سوسپانسیون مخلوط ناهمگنی از مایع است که حاوی ذرات جامد به‌اندازه کافی بزرگ برای رسوب می‌باشد. امکان دارد که این ذرات با چشم غیرمسلح نیز قابل‌مشاهده باشند، اغلب باید از یک میکرومتر بزرگ‌تر بوده و در نهایت ته‌نشین شوند، اما فقط در صورت تعلیق ذرات حل‌شونده این محلول را سوسپانسیون می‌نامند.
سوسپانسیون چیست
سوسپانسیون مخلوطی ناهمگن است که ذرات در آن حل نمی‌شوند؛ بلکه در حلال به حالت تعلیق در می‌آیند و در محیط آزادانه شناور می‌مانند. فاز جامد (داخلی) به‌وسیله هم‌زدن مکانیکی با استفاده از عوامل تعلیق یا مواد کمکی خاص در تمام فاز مایع (خارجی) پراکنده می‌شود. ذرات سوسپانسیون به‌قدری بزرگ هستند که پرتوهای نور را پراکنده می‌کنند و مسیر اشعه از طریق آن قابل‌مشاهده است.
به زبانی ساده می‌توان گفت که یک لیوان آب بردارید و یک‌مشت خاک یا ماسه درون آن بریزید، مخلوط را هم بزنید. حال می‌بینید که شن و ماسه در آب حل نمی‌شود و فقط ممکن است چند لحظه همگن به نظر برسد. خاک یا شن و ماسه در ته لیوان به‌تدریج فرومی‌رود. برخی از نمونه‌های متداول مخلوط سوسپانسیون می‌توان به مخلوط گچ و آب، آرد و آب، آب گل‌آلود، مه، ذرات گردوغبار و هوا، شیر منیزیا و… اشاره کرد.
به‌طورکلی اندازه ذرات سوسپانسیون بزرگ‌تر از ذرات تشکیل‌دهنده محلول است و اغلب تا یک میکرومتر متغیر است. معمولاً قطر معمولی در ذرات پراکنده در این مخلوط 1000 برابر بیشتر از قطر یک‌ذره در محلول است. به این دلیل که ذرات محلول بزرگ‌تر هستند از کاغذ صافی عبور نمی‌کنند. ازاین‌رو تکنیک جداسازی فیزیکی فیلتراسیون را می‌توان برای جداسازی ذرات معلق به کار برد.
نحوه خرید مواد اولیه شیمیایی
شما برای خرید مواد اولیه شیمیایی و لوازم و تجهیزات آزمایشگاهی می‌توانید از طریق مجموعه تارا طب اقدام کنید. شرکت تارا مدرن طب تجهیز با بیش از ده سال سابقه فعالیت در زمینه واردات و تأمین مواد اولیه می‌تواند محصول موردنظر شما را بالاترین کیفیت، نازل‌ترین قیمت و سریع‌ترین زمان ممکن در اختیارتان قرار دهد. شما می‌توانید از طریق راه‌های ارتباطی موجود در سایت با مشاورین فروش ما جهت استعلام موجودی، قیمت و خرید به‌صورت مستقیم در ارتباط باشید.
تفاوت سوسپانسیون با سایر محلول‌ها
سوسپانسیون‌ها بر اساس محیط پراکندگی و فاز پراکنده طبقه‌بندی می‌شوند، جایی که اولی در اصل جامد و دومی ممکن است مایع، گاز و جامد باشد. در صنایع شیمیایی مدرن برای ایجاد بسیاری از سوسپانسیون‌های جدید از تکنولوژی اختلاط با برش بالا استفاده می‌شود. همان‌طور که ذکر شد مخلوط شن و ماسه در آب نمونه‌ای از این ترکیبات می‌باشد. در سوسپانسیون ذرات معلق کوچک‌تر هستند و رسوب نمی‌کنند و بر اساس این ویژگی با کلوئید متمایز است.
