ShMQSh "MARIJA KIRI SKLODOVSKA" SHKUP – Shkolla ... · Web viewE fundit mund të jenë rezultat ose e mos ekzistimit të sipërfaqeve kufitare (në këtë rast flasim për sisteme

6. SISTEMET DISPERSE

157

158

6.1. LLOJET E SISTEMEVE SISPERZE

SISTEMET DISPERSE

Sistemet homogjene dhe heterogjene

Në sistemet që i shqyrtojmë, shpesh herë mund të vërehen sipërfaqe kufitare të cilat i ndajnë pjesët që kanë veti të ndryshme. Sistemet e këtilla quhen heterogjene. Heterogjene mund të jenë edhe sistemet e përbëra prej më shumë substancave dhe ato në të cilat ka vetëm një substancë, të pastër. Shembuj interesant në kimi për sisteme hetrogjene ka mjaftë: lëngu dhe avujt e tij, grimcat e ajrit, xehja në të cilën kemi përzierje prej mineraleve të veçanta dhe shumë të tjerë. Në fig. 6.1 janë treguar shembuj për disa sisteme heterogjene. Për sisteme heterogjene (dhe homogjene) kemi diskutuar (faq. 12).

Fig. 6.1. Sisteme heterogjene: përzierja e mineraleve, koka-kola me akull, vaji dhe uji

Përkundër kësaj, ekzistojnë shumë shembuj kur sipërfaqet kufitare nuk mund të vërehen. E fundit mund të jenë rezultat ose e mos ekzistimit të sipërfaqeve kufitare (në këtë rast flasim për sisteme homogjene) ose për shkak të asaj se raportet e pjesëve të cilat dallohen sipas vetive janë aq të vogla sa që kufijtë që i ndajnë nga pjesët fqinje ekzistojnë, por nuk mund të shihen. Kështu qëndrojnë gjërat, të themi, me gjakun. Këtu, me fjalë të tjera, nëpër plazmën e gjakut gjenden të shpërndara rruazat e gjakut, por ato shihen vetëm nën mikroskop (fig. 6.2).

Përndryshe, nëse sistemi është heterogjen, atëherë themi se përbëhet prej dy ose më shumë fazave – pjesëve të cilat vetë për vete janë homogjene.

Domethënë:

Fig. 6.2. Gjaku (nën

mikroskop)

sisteme heterogjene janë ato në të cilat ekzistojnë sipërfaqe kufitare që i ndajnë pjesët mes veti të ndryshme, ndërsa homogjene janë ato te të cilat kufijtë e tillë mungojnë;

pjesët homogjene të një sistemi heterogjen quhen faza.

Sistemet disperse

Nëse sistemi përbëhet prej dy substancave, ndërsa sipërfaqet kufitare nuk ekzistojnë (ose nuk mundet të vërehen), do të duhej të përfundojmë se pjesët e imëta të njërës substancë janë zhvendosur në tjetrën substancë.

159

Duke folur me gjuhën që e flasin kimistët, themi se njëra substancë ka disperguar nëpër tjetrën. Substanca që shpërndahet në tjetrën quhet substancë e disperguar, ndërsa ajo nëpër të cilën kryhet zhvendosja e grimcave nga substanca e disperguar quhet mjedis (ambienti) dispersiv.

Nëse grimcat e substancës së disperguar janë molekula ose jone, atëherë sistemin dispersiv e quajmë dispersiv molekularë ose, shumë më shpesh, tretësirë.

Me tretësira takohemi në jetën e përditshme. Kur përgatitemi të gatisim makarona, në ujë shtiem kripë, kripa tretet *. Kur ziejmë çaj, ngjyrosja e ujit tregon se disa përbërës të çajit janë tretur në ujë, duke lënë edhe fletë të çajit, të ngurta, të patretura. Kur e ëmbëlsojmë çajin, këtë e bëjmë, duke tretur sheqer në të. Uji mineral përmban kripëra të tretura, ndërsa uji i detit madje shërben edhe si burim për përfitimin e kripës së kuzhinës.

