PUNIM SEMINARIK NGA LENDA E KIMISË
TEMA:Sistemet disperse
Profesori: Xhevrije Abdija
Nxënësi: Arbnore Qaili
SISTEMET DISPERSE, KUPTIMI DHE NDARJA Nëse në një ambient të dhënë (substancë) shpërndahen (dispregohen) thërrmijat e një substance tjetër , përfitohet i ashtuquajturi SISTEM DISPERS (dispergere-shpërndaj, derdhi). Ambienti në të cilën janë shpërndarë thërrmijat e substancës quhet ambient (mjedis) dispers, kurse substance e shpërndarë faza disperse. Sipas gjendjes agregate të mjedisit dispers dhe fazës disperse dallojmë 9 tipe te sistemeve disperse. Sistemet disperse kanë rëndësi të madhe ne kimi dhe në praktikë, sepse mjedisi është lëng, zakonisht në ujë, kurse faza disperse është në 3 gjendje agregate. Vetitë, vecanërisht qëndrueshmëria e këtyre sistemeve disperse, varen prej madhësisë së thërrmijave të fazës disperse. Sipas madhësisë së thërrmijave të fazës disperse, sistemet disperse ndahen në 3 grupe: 1.Sistemet disperse të trasha- suspensionet dhe emulzionet 2.Sistemet koloide 3.Tretësirat e vërteta ose molekulare.
SISTEMET DISPERSE TË TRASHA-SUSPENSIONET DHE EMULZIONET Suspensionet dhe emulzionet janë sisteme të tilla disperse, ku madhësia e thërrmijave të substancës të shpërndarë (fazë disperse) janë mbi 10-6m (mbi 1000nm-nanometra). Suspensionet dhe emulzionet nuk nuk janë të qëndrueshme dhe substance e shpërndarë fundërron shpejt, ose nëse është më e lehte se mjedisi dispers,
ngrihet lartë. Kur thërrmijat e dubstancës së shpërndarë janë në gjendje agregate të ngurtë dhe janë të shpërndara ne mjedisin dispres të lëngët, atëherë bëhët fjalë për suspension (pezullinë).p.sh. uji i turbullt është suspension. Por nëse thërrmijat e substancës së shpërndarë janë në gjendje agregate të lëngët , po ashtu edhe mjedisi dispers në gjendje të lëngët dhe me të nuk përzihen, atëherë është emulzion. P.sh yndyra në ujë.
SISTEMET KOLOIDE Sistemet koloide janë sisteme të tilla në mjedis dispers janë shpërndarë thërrmija të fazës disperse që kane diameter prej 10deri 10-7m (prej 10 deri 100nm). Në sistemet koloide faza disperse dhe mjedisi dispers mund të jenë në tri gjendje agregate. Këto janë lloje të ndryshme të sistemeve koloide.
Shem Shembu bull llii
Faza aza dis dispers persee Mjed Mjediisi disp disper erss Emir Emir I sitem itemit it kol koloid oid
Mjegulla Lëng Tymi Sub.e ngurtë Sapuni Gaz Qumështi Lëng Xhelatina Ngurtë Notuesi Gaz Gjalpë Lëng Qelqi I ngjyer Ngurtë
Gaz Gaz Lëng Lëng Ngurtë Ngurtë Ngurtë Ngurtë
Aerosol Aerosol Shkuma Amulzion Sol-gel Shkumë e ngurtë Emulsion I ngurtë Sol. Gel I ngurtë
Shumë sisteme koloide gjenden në natyrë. Këto janë shumë të rëndësishm, ngase kanë lidhje të ngushtë me të gjitha gjallesat dhe jetën e përditshme. Kështu ushqimi është system koloid koloid si: qumështi, qumështi, corba, pudingu e tj. Kolide janë poashtu edhe gjaku dhe plazma. Shumë produkte si:ngjyrat, vernikët, leshi, mëndafshi, najloni, kaucuku, viskoza, shumë ilace (barna), mjetet kozmike, sprejet etj jane sisteme koloide. Që të përgaditet një sistem koloid, faza disperse në të duhet të ketë diametër 10 deti 100nm. Fazë disperse me këtë madhësi mund të përgatiten në dy mënyra: 1.Me dispersion, përkatësisht nag zvogëlimi ithërrmijave të sistemeve disperse të trasha (thërrmijat e të cilave kanë madhësi më të madhe se 100nm). 