Гели (Gela) - типичный гель, гидрогели, алкогели
Гели (от латинского слова - Gela; gelata и от латинского слова - Gelo - застываю) - связвывающедисперсные ультра- и микрогетерогенные дисперсные системы с жидкой и газовой дисперсионной средой, которые имеют некоторые свойства твердых тел, в частности способность сохранять форму, некоторую прочность, пластичность, чаще эластичность.
Гели образуются из высокодисперсных систем при их коагуляции, когда частицы дисперсной фазы вследствие молекулярного сцепления (за счет молекулярных сил различной природы) образуют пространственную сетку, при этом система не расслаивается, а затвердевает (рисунок).
Рисунок - Строение коагуляционной структуры:
- частицы дисперсной фазы;
- астабилизованные участки поверхности;
- петли структуры, заполненные дисперсионной средой.
Гели образуются в результате рыхлой коагуляции из-за относительно малого числа коагуляционных центров на поверхности частиц дисперсной фазы, например, на концах, ребрах, углам частиц вытянутой формы (анизометричных), особенно подверженных гелеобразованию. При этом поверхность частиц стабилизирована сольватными оболочками среды.
Именно поэтому типичные гели образуются при очень малом содержании дисперсной фазы, например, при 0,01% в гидрозоле V2O5 в результате добавления гелеобразующих (коагулирующих) электролитов наступает полное затвердевание. Если высокодисперсная система достаточно лиофильная, то образуется типичный гель (коагуляционно-тиксотропная структура), который называется лиогелем. При этом не происходит раздела фаз с появлением осадка, а все дисперсионная среда удерживается механически в ячейках структуры. В зависимости от природы дисперсионной среды (воды, спирта и т.п.) различают гидрогели, алкогели и др. При переходе системы из свободнодисперсного состояния (золя) в связаннодисперсное (гели) количество дисперсионной среды практически не меняется, вся жидкость является иммобилизованной, то есть затверделой в структуре геля.
Переход не сопровождается также и заметным тепловым эффектом, поскольку сцепление частиц дисперсной фазы происходит на очень малых стабилизированных участках поверхности, где уменьшение поверхностной энергии Гиббса незначительно.
Группу типичных гелей образуют лиофильные (обратно) высокодисперсные системы коллоидных лекарственных препаратов.
Гели образуются из соответствующих золей при повышении концентрации коллоидных поверхностно-активных веществ или при понижении температуры.
Специфическим свойством типичных коагуляционных структур является тиксотропия - способность гелей самопроизвольно восстанавливаться во времени после разрушения в результате механического воздействия, а также переходить в золь под действием физико-химических факторов.
Гели могут быть не только коагуляционно-тиксотропными, но и конденсационно-кристаллизационными структурами. Последние образуются из типичных лиофобных золей, между частицами которых существует химическая связь. Они имеют высокую прочность и разрушаются без обратного восстановления. При высушивании гель превращается в твердую микропористую систему, которая имеет хрупкую структуру без обратного восстановления. Эти системы называют аэрогель (ксерогель). Так получают различные сорбенты, катализаторы и их носители.
Фармацевтические гели как лекарственные препараты широко применяют в медицинской и косметической практике при повреждении слизистой оболочки, ожогах и т. Их часто отождествляют с желе (см. Студень), которые являются гомогенными системами высокомолекулярных веществ.
^Наверх