Përgatit listë të rasteve nga jeta e përditshme kur takohesh me tretësira ose, tretësirat me qëllim i përgatit. Përpiqu lista të jenë sa më e gjatë.

Kujdes : Përpiqu që në listë të përfshish sisteme te të cilat sheh se ekzistojnë (ose konsideron se mund të kenë) sipërfaqe kufitare midis pjesëve të substancës së disperguar dhe mjedisit dispersiv.

Konsultohu me arsimtarin: ndoshta ai të tregon për shembuj që ke lëshuar ti shënosh ose në të tillë që nuk i përgjigjen definicionit për tretësira.

Kur pjesët e substancës së disperguar janë dukshëm më të mëdha se grimcat e mjedisit të disperguar, atëherë bëhet fjalë për sistem dispers koloidal† ose për sistem dispers të vrazhdët.

Tani për tani edhe do të themi se në sistemet koloidale dhe në sistemet e disperguara të vrazhdëta shumica e grimcave të disperguara paraqet fazën e disperguar. Kuptohet, edhe te sistemet disperse të vrazhdëta edhe te sistemet e disperguara koloidale ekziston mjedisi dispers – ai nëpër të cilin janë shpërndarë grimcat e fazës së disperguar.

Të përfundojmë:

te sistemet disperse dallojmë substancën e disperguar (ose fazën e disperguar) dhe mjedisin dispers; në varësi nga madhësia e grimcave të substancës së disperguar, sistemet disperse mund të jenë tretësira (dispersive molekulare), dispersive koloidale dhe dispersive heterogjene (të vrazhdëta).

Kujdes: Në këtë rast, nuk guxohet të thuhet se kripa është shkrirë. Pikërisht, shkrirja është proces në të cilin substanca e ngurtë, gjatë ngrohjes, shndërrohet në lëng. Për shembull, kur temperatura është e lartë, akulli shkrihet, duke dhënë ujin e lëngët. Në vend se “është tretur” mund të themi “është shkrirë”.

† Për shkak të thjeshtësimit së të shprehurit, mund të shfrytëzohet edhe termi sistem koloidal, madje edhe koloid.

160

6.2. SISTEMET DISPERSE HETEROGJENE

SISTEMET DISPERSE KOLOIDALE DHE SISTEMET DISPERSE HETEROGJENE (TË VRAZHDËTA)

PËRMASAT E GRIMCAVE KANË RËNDËSI PËRCAKTUESE

Siç thamë, sistemet disperse ndahen në disperse molekulare (tretësira), disperse koloidale dhe disperse heterogjene (të vrazhdëta). Për atë se në cilin grup dispers bënë pjesë një sistem dispers, rëndësi përcaktuese kanë përmasat e grimcave, madhësia e tyre.

Siç thamë, kur grimcat e substancës së disperguar janë molekula ose jone, bëhet fjalë për tretësirë (sistem dispers molekularë). Kuptohet, molekula të ndryshme ose jone kanë përmasa të ndryshme, por mund të thuhet se ato tejkalojnë vlerën prej rreth 1 nm*. Nëse, përmasat e grimcave janë më të mëdha prej rreth 100 nm, flasim për sistem dispers heterogjen (të vrazhdët)†.

Nëse përmasat e grimcave të substancës së disperguar (të themi, rrezja e tyre) është midis 1 dhe 100 nanometra (d.m.th., ndërmjet asaj të molekulave të rëndomta ose joneve dhe madhësisë të grimcave të substancës së disperguar te sistemet e disperguara të vrazhdëta), sistem dispers është dispers koloidal ose, thjeshtë, koloidal.

Thënë shkurtimisht,

nëse përmasat e grimcave të substancës së disperguar janë nën 1 nanometër, sistemi dispers paraqet tretësirë; nëse madhësia e këtyre grimcave është ndërmjet 1 dhe 100 nanometrave, bëhet fjalë për sistem dispers koloidal, ndërsa nëse grimcat janë më të mëdha se 100 nm, sistemi është dispers i vrazhdët.