سوسپانسیون‌ها و کلوئیدها با محلول تفاوت دارند؛ زیرا در محلول ماده حل‌شونده به شکل جامد وجود ندارد و حل‌شونده با حلال به‌صورت همگن مخلوط می‌شوند. بهتر است بدانید که سوسپانسیون ذرات ریز جامد یا قطرات مایع موجود در یک گاز را آئروسل می‌گویند. ذرات معلق موجود در جو پارتیکل نامیده می‌شوند و از ذرات دوده، ریزگردها، نمک دریا، نیترات‌ها، قطرات ابر، سولفات‌های بیوژنیک و آتشفشانی تشکیل شده‌اند.
شباهت سوسپانسیون و محلول
سوسپانسیون و محلول هر دو مخلوط دو یا چند جز هستند و هیچ‌کدام دارای اجزایی نیستند که از نظر شیمیایی با هم پیوند خورده باشند. اجزای موجود در هر دو را می‌توان بر اساس خصوصیات فیزیکی، حلالیت، چگالی و اندازه آن‌ها جدا کرد.
کلوئید چیست
کلوئید مخلوطی ناهمگن است که در آن ذرات پراکنده از نظر اندازه متوسط بین سوسپانسیون و مواد محلول هستند. ذرات به‌صورت مساوی در سراسر محیط پراکندگی پخش می‌شوند که می‌تواند یک مایع، جامد یا گاز باشد. ازآنجایی‌که ذرات کلوئید به‌اندازه ذرات سوسپانسیون نیستند بعد از ایستادن رسوب نمی‌کنند. کلوئیدها مانند محلول‌ها نیستند؛ زیرا ذرات پراکنده آن‌ها بسیار بزرگ‌تر از ذرات محلول است. با فیلتراسیون نمی‌توان ذرات پراکنده یک کلوئید را جدا کرد، اما آن‌ها نور (پدیده‌ای به نام اثر تیندال) را پراکنده می‌کنند.
اثر تیندال چیست
اغلب کلوئیدها با محلول‌های همگن واقعی اشتباه گرفته می‌شوند، به این دلیل که ذرات پراکنده فردی کلوئید قابل‌دیدن نیست. هنگامی که نور از یک محلول واقعی عبور داده می‌شود ذرات محلول برای انحراف نور بسیار کوچک هستند. بااین‌حال ذرات پراکنده یک کلوئید، بزرگ‌تر نور را منحرف می‌کنند. پراکندگی نور قابل‌مشاهده توسط ذرات کلوئیدی را اثر تیندال می‌نامند. بدون شک شما یک پرتوی نور را هنگام عبور از مه، دود یا پراکندگی ذرات گردوغبار معلق در هوا مشاهده کرده‌اید، هر سه نمونه‌ای از کلوئید هستند. ممکن است تعلیق‌ها نور را پراکنده کنند، اما اگر تعداد ذرات معلق به‌اندازه کافی زیاد باشد، تعلیق مات و پراکندگی نور رخ نمی‌دهد.
میزان پایداری سوسپانسیون
از نظر ترمودینامیکی این محلول ناپایدار است ولی می‌تواند در مدت‌زمان طولانی‌تری از نظر جنبشی پایدار باشد که این به نوبه خود می‌تواند ماندگاری سیستم را تعیین کند. جهت ارائه اطلاعات دقیق به مصرف‌کننده و اطمینان از بالاترین کیفیت محصول، باید این بازه زمانی سنجیده شود.
