U ruskom postoje tri pojma koja su slična jedan drugom - gelovi, žele i žele. Među njima nema velike razlike u strukturi, ali se ovi koncepti primjenjuju u različitim područjima djelovanja. Termin "gel" se češće koristi u hemiji ili u vezi sa medicinskim i kozmetičkim proizvodima, "žele" - u kulinarstvu, rjeđe u hemiji, "žele" - u kulinarstvu i kozmetologiji. Hajde da saznamo šta su gelovi i kako se mogu koristiti.
Koncept "gela"
Riječ "gel" je latinskog porijekla. Gelo u prijevodu znači "zamrznuti", gelatus znači "nepokretan, smrznut."
Koncept je definisan koloidnom hemijom, naukom koja proučava disperzne sisteme i površinske fenomene.
Šta je gel u hemijskom smislu? Gel je takav dispergovani sistem sa disperzionim medijumom u komečestice faze formiraju prostornu strukturnu mrežu. Gel sadrži najmanje dvije komponente.
Gel-koloidni sistem
Disperzni sistemi su oni u kojima su čestice jedne supstance jednoliko raspoređene među česticama druge supstance. U takvim sistemima razlikuju:
- disperzioni medij - supstanca u kojoj se javlja distribucija,
- disperzna faza - supstanca čije su čestice raspoređene.
Disperzioni sistem, na primjer, je magla. Ovde je disperzioni medij gasovit, vazduh igra svoju ulogu, a disperzovana faza je tečna, to su čestice vode raspoređene u vazduhu. Postoji mnogo primjera dispergiranih sistema. Svi ovi sistemi se razlikuju po stanju agregacije faze i medija, kao i po stepenu finoće faznih čestica. Najveći stepen prečišćavanja faze - do pojedinačnih molekula - je u pravim rešenjima. Ovdje ne postoji interfejs između čestica - molekula faze i medija. Takvi sistemi se nazivaju homogeni, oni su stabilni. Primeri pravih rešenja: rastvor sumporne kiseline, vazduh, morska voda, liveno gvožđe.
U grubim sistemima, veličina čestica je veća od 100 nm, to su velike čestice koje se mogu vidjeti golim okom. Interfejs se može razlikovati između čestica faze i medija, pa se takvi sistemi nazivaju heterogeni, nestabilni su i tokom vremena se raslojavaju. Primeri grubih sistema: mlevena kreda u vodi, kreča, m alter, pasta za zube, biljno ulje u vodi, mleko.
Čestice faze veličine od 1 do 100 nm formiraju koloidne rastvore. Ove sisteme karakterišu posebna svojstva koja nisu karakteristična za prava rješenja i grube sisteme. Koloidni rastvori su mikroheterogeni prilično stabilni sistemi, čije se čestice ne talože tokom vremena pod dejstvom gravitacije. Primjeri: vodeni koloidi metalnih sulfida, sumpor.
Gelovi se određuju stepenom disperzije faze u koloidnim sistemima.
Agregatno stanje faze i medija u gelovima
U zavisnosti od stanja agregacije disperzione sredine i disperzivne faze, razlikuje se 8 tipova disperznih sistema. Ako je medij plin, tada faza može biti tečna (već smo razmatrali maglu) ili čvrsta. Na primjer, dim ili smog - čestice čvrste faze se distribuiraju u plinovitom mediju. Oba sistema se zovu aerosol.
Ako je medij tečan, a u njemu su raspoređene čvrste čestice faze, onda se takav sistem naziva sol ili suspenzija, ovisno o veličini čestica. Solovi formiraju gelove pod određenim uslovima.
Prema definiciji hemije, gelovi su dispergovani sistemi u kojima je disperzioni medij čvrsta materija, a disperzovana faza tečnost. Odnosno, gel je naziv vrste disperzijskog sistema zajedno sa emulzijom, aerosolom, suspenzijom, itd.
Gelovi - rješenja koja su izgubila tečnost
Neke otopine makromolekularnih supstanci i solova mogu se pretvoriti u gelove tokom dugotrajnog skladištenja. IUD ili sol čestice se vezuju jedna za drugu, formirajući kontinuiranu mrežu. Unutar takve mrežečestice rastvarača prodiru. Tako disperzioni medij i disperzna faza mijenjaju svoju ulogu. Faza postaje kontinuirana, a čestice medija se izoluju. Tako sistem gubi fluidnost i stiče nova mehanička svojstva. Šta je gel? To su koloidni sistemi koji su izgubili fluidnost zbog formiranja unutrašnjih struktura u njima.
Neki gelovi se vremenom raslojavaju, sa spontanim oslobađanjem tečnosti. Ovaj fenomen se naziva sinereza. Dolazi do zbijanja prostorne mreže, smanjenja volumena gela, stvaranja tzv. čvrstog koloida.
Formiranje čvrstog koloida iz gela je uobičajena prirodna pojava. Na primjer, suština zgrušavanja krvi je pretvaranje fibrinogena, rastvorljivog proteina, u fibrin, netopivi protein. U normalnim uslovima, zgrušavanje krvi je vitalni proces. Sinereza je važna u pripremi svježeg sira, sira. U ovim slučajevima je koristan fenomen sinereze. Međutim, ovu pojavu često treba spriječiti, jer ona određuje rok trajanja i rok trajanja raznih gelova - medicinskih, kozmetičkih, prehrambenih. Na primjer, marmelada i sufle, kada se čuvaju duže vrijeme, počnu ispuštati tekućinu i postaju neupotrebljivi.
