تفاوت سوسپانسیون، کلوئید و محلول چیست؟ – تعریف آن ها

تفاوت سوسپانسیون، کلوئید و محلول می تواند شامل چندین مورد مانند تفاوت در اندازه ذرات تشکیل دهنده، همگن و ناهمگن بودن آن، ته نشین شدن ذرات، نحوه انتشار نور و شکل ظاهری آن ها باشد. دو فاز پراکنده و محیط پراکندگی که در هر کدام از آن ها وجود دارد، اساس بیان تفاوت آن هاست. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را با تفاوت سوسپانسیون، کلوئید و محلول آشنا می کند. ابتدا به تعریف هر کدام از این اصطلاحات می پردازیم.

سوسپانسیون چیست؟

ذره های جامدی که در مایعات به صورت مخلوطی معلق هستند سوسپانسیون می گویند. این دانه های به نسبت بزرگ را می توان با چشم دید. در واقع ذره های جامد هنگامی که به خوبی ته نشین نشده است یک سوسپانسیون را تشکیل می دهد که به طور آزادانه می تواند در محیط شناور باشد. دانه های خاکشیر در آب، آب گل آلود، آب و آهک و … مثال های ساده ای از سوسپانسیون هستند.

ویژگی های سوسپانسیون

سوسپانسیون ها مخلوط ناهمگن جامد در مایع هستند. سوسپانسیون ها توانایی عبور از صافی را ندارند. شفاف نیستند، ذرات تشکیل دهنده آن با گذشت زمان ته نشین می شوند و حالت پایداری ندارند. مسیر انتشار نور در سوسپانسیون ها مشخص است.

محلول چیست؟

مخلوط آب و نمک نمونه بارزی برای محلول هاست. محلول حاصل ترکیب حلال و مواد حل شونده است. حلال و حل شونده، هر کدام می توانند فازهای مختلفی داشته و انواع مختلفی از محلول ها را تشکیل دهند. هوا به عنوان یک محلول گازی شناخته می شود.

محلول ها به صورت فاز همگن هستند، یعنی ذرات حل شونده در حلال به طور کامل حل می شوند. شفاف بودن و پایدار بودن نیز از دیگر ویژگی های محلول ها می باشد و ذرات حل شونده حتی با گذشت زمان هم ته نشین نمی شوند.

انواع محلول

بر طبق استفاده از انواع حلال ها می توان محلول ها را به دو گروه محلول های آبی و غیرآبی تقسیم بندی کرد.

محلول های آبی

در این نوع محلول ها، از آب به عنوان حلال استفاده می شود، اما حل شونده می تواند مواد مختلفی باشد. محلول شکر یا نمک در آب از نمونه های این محلول ها است.

محلول غیر آبی

در این دسته از محلول ها از حلال هایی غیر از حلال آب استفاده می شود. این حلال ها می تواند شامل بنزین، اتر و … باشد. به عنوان مثال فنول فتالئین در بنزن از انواع محلول های غیر آبی هستند. حلال هایی که در این نوع از محلول ها به کار می روند، می توانند قطبی و یا غیرقطبی باشند.

حلال چیست؟

به موادی که به نسبت بیشتری از آن ها در مخلوط استفاده می شود، حلال می گویند. از گاز، مایع و جامد می توان به عنوان یک حلال نام برد. به عبارتی تشخیص این که کدام ذره در یک محلول، حلال و یا حل شونده است، با مقدار آن ها تعیین می شود.

مواد حل شونده

به سایر موادی به غیر از حلال که در محلول استفاده می شود، مواد حل شونده می گویند. این مواد مقدار کمتری نسبت به حلال در ترکیب محلول دارند.

کلوئید چیست؟

کلوئیدها یا چسب سان ها برای اولین بار توسط شیمیدانی اسکاتلندی به نام توماس گراهام شناخته شدند. به مخلوط نشاسته یا گچ در آب توجه کنید. یک مخلوط ناهمگن که از ذرات حل شونده ای بزرگتر از محلول ها و کوچکتر از سوسپانسیون ها تشکیل شده است. به عبارتی دیگر نه به قدری ریز هستند که مانند محلول ها به طور کامل حل شوند و نه مانند ذرات سوسپانسیون ها درشت هستند که ته نشین شوند.

خواص کلوئیدها

خواص فیزیکی کلوئیدها شامل ناهمگن بودن ذرات، عبور از صافی، پایداری، رنگ و قابل رویت بودن ذرات است. این ذرات پایدار بوده و به مرور زمان نیز ته نشین نمی شوند.

کلوئیدها مخلوطی ناهمگن بوده و شامل دو بخش پراکنده شونده و پراکنده کننده هستند. ذرات کلوئیدی قابلیت عبور از کاغذ صافی را دارند ولی با اولترافیلترها حفظ می شوند.

اثر تیندال

یکی از خواص کلوئیدها داشتن اثر تیندال است. انتشار نور توسط ذره های کلوئید را اثر تیندال می گویند. ذرات کلوئیدی کمی بزرگتر از ذرات محلول هستند که می توانند تشعشات نوری را از خود عبور داده و پخش کنند.

حرکت براونی

از آنجایی که ذرات کلوئیدی به دلیل پرتحرک بودن همیشه در حال گردش و جنبش هستند اغلب با همدیگر تلاقی و برخورد دارند و این تلاقی ممکن است منجر به عوض شدن جهت حرکت آن ها شود. این تحرکات را در ذرات کلوئیدی، حرکت براونی گویند.