با ویژگی سوسپانسیون آشنا شوید
اندازه ذرات املاح سوسپانسیون کاملاً بزرگ است و قطر آن‌ها از 100 میلی‌متر بزرگ‌تر می‌باشد. این ذرات به‌راحتی دیده می‌شوند و از داخل کاغذ صافی عبور نمی‌کنند، بنابراین با فیلتراسیون می‌توان آن‌ها را جدا کرد. این مخلوط به دلیل وجود ذرات بزرگ درونش، پرتوی نوری که از آن عبور می‌کند را پراکنده می‌نماید. این سیستم ناپایدار بوده و ذرات معلق آن پس از مدتی فرومی‌نشیند. هنگامی که ذرات می‌نشینند نور پراکنده نمی‌شود؛ زیرا در این حالت سیستم تعلیق می‌شکند. اغلب مخلوط سوسپانسیون‌ها شامل دو مرحله ماده هستند، به این دلیل که بعد از مخلوط‌شدن جامدات با حلال (مایع) ثابت می‌مانند. در زیر به برخی از ویژگی‌های خوب تعلیق‌ها می‌پردازیم:
- ابری هستند؛ یعنی به‌اندازه محلول واضح نیستند.
- می‌توان آن‌ها را فیلتر کرد.
- ذرات بزرگ‌تر در پایین می‌مانند.
- ترکیبی از دوفاز می‌باشند.
به این نکته توجه داشته باشید که سوسپانسیون‌ها می‌توانند ذرات جامد ریز درون گاز یا ذرات مایع ریز درون گاز را درگیر کنند. به‌عنوان‌مثال می‌توانیم به ذرات معلق موجود در جو اشاره کنیم.
ظاهر فیزیکی سوسپانسیون
یکی از راه‌های تشخیص اینکه به‌صورت بصری بتوان گفت محلول به حالت سوسپانسیون درآمده این است که به‌ویژگی‌های فیزیکی آن نگاه کرد. محلول‌های همگن مانند آب و شیر رنگی یکنواخت دارند به این معنی که ذرات شناور در مایع قابل‌مشاهده نیست. سوسپانسیون‌ها یا محلول‌های ناهمگن رنگی غیریکنواخت دارند و گاهی مانند آب گل‌آلود یا کدر هستند. مطمئناً در آن‌ها ذرات معلق محلول قابل‌مشاهده است.
تفاوت سوسپانسیون و کلوئید را بشناسید
سوسپانسیون مخلوطی ناهمگن از دو ماده است که یکی به دیگری پراکنده می‌شود. نیروی گرانش می‌تواند ذرات مرئی را در حالت تعلیق به سمت پایین بکشد، درصورتی‌که مزاحمتی نداشته و به طور فعال با هم مخلوط نشوند همین‌طور خواهند ماند. کلوئیدها مخلوطی ناهمگن از دو ماده همانند سوسپانسیون هستند؛ ولی حاوی ذراتی از 1 تا 1000 نانومتر هستند که در حالت سکون از هم جدا نشده و نمی‌توان آن‌ها با فیلتراسیون جدا نمود. از نظر اندازه ذرات موجود در کلوئید بین ذرات موجود در محلول و سوسپانسیون قرار می‌گیرد و امکان دارد مایع، جامد و گاز باشد.
در هر مخلوط کلوئیدی دو قسمت شامل ذرات آن و محیط پراکنده هستند و ذرات به‌صورت مساوی در محیط پخش می‌شوند. نمونه‌هایی از برخی کلوئیدها مانند فوم‌ها (استایروفررم، کرم موبر)، آئروسل‌ها (مه، دود، اسپری حشره‌کش)، امولسیون‌ها (لوسیون، سس مایونز)، ژل‌ها (ژله، ژلاتین) و سول‌ها (سنگ‌های قدیمی، شامپو) هستند.
همان‌طور که ذکر شد می‌توان ذرات کلوئید را با اثر تیندال مشاهده کرد. آسیاب‌های کلوئیدی مانند هموژنایزرها قادر به پردازش فرمول‌های کاهش ذرات می‌باشند. آن‌ها بهترین استفاده را برای نمونه‌های متشکل از جامدات غوطه‌ور در یک مایع معلق یا یک سوسپانسیون مایع در مایع دیگر دارند، به این دلیل که می‌توانند پایداری و یا اندازه ذرات معلق را بکاهند.
