In het Russisch zijn er drie termen die op elkaar lijken - gels, gelei en gelei. Er is geen groot verschil tussen beide in structuur, maar deze concepten worden toegepast in verschillende werkterreinen. De term "gel" wordt vaker gebruikt in de chemie of in verband met medicinale en cosmetische producten, "gelei" - bij het koken, minder vaak in de chemie, "gelei" - bij het koken en cosmetologie. Laten we eens kijken wat gels zijn en hoe ze kunnen worden gebruikt.
Het concept van "gel"
Het woord "gel" is van Latijnse oorsprong. Gelo betekent in vertaling "bevriezen", gelatus betekent "onbeweeglijk, bevroren."
Het concept wordt gedefinieerd door colloïdchemie, de wetenschap die dispersiesystemen en oppervlakteverschijnselen bestudeert.
Wat is een gel in termen van chemie? Gel is zo'n gedispergeerd systeem met een dispersiemedium waarin:fasedeeltjes vormen een ruimtelijk structureel raster. De gel bevat minimaal twee componenten.
Gel-colloïdaal systeem
Gedispergeerde systemen zijn systemen waarin deeltjes van een stof gelijkmatig zijn verdeeld over deeltjes van een andere stof. In dergelijke systemen onderscheiden ze:
- dispersiemedium - de stof waarin de distributie plaatsvindt,
- gedispergeerde fase - een stof waarvan de deeltjes verdeeld zijn.
Verspreidingssysteem is bijvoorbeeld mist. Hier is het dispersiemedium gasvormig, speelt lucht zijn rol en is de gedispergeerde fase vloeibaar, het zijn waterdeeltjes die in de lucht worden verdeeld. Er zijn veel voorbeelden van verspreide systemen. Al deze systemen verschillen in de aggregatietoestand van de fase en het medium, evenals in de mate van fijnheid van de fasedeeltjes. De hoogste graad van faseverfijning - tot individuele moleculen - zit in echte oplossingen. Hier is er geen grensvlak tussen de deeltjes - de moleculen van de fase en het medium. Dergelijke systemen worden homogeen genoemd, ze zijn stabiel. Voorbeelden van echte oplossingen: zwavelzuuroplossing, lucht, zeewater, gietijzer.
In grove systemen is de deeltjesgrootte meer dan 100 nm, dit zijn grote deeltjes die met het blote oog te zien zijn. Er kan een grensvlak worden onderscheiden tussen de deeltjes van de fase en het medium; daarom worden dergelijke systemen heterogeen genoemd, ze zijn onstabiel en gelaagd in de tijd. Voorbeelden van grove systemen: gemalen krijt in water, whitewash, mortels, tandpasta, plantaardige olie in water, melk.
Partikels van de fase variërend in grootte van 1 tot 100 nm vormen colloïdale oplossingen. Deze systemen worden gekenmerkt door bijzondere eigenschappen die niet kenmerkend zijn voor echte oplossingen en grove systemen. Colloïdale oplossingen zijn microheterogene, tamelijk stabiele systemen; hun deeltjes bezinken niet na verloop van tijd onder invloed van de zwaartekracht. Voorbeelden: waterige colloïden van metaalsulfiden, zwavel.
Gels worden bepaald door de mate van dispersie van de fase naar colloïdale systemen.
Geaggregeerde toestand van fase en medium in gels
Afhankelijk van de aggregatietoestand van het dispersiemedium en de gedispergeerde fase, worden 8 soorten dispersiesystemen onderscheiden. Als het medium een gas is, kan de fase een vloeistof zijn (we hebben al mist overwogen) of een vaste stof. Rook of smog - deeltjes van de vaste fase worden bijvoorbeeld verdeeld in een gasvormig medium. Beide systemen worden aerosol genoemd.
