گاما رو نصب کن!

{{ number }}
اعلان ها
اعلان جدیدی وجود ندارد!
کاربر جدید

جستجو

پربازدیدها: #{{ tag.title }}

میتونی لایو بذاری!

ذرات معلق: ذرات جامدی که در مایع پخش شده‌اند ولی حل نشده‌اند.

بروزرسانی شده در: 20:56 1404/10/2 مشاهده: 8     دسته بندی: کپسول آموزشی

ذرات معلق: ماجرای جامدهای شناور در مایع

ذراتی که حل نمی‌شوند، فقط در مایع پخش می‌شوند! از شربت خاکشیر تا آلودگی هوا، همه یک اصل علمی دارند.
خلاصه مقاله: در این مقاله با ذرات معلق یا سوسپانسیون[1] آشنا می‌شویم. می‌فهمیم که این ذرات جامد چگونه در یک مایع پخش می‌شوند اما در آن حل نمی‌شوند. با بررسی ویژگی‌های کلیدی مانند ناپایداری و اثر تیندال، مثال‌های ملموس زیادی از زندگی روزمره مانند شربت خاکشیر یا رنگ گواش را مرور می‌کنیم. همچنین تفاوت مهم آن با محلول و کلوئید را در یک جدول مقایسه‌ای ساده یاد می‌گیریم.

ذرات معلق چه هستند و چه ویژگی‌هایی دارند؟

وقتی از ذرات معلق صحبت می‌کنیم، منظورمان ذرات ریز جامدی است که در یک مایع پخش شده‌اند اما در آن حل نشده‌اند. به این نوع مخلوط، تعلیق یا سوسپانسیون[1] هم گفته می‌شود. این مخلوط‌ها ناهمگن هستند، یعنی اگر با دقت نگاه کنید می‌توانید ذرات جامد را از مایع تشخیص دهید (برخلاف محلول‌هایی مانند آب شکر که کاملاً یکنواخت هستند).

چند ویژگی مهم ذرات معلق را می‌توان این‌طور خلاصه کرد:

  • ناپایدار هستند: مهم‌ترین ویژگی آن‌ها این است که اگر مدتی بی‌حرکت بمانند، ذرات جامد به تدریج در ته ظرف ته‌نشین می‌شوند. به دوغی که ماست آن جدا افتاده یا شربت خاکشیری که دانه‌هایش ته نشین شده فکر کنید.
  • ذرات را می‌توان دید: اندازه ذرات جامد در سوسپانسیون معمولاً بزرگ‌تر از 1000 نانومتر (یک میکرون) است و گاهی حتی با چشم غیرمسلح هم قابل دیدن هستند.
  • مخلوط کدر: به دلیل بزرگی ذرات، نور به راحتی از آن‌ها عبور نمی‌کند و مخلوط، کدر یا غیرشفاف به نظر می‌رسد.
  • قابل جداسازی با روش‌های فیزیکی: می‌توان ذرات جامد را با روش‌های ساده‌ای مثل صاف کردن (فیلتراسیون) یا ته‌نشین‌سازی از مایع جدا کرد.
یک آزمایش ساده در خانه: یک لیوان آب بردارید و مقداری خاک یا شن ریز در آن بریزید و هم بزنید. مخلوط حاصل کدر است و ذرات خاک در آب شناور می‌شوند. اگر لیوان را برای چند دقیقه ساکن بگذارید، می‌بینید که ذرات خاک کم‌کم در ته لیوان جمع می‌شوند. شما یک سوسپانسیون ساخته‌اید!

تفاوت ذرات معلق با محلول و کلوئید در چیست؟

همه مخلوط‌ها شبیه هم نیستند. در علم، مخلوط‌ها را بر اساس اندازه ذرات و یکنواختی، به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌کنند. دانستن تفاوت بین محلول، کلوئید و سوسپانسیون (ذرات معلق) بسیار مهم است.

ویژگی محلول (مثل آب نمک) کلوئید (مثل شیر) سوسپانسیون (ذرات معلق، مثل آب گِل‌آلود)
اندازه ذرات کمتر از 1 نانومتر بین 1 تا 1000 نانومتر بیشتر از 1000 نانومتر
یکنواختی (همگنی) همگن ناهمگن ناهمگن
اثر تیندال[2] ندارد دارد (مسیر نور دیده می‌شود) دارد یا بسیار کدر است
ته‌نشینی ذرات ته‌نشین نمی‌شوند با دستگاه سانتریفیوژ جدا می‌شوند خودبه‌خود و با گذشت زمان ته‌نشین می‌شوند
پایداری پایدار نسبتاً پایدار ناپایدار

همان‌طور که در جدول مشخص است، اندازه ذرات و پایداری، کلید تشخیص این مخلوط‌ها از یکدیگر است. ذرات در محلول آنقدر ریز هستند که هرگز ته‌نشین نمی‌شوند، اما در سوسپانسیون این اتفاق حتماً رخ می‌دهد.