Procesi pretvaranja sola u gel i gela u čvrst koloid su reverzibilni. Na primjer, proteinski želatin, koji je čvrst koloid, kada nabubri u vodi, pretvara se u žele - gel. Važno je pridržavati se temperaturnog režima, dovesti želatinu do ključanja, ali ne kuhati, inače se struktura uništava i gelpretvara se u sol, postaje fluidan.
Prilikom sušenja gelovi se nepovratno uništavaju.
Klasifikacija gelova
U zavisnosti od hemijske prirode disperzionog medija razlikuju se gelovi: hidrogelovi, alkogelovi, benzogelovi itd. Gelovi koji su siromašni tečnim ili potpuno bezvodni nazivaju se kserogelovi. Xerogel je ljepilo za drvo u pločicama, škrobu, suhoj želatini. Kompleksni kserogelovi su keksi, brašno, krekeri.
Neki gelovi sadrže malo suve materije, ali i dalje imaju trodimenzionalnu strukturu. To su žele, žele, jogurti, rastvori sapuna. Zovu se lyogels.
Odaberite grupu koagela. To su želatinozni precipitati koji se dobijaju koagulacijom solova (silicijum kiselina, gvožđe(III) hidroksid itd.) i soljenjem rastvora polimera. U koagelima, disperzioni medij čini zasebnu fazu, samo je mali dio medija vezan.
Upotreba i značaj gela u medicinskoj praksi
Gelovi se koriste u medicini:
- prilikom ultrazvučnih i elektrografskih pregleda;
- za stvaranje umjetnih zglobova, ligamenata;
- za zaustavljanje krvarenja začepljenjem (embolijom) krvnih sudova;
- za restauraciju rožnjače;
- antibakterijski, antivirusni gelovi;
- gelovi za zagrijavanje za ublažavanje bolova u različitim dijelovima mišićno-koštanog sistema;
- gelovi za hlađenje povreda.
Gelovi za zagrijavanje
Gelovi za zagrijavanjepovećavaju propusnost kapilara zbog komponenti koje čine njihov sastav - to su pčelinji i zmijski otrov, ekstrakt paprike; metil salicilat ima manje izražen učinak. Ove komponente uzrokuju povećanje krvnog punjenja krvnih žila - hiperemiju, čime se povećava lokalni prijenos topline. Gelovi za zagrijavanje se lokalno koriste za različite lezije mišićno-koštanog sistema - zglobova, mišića, ligamenata, tetiva. Koriste se za ublažavanje otoka, smanjenje bolova, aktiviranje cirkulacije krvi u zahvaćenom području. Gelove za zagrijavanje koriste sportisti prije treninga za pripremu mišića. Mišićno tkivo se pod dejstvom komponenti gela zagreva i samim tim manje oštećuje tokom vežbanja, što sprečava uganuće i povrede. Upotreba ovakvih gelova nakon treninga pomaže u oslobađanju mišićne napetosti i umora.
Popularni gelovi za zagrijavanje su zasnovani na:
- paprika kapsaicin ili njegov sintetički analog - "Finalgon", "Kapsicam";
- otrov pčela i zmija - "Viprosal";
- diklofenak, ibuprofen, indometacin - nesteroidne antiinflamatorne supstance - diklofenak, ortofen, indometacin.
Kada koristite sredstva za zagrijavanje, morate pročitati upute za upotrebu gelova, uzeti u obzir kontraindikacije i pridržavati se učestalosti upotrebe.
gelovi za hlađenje
Gelovi za zagrevanje ne bi trebalo da se koriste odmah nakon povrede. U ovom trenutku je potrebno koristiti naprotiv rashladne tečnosti. Najbolje je nakratko nanijeti led ikoristite hladan oblog. Sportisti koriste posebne rashladne sprejeve. Zatim možete nanijeti gel za hlađenje, na primjer s mentolom. Hlađenje sprečava razvoj edema i upale, anestezira. Prvog dana nakon ozljede treba staviti hladno. Nakon 2-3 dana počinju koristiti sredstva za zagrijavanje koja povećavaju lokalni protok krvi, što doprinosi resorpciji hematoma.
Određivanje jačine gela
Proizvođači medicinskih, farmaceutskih, kozmetičkih gelova moraju znati njihovu tvrdoću. Elastičnost i čvrstoća na lomljenje gelova je važna za izradu koronarnih stentova, čiji materijal treba da bude sličan mehaničkim svojstvima živom tkivu; kontaktna sočiva, supozitorije, gel lubrikanti, hranjive tvari mikrobne kulture. Čvrstoća gelova je važna u proizvodnji zubnih pasta, krema, pastila.
Da biste odredili jačinu gela prema Bloomu, koristite Bloom uređaj. Određuje opterećenje potrebno za guranje površine gela sa cilindričnom mlaznicom određenog prečnika (12,7 mm) do dubine od 4 mm.
Šta je gel? To su dispergovani sistemi koje karakteriše određena struktura koja im daje svojstva čvrstih materija. Gelovi se sastoje od najmanje dvije komponente, od kojih se jedna kontinuirano distribuira u drugoj. Mogu se dobiti koagulacijom solova. Gelovi se odlikuju fenomenom oticanja. Nadamo se da ćete, ako vas ispit bude pitao: "Opišite pojam "gelovi"!", to lako uraditi!