Sistemet disperse koloidale

Për shkak të asaj, siç thamë, përmasat e grimcave të fazës së disperguar te sistemet disperse koloidale janë ndërmjet atyre të grimcave të tretësirave dhe sistemeve disperse të vrazhdëta, sistemet disperse koloidale mund të formohen ose prej tretësirave (gjatë kësaj prej molekulave ose joneve formohen agregate më të mëdha prej grimcave) ose prej sistemeve disperse të vrazhdëta (atëherë duhet të kryhet imtësimi i grimcave më të mëdha‡).

Emri i njësisë e cila është përdorur këtu është nanometër. Një nanometër është një milijardë herë njësi më e vogël se njësia e metrit (1 nm = 10-9 m).

Këshillë: Mbaj llogari se vlerat e mësipërme janë vetëm të përafërta dhe se nuk mund të tërhiqet kufi i mprehtë! Vetitë e sistemit në të cilin përmasat e grimcave janë, për shembull, 99 nanometër edhe të sistemit tjetër, në të cilin grimcat janë me madhësi (për shembull me rreze) prej 101 nanometër, nuk do të jenë të dallueshme në masë të dukshme.

‡ Për këtë qëllim shfrytëzohen të ashtuquajturit mullinj koloidal.

161

Grimcat koloidale (micelat) nuk mund të shihen me sy ose me mikroskop të

rëndomtë. Që të mundet të shihen, më herët janë përdorur ultramikroskopa special në

të cilët drita ka hyrë prej së anësh (e jo, sikur te mikroskopat e rëndomtë, prej pjesës

së poshtme) dhe në fushën e dukshme janë shikuar njolla të ndrithshme në vendin ku

janë gjetur grimcat koloidale prej të cilëve drita është shpërhapur.

Sot ultramikroskopët janë zëvendësuar me mikroskopat elektronik ndihmës të

pakrahasueshëm me të cilët mundet të fitohet

fotografia e vërtetë e grimcave koloidale. Kështu, në

fig. 6.3 janë treguar grimca koloidale me diametër prej

Fig. 6.3. Grimcat koloidale

rreth 18 nm.

të paladiumit (incizimi nga

Përndryshe, mielet përbëhen prej një pjese që mund të

mikroskopi elektronik)

quhet bërthamë (pjesa e kuqe në fig. 6.4) në sipërfqen

të cilën janë kapur jone (adsorbuar), parësisht me ngarkesa të njëjta (bërthama, së

bashku me jonet e adsorbuara mbi të formojnë granula; ajo është pjesa e ngjyrosur

në fig. 6.4). Për shkak të ngarkesës së joneve që i përmban, granulat janë të

elektrizuarara – pozitivisht ose negativisht.

Fig. 6.4. Grimca koloidale

Që të sigurohet elektroneutraliteti i tërë sistemit, rreth granulave grumbullohen (skematikisht) jone me ngarkesa të kundërta (fig. 6.4).

Domethënë:

sistemet disperse koloidale mund të formohen ose prej sistemeve disperse koloidale ose prej sistemeve disperse molekulare (metodat që përdoren gjatë kësaj quhen kondensuese) ose prej sistemeve disperse të vrazhdëta (për këtë qëllim përdoren metoda disperse);

në suaza të një micele koloidale, dallohet bërthama rreth të cilës ekzistojnë jone: të parat të absorbuara në sipërfaqe të bërthamës (ato së bashku me bërthamën formojnë granula) dhe tjerat që gjenden në afërsi të saj.

Vetitë e sistemeve disperse koloidale

Elektroforeza. Pasi që granulat janë njëjtë të elektrizuara, në fushën elektrike ato lëvizin në kahje të njëjtë. Nëse ekzistojnë granula të ndryshme, në fushën elektrike ato lëvizin me shpejtësi të ndryshme dhe, në atë mënyrë, mundet të ndahen.