Als het medium een vloeistof is en vaste deeltjes van de fase zijn daarin verdeeld, dan wordt zo'n systeem een sol of een suspensie genoemd, afhankelijk van de grootte van de deeltjes. Sols vormen onder bepaalde omstandigheden gels.
Volgens de definitie van chemie zijn gels gedispergeerde systemen waarin het dispersiemedium een vaste stof is, de gedispergeerde fase een vloeistof. Dat wil zeggen, gel is de naam van het type dispersiesysteem samen met emulsie, aerosol, suspensie, enz.
Gels - oplossingen die vloeibaarheid hebben verloren
Sommige oplossingen van macromoleculaire stoffen en sols kunnen bij langdurige opslag in gels veranderen. IUD- of sol-deeltjes binden aan elkaar en vormen een continu netwerk. Binnen zo'n rasteroplosmiddeldeeltjes dringen binnen. Het dispersiemedium en de gedispergeerde fase veranderen dus van rol. De fase wordt continu en de deeltjes van het medium worden geïsoleerd. Zo verliest het systeem vloeibaarheid en krijgt het nieuwe mechanische eigenschappen. Wat is een gel? Dit zijn colloïdale systemen die hun vloeibaarheid hebben verloren door de vorming van interne structuren erin.
Sommige gels delamineren na verloop van tijd, waarbij spontaan vloeistof vrijkomt. Dit fenomeen wordt synerese genoemd. Er is een verdichting van het ruimtelijke netwerk, een afname van het volume van de gel, de vorming van het zogenaamde vaste colloïde.
De vorming van een vast colloïde uit een gel is een veel voorkomend natuurverschijnsel. De essentie van bloedstolling is bijvoorbeeld de omzetting van fibrinogeen, een oplosbaar eiwit, in fibrine, een onoplosbaar eiwit. Onder normale omstandigheden is bloedstolling een essentieel proces. Synerese is belangrijk bij de bereiding van kwark, kaas. In deze gevallen is het fenomeen synerese nuttig. Dit fenomeen moet echter vaak worden voorkomen, omdat het de houdbaarheid en houdbaarheid van verschillende gels bepa alt - medisch, cosmetisch, voedsel. Marmelade en soufflé bijvoorbeeld, wanneer ze lange tijd worden bewaard, beginnen vloeistof af te geven en worden onbruikbaar.
De processen van het omzetten van een sol in een gel en een gel in een vast colloïde zijn omkeerbaar. Bijvoorbeeld, het eiwitgelatine, dat een vast colloïde is, verandert, wanneer het in water gezwollen is, in een gelei-gel. Het is belangrijk om het temperatuurregime in acht te nemen, de gelatine aan de kook te brengen, maar niet te koken, anders wordt de structuur vernietigd en de gelverandert in een sol, wordt vloeibaar.
Bij het drogen worden de gels onomkeerbaar vernietigd.
Classificatie van gels
Afhankelijk van de chemische aard van het dispersiemedium worden gels onderscheiden: hydrogels, alcogels, benzogels, enz. Vloeistofarme of volledig watervrije gels worden xerogels genoemd. Xerogel is houtlijm in tegels, zetmeel, droge bladgelatine. Complexe xerogels zijn koekjes, meel, crackers.
Sommige gels bevatten weinig droge stof, maar hebben toch een driedimensionale structuur. Dit zijn gelei, gelei, yoghurt, zeepoplossingen. Ze worden lyogels genoemd.
Selecteer een groep coagels. Dit zijn gelatineuze precipitaten die worden verkregen door het coaguleren van sols (kiezelzuur, ijzer(III)hydroxide, enz.) en het uitzouten van polymeeroplossingen. In coagels vormt het dispersiemedium een aparte fase, slechts een klein deel van het medium is gebonden.
