תרחיף
פעולות נוספות
בכימיה, תרחיף (בלעז: סוספנסיה) הוא תערובת הטרוגנית של נוזל המכיל חלקיקים מוצקים גדולים דיו לצורך שיקוע. החלקיקים עשויים להיות גלויים לעין בלתי מזוינת, בדרך כלל גודלם עולה על מיקרומטר אחד, והם עשויים בסופו של דבר לשקוע. עם זאת, התערובת מסווגת כתרחיף רק כאשר וכל עוד החלקיקים טרם שקעו מחוץ למדיום.
תכונות עריכה
תרחיף הוא תערובת הטרוגנית שבה חלקיקי המוצק אינם נמסים, אלא נותרים תלויים בתוך גוף הממס, כשהם צפים בחופשיות במדיום. [1] המופע הפנימי (המוצק) מפוזר לאורך המופע החיצוני (הנוזלי) באמצעות פעולה מכנית, תוך שימוש בחומרים מסוימים או בסוכני השלייה.
דוגמה לתרחיף היא חול במים. החלקיקים המושלוים נראים תחת מיקרוסקופ וישקעו לאורך זמן אם יושארו ללא הפרעה. תכונה זו מבדילה בין תרחיף לבין קולואיד, שבו חלקיקי הקולואיד קטנים יותר ואינם שוקעים. [2] קולואידים ותרחיפים שונים מתמיסה, שבה החומר המומס אינו קיים כעצם מוצק, והממס והמומס מעורבבים באופן הומוגני.
תרחיף של טיפות נוזל או חלקיקי מוצק עדינים בתוך גז נקרא אירוסול. באטמוספירת כדור הארץ, החלקיקים המושלוים נקראים חלקיקים מוצקים והם מורכבים מאבק עדין, חלקיקי פיח, מלח ים, סולפטים וולקניים או ביוגניים, חנקות וטיפות עננים.
תרחיפים מסווגים על בסיס הפאזה המפוזרת ומדיום הפיזור, כאשר הראשונה היא בבסיסה מוצקה ואילו האחרונה יכולה להיות מוצק, נוזל או גז.
בתעשיות התהליך הכימי המודרניות, נעשה שימוש בטכנולוגיית ערבול בגזירה גבוהה ליצירת תרחיפים חדשניים רבים.
תרחיפים אינם יציבים מבחינה תרמודינמית, אך יכולים להיות יציבים מבחינה קינטית לאורך תקופה ארוכה, מה שקובע את חיי המדף של התרחיף. יש למדוד את טווח הזמן הזה כדי לספק מידע מדויק לצרכן ולהבטיח את איכות המוצר הטובה ביותר.
טכניקת ניטור יציבות פיזית עריכה
פיזור אור מרובה בשילוב עם סריקה אנכית היא הטכניקה הנפוצה ביותר לניטור מצב הפיזור של מוצר, ובכך לזיהוי וכימות תופעות של חוסר יציבות. [3][4][5][6] השיטה פועלת על תערובות מפוזרות מרוכזות ללא צורך בדילול. כאשר אור נשלח דרך הדגימה, הוא מפוזר לאחור על ידי החלקיקים. עוצמת הפיזור לאחור עומדת ביחס ישר לגודל ולחלק הנפחי של הפאזה המפוזרת. לפיכך, שינויים מקומיים בריכוז ושינויים גלובליים בגודל (התלקדות, אגרגציה) מזוהים ומנוטרים. חשיבות עליונה בניתוח היציבות של תרחיפי חלקיקים נודעת לערך של פוטנציאל זטה שמפגינים המוצקים המושלוים. פרמטר זה מצביע על גודל הדחייה האלקטרוסטטית הבין–חלקיקית ונמדד בדרך כלל כדי לקבוע כיצד השימוש בספיחה ושינויי pH משפיעים על דחיית החלקיקים ועל ייצוב התרחיף או ערעור יציבותו.
שיטות האצה לחיזוי חיי מדף עריכה
התהליך הקינטי של ערעור היציבות יכול להיות ארוך למדי (עד מספר חודשים או אף שנים עבור מוצרים מסוימים), ולעיתים קרובות נדרש מהמפתח להשתמש בשיטות האצה נוספות כדי להגיע לזמן פיתוח סביר למוצר חדש. שיטות תרמיות הן הנפוצות ביותר וכוללות העלאת טמפרטורה להאצת ערעור היציבות (מתחת לטמפרטורות קריטיות של שינויי פאזה או פירוק). הטמפרטורה משפיעה לא רק על הצמיגות, אלא גם על מתח הפנים במקרה של חומרים פעילי שטח לא–יוניים או באופן כללי על כוחות האינטראקציה בתוך המערכת. אחסון תערובת בטמפרטורות גבוהות מאפשר לדמות תנאי חיים אמיתיים עבור מוצר (לדוגמה: שפופרת קרם הגנה במכונית במהלך הקיץ), אך גם להאיץ תהליכי ערעור יציבות עד פי 200. לעיתים נעשה שימוש בשיטות הכוללות רעידות, צנטריפוגה וערבול. אלו חושפות את המוצר לכוחות שונים הדוחפים את החלקיקים. עם זאת, תחליבים מסוימים לעולם לא יתאחדו תחת כוח כבידה רגיל, בעוד שהם עושים זאת תחת כוח כבידה מלאכותי. [7] יתרה מכך, הוכח כי שימוש בצנטריפוגה ורעידות עלול לגרום להפרדה בין אוכלוסיות שונות של חלקיקים. [8]
דוגמאות עריכה
דוגמאות נפוצות לתרחיפים כוללות:
קישורים חיצוניים עריכה
הערות שוליים עריכה
- ^ Chemistry: Matter and Its Changes, 4th Ed. by Brady, Sense, ISBN 0-471-21517-1
- ^ The Columbia Electronic Encyclopedia, 6th ed.
- ^ I. Roland, G. Piel, L. Delattre, B. Evrard International Journal of Pharmaceutics 263 (2003) 85-94
- ^ C. Lemarchand, P. Couvreur, M. Besnard, D. Costantini, R. Gref, Pharmaceutical Research, 20-8 (2003) 1284-1292
- ^ O. Mengual, G. Meunier, I. Cayre, K. Puech, P. Snabre, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 152 (1999) 111–123
- ^ P. Bru, L. Brunel, H. Buron, I. Cayré, X. Ducarre, A. Fraux, O. Mengual, G. Meunier, A. de Sainte Marie and P. Snabre Particle sizing and characterization Ed T. Provder and J. Texter (2004)
- ^ J-L Salager, Pharmaceutical emulsions and suspensions Ed Françoise Nielloud, Gilberte Marti-Mestres (2000)
- ^ P. Snabre, B. Pouligny Langmuir, 24 (2008) 13338-13347