Veprimi për ndarje quhet elektroforezë (fig. 6.5) dhe ajo mund të kryhet në shtresë të slilikagelit, në letër, në kapilare etj. Elektroforeza shfrytëzohet shumë edhe në hulumtimet mjekësore dhe në laboratorët klinik.

Koagulimi. Ngarkesa e njëjtë e gjitha granulave në një sistem dispers

koloidal, sjell deri në shtyrjen e tyre reciproke. Me këtë është i Fig. 6.5. Elektroforeza (skematikisht) pamundshëm verbimi (koagulimi) i grimcave koloidale dhe formimi i

agregateve më të mëdha.

Kështu, sistemet disperse koloidale, mund të jenë stabile – kohë më të shkurtë ose më të gjatë. Për shembull, në Londër ruhet sistemi dispers koloidal prej arit të cilin e ka përgatitur Majkl Faradej (fig. 6.6).

162

Mirëpo, deri te koagulimi do të vijë nëse në ndonjë mënyrë neutralizohet ngarkesa e granulave. Shumë shpesh, koagulimi mund të shkaktohet me ngrohje ose me shtimin e tretësirave të acideve, bazave ose kripërave (në sistemin e treguar në fig. 6.7 koa-gulimi është shkaktuar nga shtimi i tretësirës së sulfatit të amonit).

Fig. 6.6. Ari koloidal

Fig. 6.7. Koagulimi i koloidit gjatë shtimit të elektrolitit

Efekti i Tindalit. Nga vetitë tjera të sistemeve koloidale do të përmendim fenomenin e ashtuquajtur efekti i Tindalit*– shpërhapja e dritës që kalon prej së anash nëpër këto sisteme (fig. 6.8).

Te tretësirat e vërteta (tretësira e verdhë në fig. 6.8) nuk ka efekt të

këtillë.

Për arsye të ngjashme – shpërhapje të dritës prej pikave të imëta të ujit

ose pluhurit (d.m.th., në esencë të ngjashëm me efektin e Tindalit) i

besohet edhe pamja e bukur me “rreze” që i shohim kur dielli gjendet

pas reve ose është fshehur nga drunjtë në pyll.

Rezultat i shpërhapjes së dritës nga grimcat e pluhurit ose të pikave të

Fig. 6.8. Efekti i Tindalit

ujit të pranishme në ajër janë edhe tufa e dritës në pyll ose “ndriçimi” i

ujëvares që shihen në fig. 6.9.

* Sipas Xhon Tindal [Tyndall] (1820-1893).

163

Fig. 6.9. Në efektin e Tindalit bazohet edhe tufa e dritës në pyll dhe ndriçimi në ujëvarrë

abcç

Fig. 6.10. Shllagu, shkuma e rëndomtë, sfungjeri i poliuretanit dhe zëvendësimi për kockën

(c dhe ç janë incizime mikoskopike)

Sistemet disperse heterogjene

A ke parë sistem dispers heterogjen? Nëse mendon se nuk ke pa, nuk ke të drejtë! Sistemet disperse heterogjene (të vrazhda) shpesh hasen.

Të themi, me siguri ke ngrënë “shllag”. Shllagu është një nga sistemet disperse heterogjene (të vrazhdëta), poashtu si edhe shumë shkuma tjera (fig. 6.10 a dhe 6.10 b). Ka madje edhe shkuma të ngurta, për shembull, stiropori, “sfungjerët” poliuretanik ose materiali (hidroksiapatiti) me të cilin zëvendësohen kockat, incizimet mikroskopike të të cilëve janë dhënë në fig. 6.10 c dhe 6.10 ç).

164

Fig. 6.34 Lumi në mjegull

Fig. 6.35. Spërkatja kundër dëmtuesve të prodhimeve

bujqësore.