امولسیون چیست
سس مایونز و کره نمونه‌هایی از دسته کلوئیدها به نام امولسیون می‌باشند. امولسیون پراکندگی کلوئیدی در هر یک از جامد و یا مایع است. اگر بخواهیم یک امولسیون پایدار داشته باشیم نیاز به یک امولسیون‌کننده داریم. مایونز در بخشی از سرکه و روغن ساخته می‌شود. ازآنجایی‌که سرکه محلول آبی قطبی و روغن غیرقطبی است، این دو با هم مخلوط نمی‌شوند و به‌سرعت لایه‌هایی جدا می‌شوند. بااین‌حال اضافه‌کردن زرده تخم‌مرغ موجب پایدار شدن و جدانشدن مخلوط می‌شود.
زرده تخم‌مرغ قادر به تعامل با روغن غیرقطبی و سرکه قطبی است و آن را عامل امولسیون می‌نامند. صابون به‌عنوان یک عامل امولسبون کننده عمل می‌نماید؛ زیرا یک سوی مولکول آن قطبی و سوی دیگر آن غیر قطبی است. با این ویژگی می‌توانید با شستشو با آب صابون، چربی را از روی لباس یا دست خود بردارید.
تکنیک نظارت بر پایداری فیزیکی سوسپانسیون
رایج‌ترین روش برای نظارت بر وضعیت پراکندگی یک محصول، ارزیابی پراکندگی نور همراه با اسکن عمودی است و پدیده‌های بی‌ثبات‌سازی را شناسایی و تعیین می‌کند. این تکنیک بر روی پراکندگی بدون رقت و غلیظ کار می‌کند. هنگامی که نور به داخل نمونه ارسال می‌شود، مجدد توسط ذرات پراکنده می‌شود. شدت تفرق به طور مستقیم متناسب با اندازه و کسر حجمی فاز پراکنده است؛ بنابراین تغییرات موضعی در اندازه (لخته‌شدن، تجمع) و غلظت (رسوب) شناسایی و کنترل می‌شود.
اهمیت اولیه آنالیز پایداری در سوسپانسیون ذرات، مقدار پتانسیل زتا است که توسط مواد جامد معلق به نمایش گذاشته می‌شود. این پارامتر مقدار دافعه الکترواستاتیک بین‌ذره‌ای را نشان می‌دهد. اغلب جهت تعیین چگونگی تأثیر استفاده از جاذب‌ها و اصلاح‌گرهای Ph بر دافعه ذرات و تثبیت یا بی‌ثبات‌سازی سیستم تعلیق مورد تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرد.
روش‌های سرعت‌بخشیدن در پیش‌بینی ماندگاری محصول
فرایند کینتیکی ناپایداری سوسپانسیون طولانی است و برای برخی از مواد می‌تواند تا چند ماه یا سال‌ها طول بکشد؛ بنابراین نیاز به روش‌هایی داریم که از طریق آن‌ها بتوان ماندگاری را اندازه‌گیری کرد. اغلب روش‌های حرارتی برای این منظور استفاده می‌شوند و شامل افزایش دما جهت تسریع در بی‌ثبات‌سازی است. دما هم بر ویسکوزیته و هم بر کششش سطحی در مورد سورفاکتانت‌های غیریونی یا به‌طورکلی نیروهای برهم‌کنش درون سیستم تأثیر می‌گذارد.
با نگه‌داشتن سوسپانسیون در دمای بالا می‌توان شرایط واقعی را برای ماده موردنظر شبیه‌سازی کرد. همچنین جهت تسریع روند ناپایداری تا 200 برابر می‌توان از روش‌های لرزشی، سانتریفیوژ و هم زدن استفاده کرد و با ارزیابی آن‌ها تاریخ انقضا و ماندگاری یک محصول را مشخص کرد. این روش‌ها محصول را تحت‌فشار نیروهای مختلف قرار داده تا مانع از رسوب ذرات سوسپانسیون شوند.