بار الکتریکی

گاهی ممکن است ذرات باردار توسط ذرات کلوئید جذب شوند و به ماده ای باردار منفی یا مثبت تبدیل شوند. تفاوت در بارهای الکتریکی باعث دور شدن آن ها از هم و در نهایت گسستگی ذرات کلوئیدی و پایداری آن ها می شود (عدم ته نشینی).

لخته شدن

جای گیری ذرات باردار الکترولیت مابین ذرات کلوئیدی باعث می شود پایداری این ذرات کمتر شده و ته نشین شوند. این ته نشینی منجر به ایجاد تجمع و انعقاد ذرات کلوئیدی می شود که به آن لخته شدن می گویند.

کاربرد کلوئیدها

کلوئیدها در صنایع غذایی و دارویی، تصفیه فاضلاب ها و تصفیه هوا، صنایع رنگ و پلاستیک، مواد روان کننده، انواع چسب ها، انواع شوینده ها و … کاربرد دارند.

استفاده از آن در صنایع دارویی بدین صورت است که آنزیم هایی که در باکتری ها و ویروس ها وجود دارند، توسط آنتی بیوتیک ها تاثیرات خود را از دست می دهند. در ترکیب این آنتی بیوتیک ها از کلوئید نقره استفاده می شود.

در بیمارانی که بعد از عمل دچار وضعیت کاهش حجم پلاسمای خون هستند، محلول های کلوئیدی می تواند منجر به افزایش حجم پلاسما شود. کلوئیدهای مس و جیوه نیز به ترتیب دارای کاربردهای ضد سرطانی و ضد صرع دارند.

تفاوت سوسپانسیون، کلوئید و محلول

در قسمت بالا به مختصر اشاره ای به تفاوت سوسپانسیون، کلوئید و محلول داشتیم. در این قسمت به توضیح تفاوت در آن ها خواهیم پرداخت.

اندازه ذرات تشکیل دهنده

اندازه ذرات در سوسپانسیون ها از ۱۰۰۰ نانومتر ممکن است بزرگتر باشد، کلوئیدها ذراتی به سایز ۱ تا ۱۰۰۰ نانومتر دارند و اندازه شان از سوسپانسیون کوچکتر است. ولی محلول ها اندازه ذرات شان بین ۰۱/۰ الی ۱ نانومتر است که کوچکترین ذرات را بین آن ها دارند. در واقع بهتر است بگوییم ذرات کلوئید حد واسط سوسپانسیون ها و محلول ها هستند و سوسپانسیون بزرگترین و محلول ها کوچکترین ذرات را تشکیل می دهند.

همگن و یا ناهمگن بودن

محلول ها همگن اند اما سوسپانسیون ها و کلوئیدها مخلوط هایی ناهمگن هستند. به عبارتی ساده تر در محلول ها ذرات حل شونده به خوبی در حلال حل شده است و یکنواخت است، در صورتی که ذرات سوسپانسیون و کلوئیدها در حلال قابل تشخیص و غیریکنواخت هستند.

شکل ظاهری

سوسپانسیون ها و کلوئیدها به صورت مخلوط هایی کدر هستند، در حالی که محلول ها شفافند.

تفاوت سوسپانسیون، کلوئید و محلول در نحوه انتشار نور

با عبور دادن نور از سوسپانسیون، کلوئید و محلول می توان به این نکته رسید که در سوسپانسیون ها و کلوئیدها مسیر انتشار نور قابل تشخیص است، در صورتی که در محلول ها این پدیده مشخص نیست و نمی توان مسیر عبور نور را در آن تشخیص داد.

ته نشین شدن ذرات

ذرات سوسپانسیون به مرور زمان ته نشین خواهند شد و حالت پایداری ندارند. اما کلوئیدها و محلول ها بعد از گذشت زمان ته نشین نخواهند شد و پایدارند.

سوسپانسیون چیست علوم هشتم

سوسپانسیون مخلوطی ناهمگن است که در آن ذرات یک ماده پراکنده می شوند، اما در ماده دیگری حل نمی شوند. این ذرات بزرگتر از ذرات موجود در محلول ها و کلوئیدها هستند، معمولاً اندازه آنها بیش از ۱ میکرومتر است و در طول زمان ته نشین می شوند. نمونه ای از سوسپانسیون آب پرتقال با تفاله است. محلول ها دارای کوچکترین ذرات با مولکول ها یا یون های املاح هستند (<1 نانومتر). در کلوئیدها، ذرات بزرگتر هستند (۱ نانومتر تا ۱ میکرومتر) و در سوسپانسیونها، ذرات بزرگترین هستند (بیش از ۱ میکرومتر).

محلول ها شفاف هستند، در حالی که کلوئیدها اغلب به دلیل پراکندگی نور توسط ذرات بزرگتر کدر یا کدر هستند. سوسپانسیون ها نیز کدر هستند و اغلب می توان ذرات را مشاهده کرد که به مرور زمان به پایین ته نشین می شوند. در محلول ها، ذرات منفرد به دلیل اندازه کوچکشان در زیر میکروسکوپ معمولی قابل مشاهده نیستند. در کلوئیدها، ذرات کوچکتر از آن هستند که با چشم غیر مسلح دیده شوند، اما می توان آنها را از طریق میکروسکوپ مشاهده کرد. در سوسپانسیون ها، ذرات زیر میکروسکوپ قابل مشاهده هستند و اغلب با چشم غیر مسلح قابل مشاهده هستند. محلول ها را می توان با روش هایی مانند تبخیر یا تقطیر جدا کرد، در حالی که کلوئیدها را می توان با روش هایی مانند اولترافیلتراسیون یا سانتریفیوژ جدا کرد. سوسپانسیون ها را می توان با فرآیندهای ساده ای مانند ته نشینی یا فیلتراسیون جدا کرد.