2.Me kondenzim, përkatësisht me zmadhimin e thërrmijave të tretësirave të vërteta ose molekulare. Sistemi koloid në të cilin faza disperse është në gjendje agregate të ngurtë, kurse mjeti dispers lëng, quhet tretësirë koloide ose sol. Në rast se mjeti dispers është ujë, atëherë quhet hidrosol. P.sh I tillë është acidi I silicit në ujë. Thërrmijat e kolideve janë më të mëdha se atomet, molekulat dhe jonet, por më të vogla se thërrmijat e suspensioneve dhe emulzioneve. Thërrmijat e koloideve janë agregate të përbërë prej një numri të madh atomesh, molekulash ose jonesh të substancës së shpërndarë. Kështu p.sh:cdo therrmijë koloide e arit është agregat, grup që ka më së paku një million atome ari. Për shkak të madhësisë së thërrmijave, tretësirat koloide kanë veti që ndryshojnë prej atyre të tretësirave molekulare dhe sistemeve disperse të trasha. Kështu, një prej vetive më të njohura të sistemeve koloide është efekti i Tindalit . Thërrmijat koloide i shpërndajnë rrezet e dritës ku këto kalojnë nëpër tretësirën koloide, kështu që rruga e rrezeve vërehet si një konus i ndricuar. Ky është efekti i Tindalit. Dukuria e njëjtë vërehet kur rrezet e dritës kalojnë kalojnë nëpër vrimat e roletave në dhomën
e errët. Rrezet e dritës së tillë bëjnë të dukshme edhe thërrmijat e pluhurit që gjenden në ajër. Tretësirat e vërteta, të rëndomta, nuk e shfaqin efekti e Tindalit, prandaj quhen edhe optikisht të zbrazëta. Në sajë të efektit të Tindalit është ndërtuar ultramikrskopi.
KOLOIDET LIOFILE DHE LIOFOBE Thërrmijat e koloideve, varësisht nga sjellja e tyre, afiniteteve ndaj lengjeve ku janë të shpërndarë, koloidet ndahen në dy grupe: a)liofile b)liofobe Koloidet liofile janë ato thërrmijat e të cilave kanë aftësi që në sipërfaqen e tyre të lidhin, absorbojnë molekulat e lëngut ku janë shpërndarë. Kur lëngu është ujë, atëherë keto koloide quhen hidrofile. Koloidet liofobe janë koloide që nuk kanë aftësi të absorbojnë në sipëefaqen e tyre molekulat e lëngut ku janë të shpërndarë, por i lagojnë këto. Kur lëngu është ujë, atëherë këto koloide quhen hidrofobe. Thërrmijat e koloideve mund te absorbojnë ne siperfaqen e tyre jone te tretësit, ose jone tjera dhe të krijojnë një mbështjellës jonik. Rreth një bërthame të tillë,në afërsi të ngushtë absorbohet shtresa e joneve me elekrizime te kundërta që me bërthamen formojnë të ashtuquajturat granula. Për shkak të shtresës jonike të granulës, thërrmijat koloide marrin elektrizim negative ose pozitiv, varësisht prej asaj se cka kanë absorbuar, kation ose anion. Këto koloide janë stabile dhe të qëndrueshme. Rreth granulës së një koloidi, në një largësi dicka më të madhe prej shtresës së absorbimit gjenden jone të cilat bashkërisht krijojnë të ashtuquajturën
shtesën e difuzionit. Granula bashkë me shtresën e difuzionit krijojnë një thërrmi koloide e disperguar që quhet micela.
