На руски има три термина, които са подобни един на друг - гелове, желета и желета. Няма голяма разлика между тях в структурата, но тези понятия се прилагат в различни сфери на дейност. Терминът "гел" се използва по-често в химията или във връзка с лекарствени и козметични продукти, "желе" - в кулинарията, по-рядко в химията, "желе" - в кулинарията и козметологията. Нека да разберем какво представляват геловете и как могат да се използват.
Концепцията за "гел"
Думата "гел" е от латински произход. Gelo в превод означава „замръзване“, gelatus означава „неподвижно, замръзнало“.
Концепцията е дефинирана от колоидна химия, науката, която изучава дисперсни системи и повърхностни явления.
Какво е гел по отношение на химията? Гелът е такава дисперсна система с дисперсионна среда, в коятофазовите частици образуват пространствена структурна решетка. Гелът съдържа поне два компонента.
гел-колоидна система
Дисперсните системи са тези, при които частиците от едно вещество са равномерно разпределени между частиците от друго вещество. В такива системи те разграничават:
- дисперсионна среда - веществото, в което се разпределя,
- дисперсна фаза - вещество, чиито частици са разпределени.
Дисперсионната система, например, е мъгла. Тук дисперсионната среда е газообразна, въздухът играе своята роля, а дисперсната фаза е течна, това са водни частици, разпределени във въздуха. Има много примери за дисперсни системи. Всички тези системи се различават по състоянието на агрегиране на фазата и средата, както и по степента на финост на фазовите частици. Най-високата степен на прецизиране на фазите - до отделни молекули - е в истинските разтвори. Тук няма интерфейс между частиците - молекулите на фазата и средата. Такива системи се наричат хомогенни, те са стабилни. Примери за истински разтвори: разтвор на сярна киселина, въздух, морска вода, чугун.
В грубите системи размерът на частиците е повече от 100 nm, това са големи частици, които могат да се видят с просто око. Между частиците на фазата и средата може да се разграничи интерфейс, поради което такива системи се наричат хетерогенни, те са нестабилни и се стратифицират във времето. Примери за груби системи: смлян креда във вода, варос, хоросан, паста за зъби, растително масло във вода, мляко.
Частици от фазата с размери от 1 до 100 nm образуват колоидни разтвори. Тези системи се характеризират със специални свойства, които не са характерни за истинските разтвори и грубите системи. Колоидните разтвори са микрохетерогенни доста стабилни системи; техните частици не се утаяват с течение на времето под действието на гравитацията. Примери: водни колоиди на метални сулфиди, сяра.
Геловете се определят от степента на дисперсия на фазата към колоидни системи.
Агрегатно състояние на фазата и средата в гелове
В зависимост от състоянието на агрегиране на дисперсионната среда и дисперсната фаза се разграничават 8 вида дисперсни системи. Ако средата е газ, тогава фазата може да бъде течна (вече разгледахме мъглата) или твърдо вещество. Например дим или смог - частиците от твърдата фаза се разпределят в газообразна среда. И двете системи се наричат аерозол.
Ако средата е течна и в нея са разпределени твърди частици от фазата, тогава такава система се нарича зол или суспензия, в зависимост от размера на частиците. Солите образуват гелове при определени условия.
Съгласно дефиницията на химията, геловете са диспергирани системи, в които дисперсионната среда е твърдо вещество, а дисперсната фаза е течност. Тоест гелът е името на типа дисперсионна система заедно с емулсия, аерозол, суспензия и т.н.
Гелове - разтвори, които са загубили течливост
Някои разтвори на макромолекулни вещества и золи могат да се превърнат в гелове по време на дългосрочно съхранение. ВМС или частиците на зола се свързват една с друга, образувайки непрекъсната мрежа. Вътре в такава решеткачастиците на разтворителя проникват. По този начин дисперсионната среда и дисперсната фаза сменят своите роли. Фазата става непрекъсната и частиците на средата се изолират. Така системата губи течливост и придобива нови механични свойства. Какво е гел? Това са колоидни системи, които са загубили течливост поради образуването на вътрешни структури в тях.