Fig. 6.36. Tymi dhe grimcat e tymit të shikuara nën mikroskop

Me siguri ke pa edhe mjegull (Fig. 6.34) – sistem dispers i vrazhdët me fazën e lëngët të disperguar (pika uji të imëta) dhe ambienti (mjedisi) i gaztë dispersiv (ajr). Të ngjashëm me mjegullën janë pikët e imëta të dezodo-ransit ose mjete kundër insekteve ose dëmtuesve që përdoren në formë të “bombolave” (fig. 6.35).

Tymi (fig. 6.36) është sistem dispers grimcat e ngurta të të cilave janë mjaftë të mëdha (nganjëherë mundet të shihen edhe me sy, shumë më mirë – nën mikroskop). Rruazat e gjakut, janë të shpërhapura nëpër plazmë (fig. 6.37). Edhe gjaku, sipas asaj, është sistem dispers i vrazhdët.

Në varësi nga ajo se në çfarë gjendje agregate të fazës disperse dhe të ambientit dispers, dallohen tetë kombi-nime. Ato janë të ngjashme me ato që do ti jepen te tretësirat (faq. 174), me atë që në rastin e sistemeve disperse të vrazhdëta nuk ka kombinim gaz-gaz sepse gazrat gjithnjë formojnë sisteme homogjene.

Llojet më të rëndësishme të sistemeve disperse heterogjene janë dhënë në tabelën vijuese*.

* Në tabelë gjindet termi aerosol. Ai është emër i gjinisë mashkullore dhe shumica e tyre është aerosolet (e jo aerosole).

165

Lloji i sistemit dispers

Faza e

Ambienti dispers

Shembulli

heterogjen

disperguar

Aerosoli

lëngët

gaztë

Mjegulla

Aerosoli

ngurtë

gaztë

Pluhuri i çimentos

Shkuma

gaztë

lëngët

“shllag – (krema)”

Emulsioni

lëngët

lëngët

Vaji në ujëa

Suspensioni

ngurtë

lëngët

Uji i turbullt

Shkuma e ngurtë

gaztë

ngurtë

stiropori

a Nëse është mirë i tundur.

ab

Fig. 6.38. Emulsioni: skematikisht (a) dhe i zmadhuar (b)

Fig. 6.37. Rruazat e kuqe të gjakut

Sistemet disperse heterogjene mundet të jenë jostabile dhe dy fazat (ambienti dispers dhe faza e disperguar) vetë vetiu të ndahen ose, siç thuhet, të shtresohen.

Për të mos ndodhur kjo, në sistem mund të shtohet substancë që e stabilizon sistemin dispers heterogjen, atëherë stabilizatori quhet emulgator.

166

Gelet

Në rastin e sistemeve në të cilët faza e disperguar është formuar prej molekulave të mëdha (makromolekulave), mund të formohen rrjeta tridimensionale në të cilat përfshihet faza disperse (Fig. 6.39). kështu fomohet masa e qullit që quhet gel.

Gelet hasen pothuaj se gjithkah (fig. 6.40). Shumë pasta të dhëmbëve, “bombonat prej gome”, paketat që brenda natës ngrihen, pastaj shfrytëzohen për ftojen në “frigoriferët” transportues dhe shumë lëndë të përditshme janë, në realitet, gele.

Fig. 6.40. Gelet në jetën e përditshme: pasta për dhëmbë, bombone të “gomës”, paketat për ftohjen në ”frigoriferat transportues”

Fig. 6.39. Rrjeta në të cilën mund të

kyçet mjedisi dispergues

Kuptohet, assesi nuk guxohet të harrohen gelet për flokë. Sikur të mos të ekzistonin ato, nuk do të mund të formohej frizura në fig. 6.41, e as shumë frizura interesante dhe moderne. Kush e din ndoshta edhe ti e shfrytëzon (çdoherë ose ndonjëherë) “gele” për frizurën tënde.

Gelet përdoren (edhe për qëllime të ndryshme) edhe në mjekësi.

Fig. 6.41. Geli!