KOAGULIMI (NGJIZJA) I KOLOIDEVE Kur prej thërrmijave koloidale, përkatesisht micelave hiqet elektrizimi I mbështjellësit, kurse te koloidet liofile mbështjellësi molecular i fazës së lëngët, krijohet mundësia që thërrmijat të bashkohen në agregate më të mëdha. Procesi i bashkimit te thërrmijave koloidale, micelave, njëri me tjetrin në agregate më të mëdha, quhet koagulim (ngjizje). Kur këto aggregate të përbëra krijojnë një madhësi të caktuar, atëherë ndahen prej tretësirës, fundërrojnë, përkatësisht fillon sendimentimi i tyre. Më shpesh ne termin koagulim nënkuptohen të dy dukurutë, përkatesisht krijimi i agregateve të përbëra, por edhe përfundimi i tyre. Koagulimi i thërrmijave mund të bëhet duke shtuar edhe ndonjë elektrolit në tretësirën koloidale. Me këtë mbështjëllësi jonik i thërmijave koloidale i absorbon jonet me elektrizim të kundërt të elektronit , neutralizohen dhe me këtë mundësohet koaguilimi i tyre. Koagulimi i koloideve liofobe, përkatësisht hidrofobe, zakonisht bëhet lehtë dhe për këtë duhet vetëm sasi e vogël e një elektroliti. Shembull të këtillë ka në industrinë e sapunit, ku tretësira koloidale e sapunit në ujë koagulon me dhënien e një sasie të klorur natriumit Na+Cl-. Kur koagulojnë koloidet liofile, përkatësiht hidrofile, funderrina qe krijohet gjithmonë tërheq një sasi më shumë ose më pak edhe të tretësit, përkatësiht ujit. Prandaj e fundërrina fundërrina e kolidave kolidave të tilla duket si kos. Fundërrina e tillë, tillë, që në përbërjen e vet ka edhe fazën e lëngët, quhet gel. Geli koloideve hidrofile quhet hidrogel. I tillë është p.sh:gel i acidit të silicit , kosit, tutkallit etj. Ky gel me ujin përsëri mund të kalojë në sol, tretësirë koloidale. Domethënë, koloidet liofile janë të kthyeshme, reversibile.
Koloidet liofobe kur koagulojnë me vete nuk tërheqin edhe ujin , përkatësisht fazën e lëngët, për këtë shkak fundërrina e tyre (koagulati) është në formë të pluhurit ose floqesh. Këto janë koloide të pakthyeshme, ireversibile. Këto nuk mund të shndërrohen përsëri në koloid pasi të marrin një sasi të tretësit.
Elektroforeza.Koloidet liofile kanë atë veti që të gjitha thërmijat e tyre kanë elektrizim të njëjtë. Kur nëpër tretësirë të tillë do të lëshohen rryma elektrike, atëherë thërrmijat me elektrizim të njëjtë lëvizin nëpër tretësirë dhe shkojnë kah elektroda me elektrizim të kundërt. Dukuria e lëvizjes së thërrmijave koloidale të elektrizuara nëpër tretësirën nën veprimin e fushës elektrike, quhet elektroforezë. Elektroforeza shfrytëzohet për ndarjen e komponimeve të cilat midis tyre janë shumë të ngjajshme. Kështu bëhet ndarja midis disa aminoacideve, proteinave, kaucukut nga lateksi, pëe pastrimin e xhelatinës etj. Po ashtu kjo metodë ka përdorim të gjerë në përcaktimin e pjesëve përbërëse të plazmës së gjakut, që ësgtë më rëndësi në diagnozën e disa sëmundjeve.
Dializa. Në gatitjen e tretjes koloidale, në të mbetët një sasi e elektrolitit që merr pjesë në përgaditjen e tretësirës. Pastrami i tretësirave koloidale nga elektrolitet arrihet me dializë. Dializa mbështetet ne vetinë ethërrmijave të koloideve që nuk mund të kalojnë në mëmbranën mëmbranën gjysmëpërshkuese, gjysmëpërshkuese, kurse jonet e elektrolitit munden. Një aparat i thjeshtë për dializë përbëhet prej membranës gjysmëpërcuese (p.sh:mëshikzës (p.sh:mëshikzës së kafshës) që e mbyll njërën anë të enës ku vihet vihet tretësira koloidale për dializë. dializë. Tërë ena vihet vihet në enë të mbushur me ujë, ku kalojnë jonet e elektrolitit prej tretjes koloidale, kurse thërrmijat e koloidit ngelin dhe në këtë mënyrë lirohen pastrohen. Dializa është veprim shumë i rëndësishëm për pastrimin e gjakut te njerëzit që i kanë veshkët e sëmura dhe nuk e kryejnë funksionin e tyre. Te të
sëmurët e tillë gjaku lëshohet të kalojë kalojë nëpër aparatin aparatin për dializë, ku nëpër nëpër membranën gjysmëpërshuese kalojnë substancat e dëmshme, të cilat te njerëzit e shëndoshë hidhen me urinën. Për shkak të dimensioneve shumë të mëdha të thërmijave koloidale, në krahasim me molekulat ose jonet, këto nuk mund të kalojnë nëpër membranën gjysmepërshkuese. Por , gjatë filtrimit të tretësirave koloidale, thërrmijat e tyre kalojnë lehtë nëpër letrën filtruese, sepse poret e letrës janë më të mëdha dhe i lëshojnë ato.
