جميع الاتجاهات ، وهي خاصية لا توجد حلول. لهذا السبب ، يمكن ملاحظة مسار شعاع الضوء الذي يمر عبر تعليق غرواني. على سبيل المثال ، شعاع من الضوء ينير الضباب.

أنواع الغرويات

مستحلب

إنه غرواني يتكون من خليط من سائلين غير قابلين للامتزاج ؛ أحدهما يشكل المرحلة المشتتة والآخر مرحلة المشتت. عادة ما يكون نوع خليط الزيت والماء.

مستحلب صلب

هو نوع من الغروانية يكون فيه طور التشتت مادة صلبة ، ويكون طوره أو وسط تشتت سائلًا.

رغوة

إنه نوع من الغروانية يكون فيه الطور المشتت عبارة عن غاز يشكل فقاعات ، محاطة بمرحلة التشتت ، وهي عبارة عن سائل.

تعتبر رغوة البيرة مثالاً على مادة غروانية من النوع الرغوي ، حيث تكون المرحلة السائلة عبارة عن سائل البيرة والطور المشتت عبارة عن فقاعات هواء المصدر: Engin Akyurt via Pexels.

رغوة صلبة

المرحلة المشتتة عبارة عن غاز وتكون مرحلة التشتت أو الوسيط مادة صلبة. يتم إنتاج هذا النوع من الغروانية في صناعة الخبز والجبن.

شموس وجل

إنه نظام غرواني تكون فيه مرحلة التشتت صلبة والمرحلة المشتتة عبارة عن سائل على شكل مجموعات. ينتج عن تكثيف أو تحلل محلول مائي مادة هلامية تشكل مادة صلبة مملوءة بالسائل.

يقال إن المواد الهلامية لها كثافة مماثلة للسوائل ، لكن هيكلها يشبه تركيب المواد الصلبة.

الهباء السائل

إنه نوع من الغروانية يكون فيه الطور المشتت سائلًا ، وطور أو وسط التشتت عبارة عن غاز.

رذاذ صلب

إنه نظام غرواني تكون فيه المرحلة المشتتة مادة صلبة ، وتكون طور التشتت أو الوسيط عبارة عن غاز.

التطبيقات

بيولوجي

الغرويات موجودة في خلايا الكائنات الحية. في أشكال الشمس والمواد الهلامية تشكل السيتوبلازم والنواة. لذلك ، تعتبر الحياة تعبيرًا عن وجود الغرويات.

صناعي

تستخدم الغرويات في الدهانات والبلاستيك والمبيدات الحشرية للزراعة والأحبار والأسمنت والصابون ومواد التشحيم والمنظفات والمواد اللاصقة ، وكذلك في العديد من الأطعمة.

تتكون الدهانات من أصباغ غروانية مشتتة في مذيبات سائلة ، قادرة على تشكيل طبقة صلبة ثابتة أثناء جفاف الطلاء.

الحبر المستخدم في طباعة الصحف مصنوع من الكربون الأسود الغروي في الزيت. وفي الوقت نفسه ، يتكون الحبر الموجود في الأقلام من غرويات من النوع الهلامي.

طبي

تستخدم المحاليل الغروية لتوسيع حجم البلازما في المرضى الذين يعانون من نقص حجم الدم بعد الجراحة. تستخدم الغرويات الفضية كمضادات حيوية تعمل على تثبيط عمل الإنزيمات في البكتيريا والفطريات والفيروسات. لوحظ أن الغرويات النحاسية لها نشاط مضاد للسرطان. وبالمثل ، فإن الغرويات الزئبقية لها تأثير مضاد للالتهاب.

الغرويات هي جزء من آليات توصيل ونقل الأدوية ، مثل الهلاميات المائية ، والمستحلبات الدقيقة ، والجسيمات الشحمية ، والمذيلات ، والجسيمات النانوية ، والبلورات النانوية.

طوابق

المكونات الغروية الرئيسية للتربة هي الرواسب المعدنية على شكل الطين والدبال. تلعب غرويات التربة دورًا مهمًا في تخزين وتبادل المعادن التي تتطلبها النباتات ، وخاصة Ca ²⁺ و Mg ²⁺ و K ⁺.

عوامل سماكة

تعطي الغرويات خصائص التدفق المرغوبة المتوسطة لمعاجين الأسنان ، والمستحضرات ، ومواد التشحيم وما إلى ذلك ، مما يمنحها ثباتًا والحفاظ على مراحلها.

أغذية

يمكن اعتبار الغرويات موجودة في كل مكان في الأطعمة ، لأنها موجودة في جميعها تقريبًا. على سبيل المثال ، بياض البيض عبارة عن غرواني يشبه سول ، ويتكون من جزيئات بروتين طويلة السلسلة ، ملفوفة بإحكام بسبب روابط الهيدروجين.

يكسر تسخين بياض البيض روابط البروتين ويتحول محلول الغرواني إلى هيدروجيل.

أمثلة على الغرويات

مستحلب صلب: جبن ، زبدة وجيلي.

مستحلب: حليب وكريم للوجه ومايونيز.

الرغوة: كريم حلاقة ، كريمة مخفوقة ورغوة البيرة.

رغوة صلبة: إسفنج ومطاط وحجر الخفاف.

النعال: بياض البيض الخام والطلاء والحبر الصيني.

المواد الهلامية: بياض البيض المقلي وحبر الحبر والجيلاتين.

الهباء السائل: ضباب ، ضباب ، غيوم وندى.

الهباء الجوي الصلب: الدخان ومواد عادم السيارات والجسيمات في الهواء.

المراجع

1. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
2. لو جيه ، وبرار أ. (15 ديسمبر 2019). الغرويات. الكيمياء LibreTexts. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org
3. ويكيبيديا. (2020). غرواني. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
4. تشارلز كلاي. (30 أبريل 2018). خصائص الغروانية. علم. تم الاسترجاع من: sciencing.com
5. كون أ. (1995). استخدام الغرويات في الممارسة السريرية. المجلة البريطانية لطب المستشفيات ، 54 (4) ، 155-159.
6. QuimiNet. (7 فبراير 2013). المحاليل الغروية واستخداماتها في الطب. تم الاسترجاع من: quiminet.com