ذرات معلق در زندگی ما: از دارو تا آلودگی هوا

شاید فکر کنید ذرات معلق فقط مربوط به آزمایشگاه شیمی است، اما نمونه‌های زیادی از آن در اطراف ما وجود دارد:

  • در آشپزخانه:شربت خاکشیر یک سوسپانسیون طبیعی است. دانه‌های ریزی که در آب پخش شده‌اند اما حل نشده‌اند. دوغ و برخی آبمیوه‌های پالپ‌دار (دارای تکه‌های میوه) هم همین‌طور هستند.
  • در نقاشی:رنگ گواش یا آبرنگ نوعی سوسپانسیون است. رنگدانه‌های جامد در یک مایع (محیط پیوسته) پخش شده‌اند.
  • در داروها: بسیاری از شربت‌ها مثل برخی شربت‌های معده یا آنتی‌بیوتیک‌ها به شکل سوسپانسیون هستند. روی قوطی این داروها معمولاً نوشته شده: «قبل از مصرف به خوبی تکان دهید». این کار برای این است که ذرات دارو که ممکن است ته‌نشین شده باشند، دوباره در مایع پخش شوند.
  • در محیط زیست:آب گل‌آلود رودخانه‌ها یا گرد و غبار معلق در هوا نمونه‌های بزرگ مقیاس سوسپانسیون هستند. ذرات گرد و غبار یا خاک در هوا (که خود یک سیال است) معلق می‌مانند.

سوالات مهم درباره ذرات معلق

سوال: اگر یک مخلوط سوسپانسیون (مثل دوغ) را بی‌حرکت رها کنیم چه می‌شود و چرا؟
پاسخ: ذرات جامد موجود در آن به تدریج در ته ظرف ته‌نشین می‌شوند. دلیل این اتفاق نیروی جاذبه زمین است. از آنجایی که ذرات جامد سنگین‌تر از مایع اطرافشان هستند و در آن حل نشده‌اند، نیروی جاذبه بر آن‌ها اثر کرده و به سمت پایین می‌کشد. به همین خاطر است که روی بطری شربت‌های دارویی نوشته «قبل از مصرف تکان دهید».
سوال: چگونه می‌توانیم بفهمیم یک مخلوط، محلول است یا سوسپانسیون؟
پاسخ: دو راه ساده وجود دارد: 1) منتظر بمانید: اگر پس از مدتی ساکن ماندن، ذراتی در ته ظرف جمع شد، آن مخلوط یک سوسپانسیون است. محلول‌ها هرگز ته‌نشین نمی‌شوند. 2) نگاه کنید: معمولاً سوسپانسیون‌ها کدر هستند و ذرات در آن‌ها قابل مشاهده است، در حالی که محلول‌های واقعی (مثل آب نمک زلال) شفاف هستند.
سوال: آیا ذرات معلق همیشه مضر هستند؟
پاسخ: خیر. همان‌طور که دیدیم در بسیاری از داروها و مواد خوراکی از سوسپانسیون استفاده می‌شود. اما یک نوع خاص از ذرات معلق می‌تواند خطرناک باشد: ذرات معلق در هوا یا گرد و غبار. این ذرات بسیار ریز که به آنها PM10 و PM2.5 می‌گویند، می‌توانند به عمق ریه‌ها نفوذ کرده و باعث مشکلات تنفسی و قلبی شوند. بنابراین در روزهای آلوده باید مراقب این نوع از ذرات معلق بود.
جمع‌بندی: ذرات معلق یا سوسپانسیون، مخلوط‌های ناهمگن و ناپایداری هستند که از ذرات جامدِ حل‌نشده در یک مایع تشکیل می‌شوند. ویژگی بارز آن‌ها ته‌نشینی ذرات با گذشت زمان است. این پدیده فقط در کتاب‌های درسی نیست؛ از شربت محبوب خاکشیر گرفته تا داروهایی که مصرف می‌کنیم و حتی آب گل‌آلود، همه مثال‌هایی از زندگی واقعی هستند. با دانستن تفاوت آن با محلول و کلوئید، می‌توانیم دنیای اطراف خود را بهتر درک کنیم.

پاورقی

[1]سوسپانسیون (Suspension): معادل انگلیسی «تعلیق» یا «ذرات معلق» است و به مخلوط ناهمگن ذرات جامد در یک مایع گفته می‌شود.

[2]اثر تیندال (Tyndall Effect): پدیده‌ای که در آن مسیر عبور یک پرتو نور در یک محیط کدر یا کلوئیدی به دلیل پراکندگی نور توسط ذرات، قابل مشاهده می‌شود.

سوسپانسیون ذرات معلق مخلوط ناهمگن ته‌نشینی علوم هشتم