TRETËSIRAT TRETJET DHE LLOJET E TRETËSVE Tretësirat e vërteta janë sisteme të atilla disperse te të cilat diametric i fazës disperse është nën 10-8m përkatësisht nën 10nm (1nm=10-9m). Dimensione të tilla kanë molekulat dhe jonet. Tretësira T retësira të tilla janë p.sh: tretësira e sheqerit ne ujë, tertësirat e kripës në ujë etj. Thërmijat e fazës disperse nuk mund të shihen m e asnjë mikroskop. Tretësirat e vërteta janë gjithmonë homogjene, të njëtrajtshme. Në tretësirat e vërteta, mjeti(ambienti)dispers quhet tretës, kurse faza disperse substancë e tretur. P.sh:tretësira e sheqerit në ujë, tretësi është uji, kurse substance e tretur është sheqeri. Te tretësirat e vërteta, tretësi është zakonisht në sasi më të madhe se sa substance e tretur. Në praktikë, tretësirat e lëngëta janëmë të rëndësishme, krijohen urn ë tretësin, kryesisht ujin, tretet ndonjë sbstancë. Substance e tretur mund të jetë në gjendje të ngurtë, të lëngët ose të gaztë. Që të përfitohet tretësirë e një substance, substance duhet të vijë në kontakt me tretësin. Gjatë tretjes së substancave të ngurta në lëngje, substanca e ngurtë për syrin tonë humbet. Kështu, p.sh: gjatë tretjes së sheqerit në ujë ndosh veprimi ndeërmolekular ndeërmolekular midis molekulave të ujit dhe molekulave të rrjetit kristalorë të sheqerit. Shumë molekula të ujit kanë mjaft energjhi kinetike, që nga përplasja me molekulat e sheqerit I shkëpusin këta të fundit nga kristlai dhe I marrin në ujë. Kshtu shkatërrohet rrjeti kristalor I sheqerit dhe sheqeri tretet. Gjatë tretjes së substancave të ngurta në lëngje , varësisht nga sasia e substancës së tretur, mund të krijohet tretësirë e pangirë, e ngirë dhe e tejngirë. Tretësirë e ngirë është ajo tretësirë që në temperaturë të dhënë nuk mund të tretë tretë doza të reja reja të substancës substancës që tretet. tretet.
Tretësira e tillë gjithmonë përbën edhe një sasi të fundërrinës, të të substancës që tretet, ngase përvec principit të tretjes zhvillohet edhe principi I kundërt – kristalizimi. Tretësirë e pangirë është ajo që në temperaturë të dhënë ka tretur më pak substancë se tretësira e ngirë. Në tretësirë të këtillë mund të treten ende substance. Tretësirë etejngirë është ajo që në temperaturë të dhënë ka të tretur sasi më të madhe të substancës që tretet se sa që ka tretësira e ngirë. Tretësirat e tejngira nuk janë të qëndrueshme dhe në kushte të qëlluara, teprica e substancës kristalizon dhe tretësira kalon në tretës të ngrirë. Tretja e substancave të ngurta në trets të lëngët mund të shpejtohet nëse substanca që tretet thërrmohet, nëse tretja përzihet dhe nëse nxehet.
VETITË E TRETËSIRAVE TEMPERATURA E VLIMIT DHE E NGRIRJES SË TRETËSURAVE Tretësirat në krahasim me tretësin kanë veti fizike që ndryshojnë. Disa prej vetive fizike të tretësirave varren në mënyrë direkte prej numrit të thërrmijave në tretësirë, por jo prej natyrës kimike të tyre. Vetitë e tretësirave që në mënyrë direkte varen prej numrit të thërrmijave të substancës së tretur, quhen veti koligative. Vetive të tilla u takojnë temperature e shkrirjes, e vlimit dhe e ngrirjes në raport me tretësin e pastërt. P.sh:tretësira e kripës në ujë do të vlojë në temperaturë më të lartë se 100 C, sa është temperature e vlimit të ujit të pastërt. Kështu edhe temperatura e ngrirjes së tretësirës së kripës dhetë substancave tjera të ngurta e të paavullueshme paavullueshme do të jetë gjithmonë gjithmonë më e ulët se temperature e ngrirjes së tretësit, përkatësisht ujit. Tretësirat e substancave të ngurta temperaturën e vlimit gjithmonë e kanë më të lartë , kurse temperaturën e ngrirjes, përkatësisht të shkrirjës, më të ulët se tretësi I pastërt. Për sa shkallë do të zmadhohet temperature e vlimit, përkatësisht sa do të zvogëlohet temperature e ngrirjes, në krahasim me tretësin e pastërt, mvarret prej numrit të thërrmijave të substancës së tretur dhe prej natyrës së tretësit.