Het gebruik en de betekenis van gels in de medische praktijk
Gels worden gebruikt in de geneeskunde:
- bij het uitvoeren van echografie en elektrografisch onderzoek;
- om kunstmatige gewrichten, gewrichtsbanden te maken;
- om het bloeden te stoppen door verstopping (embolie) van bloedvaten;
- voor herstel van het hoornvlies;
- antibacteriële, antivirale gels;
- verwarmende gels voor pijnverlichting van verschillende delen van het bewegingsapparaat;
- verkoelende gels voor blessures.
Verwarmingsgels
Verwarmende gelsde doorlaatbaarheid van haarvaten verhogen vanwege de componenten waaruit hun samenstelling bestaat - dit zijn bijen- en slangengif, peper-extract; methylsalicylaat heeft een minder uitgesproken effect. Deze componenten veroorzaken een toename van de bloedvulling van bloedvaten - hyperemie, waardoor de lokale warmteoverdracht toeneemt. Verwarmende gels worden plaatselijk gebruikt voor verschillende laesies van het bewegingsapparaat - gewrichten, spieren, ligamenten, pezen. Ze worden gebruikt om zwelling te verlichten, pijn te verminderen, de bloedcirculatie in het getroffen gebied te activeren. Verwarmende gels worden door atleten vóór de training gebruikt om spieren voor te bereiden. Spierweefsel onder invloed van de gelcomponenten wordt verwarmd en daardoor minder beschadigd tijdens het sporten, wat verstuikingen en blessures voorkomt. Het gebruik van dergelijke gels na de training helpt spierspanning en vermoeidheid te verlichten.
Populaire verwarmende gels zijn gebaseerd op:
- pepercapsaïcine of zijn synthetische analoog - "Finalgon", "Kapsicam";
- diclofenac, ibuprofen, indomethacine - niet-steroïde anti-inflammatoire stoffen - Diclofenac, Ortofen, Indomethacine.
Bij het gebruik van verwarmingsmiddelen moet u de instructies voor het gebruik van gels lezen, rekening houden met contra-indicaties en de gebruiksfrequentie in acht nemen.
Koelgels
Verwarmingsgels mogen niet direct na een blessure worden gebruikt. Op dit moment is het noodzakelijk om koelvloeistoffen te gebruiken. Het is het beste om kort ijs aan te brengen engebruik een koud kompres. Atleten gebruiken speciale verkoelende sprays. Dan kun je een verkoelende gel aanbrengen, bijvoorbeeld met menthol. Koeling voorkomt de ontwikkeling van oedeem en ontsteking, verdooft. Koud moet worden aangebracht op de eerste dag na het letsel. Na 2-3 dagen beginnen ze verwarmende middelen te gebruiken die de lokale bloedstroom verhogen, wat bijdraagt aan de resorptie van hematomen.
Bepaling van de gelsterkte
Fabrikanten van medische, farmaceutische en cosmetische gels moeten hun hardheid weten. De elasticiteit en breuksterkte van gels is belangrijk voor de vervaardiging van coronaire stents, waarvan het materiaal in mechanische eigenschappen vergelijkbaar moet zijn met levend weefsel; contactlenzen, zetpillen, gelsmeermiddelen, microbiële kweekvoedingsstoffen. De sterkte van gels is belangrijk bij de vervaardiging van tandpasta's, crèmes, zuigtabletten.
Gebruik het Bloom-apparaat om de sterkte van de gel volgens Bloom te bepalen. Het bepa alt de belasting die nodig is om het geloppervlak met een cilindrische spuitmond met een bepaalde diameter (12,7 mm) tot een diepte van 4 mm te duwen.
Wat is een gel? Dit zijn verspreide systemen die worden gekenmerkt door een bepaalde structuur die ze de eigenschappen van vaste stoffen geeft. Gels bestaan uit ten minste twee componenten, waarvan de ene continu in de andere wordt verdeeld. Ze kunnen worden verkregen door coagulatie van sols. Gels worden gekenmerkt door het fenomeen van zwelling. We hopen dat als het examen je vraagt: "Beschrijf het concept van "gels"!", je het gemakkelijk kunt doen!