TRETSHMËRIA DHE VARËSIA E TRETSHMËRISË SË SUBSTANCAVE NGA TEMPERATURA
Substanca të ndryshme në temperaturë temperaturë të njëjtë njëjtë në sasira të ndryshme treten në tretës të njëjtë. Aftësia e substancës së tretur që të trete në ndonjë tretës, quhet
tretshmëri. Tretshmëria zakonisht tregohet me numrin e grameve të substancës së tretur në 100 gram tretës, përkatësisht ujë. Kështu p.sh: në 100 gram ujë në 20 C mund të treten: 201,10g – sheqer 134,5g – jodur kaliumi 0,17g – hidroksid natriumi 0,00023g – sulfat bariumi 0.00016g – klorur argjendi Substancat sheqeri dhe joduri I kaliumit kanë tretshmëri të mirë në ujë. Komponimet hidroksid I kalciumit ka tretshmëri të dobët në ujë, kurse sulfati I bariumit dhe kloruri I argjendit janë praktikisht të patretshëm në ujë. Tretshmëria e substancave të ngurta në tretësit e lëngët varet prej temperaturës. Pëe shumicen e substancave të ngurta me rritjen e temperaturës rritet edhe tretshmëria. Kjo rritje e tretshmërisë me rritjen e temperaturës te disa substance është shumë e lartë, te disa më pak ose në sasi të pandjeshme. Por te një numër I vogël I substancave të ngurta me rritjen e temperaturës tretshmëria zvogëlohet.
Formula Formula e subst substanc ancës ës
Grame Grame të të subst substanc ancës ës së tret tretur ur në 100 g ujë ujë
KNO3 NaNO3 NaCl Ca(CH3COO)2
0C 13,1 73,0 35,5 35,0
20 C 31,8 88,0 35,9 34,7
60 C 110,0 124,7 37,2 32,7
100 C 246,0 281,7 39,3 29,7
Varshmëria e tretshmërisë së substancave nga temperature në mënyrë të qartë tregohet më lakoren e tretshmërisë. Me këtë rast në boshtin e abshisës shënohet temperature, kurse në boshtin e ordinatës shenohen gramet e substancës së tretur në 100 g tretës, zakonisht në ujë.
Nga lakorja e tretshmërisë mund të përcaktohet tretshmëria e substancës për cilëndo qoftë temperaturë që është në kuadrin e lakores. Tretshmëria e lengjeve në lëngje është e ndryshme. Shumica e lengjeve në sasi të kufizuara përzihen nme tjetrin, por ka edhe të tilla që praktikisht janë të patretshme njëri në tjetrin. Tretshmëria e lëngjeve me rritjen e temperaturës ndryshon. Te disa tretshmëria rritet, te disa të tjera ndryshon fare pak.
Tretshmëria e gazeve në lëngje është e ndryshueshme dhevaret prej temperaturës, presionit dhe natyrës së gazit. Me rritjen e temperaturës tretshmëria e gazeve zvogëlohet. Varshmëria midis presionit dhe tretshmërisë së gazeve nëlëngje është përkufizuar me ligjin e Henrit, i cili thotë: Tretshmëria e një gazi nënjë vëllim të caktuar të tretësit është proporcionale me presionin në temperaturë të dhënë. Ky ligj vlen nëse plotësohen disa kushte, si p.sh: gazi që tretet mos të hyjë në reaksion kimik me tretësin.
PËRQËNDRIMI I TRETËSIRAVE Përqëndrimi i tretësirave më së shumti paraqitet si përqëndrim sasior
ose përqëndrim molar, si përqëndrimi masës dhe molalitet. Përqëndrimi molar (sasior) Përqëndrimi molar nënkupton raportin midis sasisësë substancës së tretur X dhe vëllimit të tretësirës V.
c(x)=n(X)/V Përqëndrimi molar tregon numrin e moleve të substancës së tretur në një dm3 tretësirë.
Përqëndrimi i masës Përqendrimi I masës së substancës së tretur Xnë tretësirë tregohet me raportin e masës së substancës së =tretur ndaj vëllimit të tretësirës. Kjo shënohët me gama dhe paraqitet me shprehjen:
(x)=m(x)/V Molaliteti Molalitetii substancës së tretur Xparaqet raportin midis sasisë së substancës së tretur dhe masës së tretësit A (uji).
Shenja e molalitetit është b (be) dhe kemi:
b(x)=n(x)/m(x)