Някои гелове се разслояват с течение на времето, със спонтанно отделяне на течност. Това явление се нарича синерезис. Наблюдава се уплътняване на пространствената мрежа, намаляване на обема на гела, образуване на т. нар. твърд колоид.
Образуването на твърд колоид от гел е често срещано природно явление. Например, същността на кръвосъсирването е превръщането на фибриноген, разтворим протеин, във фибрин, неразтворим протеин. При нормални условия съсирването на кръвта е жизненоважен процес. Синерезисът е важен при приготвянето на извара, сирене. В тези случаи е полезен феноменът синерезис. Това явление обаче често трябва да бъде предотвратено, тъй като то определя срока на годност и срока на годност на различни гелове - медицински, козметични, хранителни. Например, мармаладът и суфлето, когато се съхраняват дълго време, започват да отделят течност и стават неизползваеми.
Процесите на превръщане на зол в гел и гел в твърд колоид са обратими. Например протеиновият желатин, който е твърд колоиден, при набъбване във вода се превръща в желе – гел. Важно е да спазвате температурния режим, доведете желатина до кипене, но не кипете, в противен случай структурата се разрушава и гелътсе превръща в зол, става течен.
При изсушаване геловете се разрушават необратимо.
Класификация на геловете
В зависимост от химичното естество на дисперсионната среда се разграничават гелове: хидрогелове, алкогелове, бензогелове и т.н. Геловете, които са бедни на течност или са напълно безводни, се наричат ксерогелове. Xerogel е лепило за дърво в плочки, нишесте, сух листов желатин. Комплексните ксерогели са бисквити, брашно, бисквити.
Някои гелове съдържат малко сухо вещество, но все пак имат триизмерна структура. Това са желе, желе, кисело мляко, сапунени разтвори. Наричат се лиогели.
Изберете група коагели. Това са желатинови преципитати, които се получават чрез коагулиране на золи (силициева киселина, железен (III) хидроксид и др.) и осоляване на полимерни разтвори. В коагелите дисперсионната среда образува отделна фаза, само малка част от средата е свързана.
Употребата и значението на геловете в медицинската практика
Геловете се използват в медицината:
- при провеждане на ултразвукови и електрографски изследвания;
- за създаване на изкуствени стави, връзки;
- за спиране на кървенето чрез запушване (емболия) на кръвоносните съдове;
- за възстановяване на роговицата;
- антибактериални, антивирусни гелове;
- затоплящи гелове за облекчаване на болката в различни части на мускулно-скелетната система;
- охлаждащи гелове за наранявания.
Затоплящи гелове
Затоплящи геловеувеличаване на пропускливостта на капилярите поради компонентите, които съставляват техния състав - това са пчелна и змийска отрова, екстракт от пипер; метил салицилатът има по-слабо изразен ефект. Тези компоненти предизвикват увеличаване на кръвопълването на кръвоносните съдове - хиперемия, като по този начин се увеличава локалният топлопренос. Затоплящите гелове се използват локално при различни лезии на опорно-двигателния апарат – стави, мускули, връзки, сухожилия. Използват се за облекчаване на отока, намаляване на болката, активиране на кръвообращението в засегнатата област. Затоплящите гелове се използват от атлетите преди тренировка за подготовка на мускулите. Мускулната тъкан под действието на компонентите на гела се нагрява и следователно по-малко се уврежда по време на тренировка, което предотвратява навяхвания и наранявания. Използването на такива гелове след тренировка помага за облекчаване на мускулното напрежение и умората.
Популярните затоплящи гелове се основават на:
- пипер капсаицин или неговия синтетичен аналог - "Finalgon", "Kapsicam";
- отрова на пчели и змии - "Viprosal";
- диклофенак, ибупрофен, индометацин - нестероидни противовъзпалителни вещества - диклофенак, ортофен, индометацин.
Когато използвате затоплящи агенти, трябва да прочетете инструкциите за употреба на гелове, да вземете предвид противопоказанията и да спазвате честотата на употреба.
Охлаждащи гелове
Затоплящите гелове не трябва да се използват веднага след нараняване. По това време е необходимо да се използват напротив охлаждащи течности. Най-добре е за кратко да приложите лед иизползвайте студен компрес. Спортистите използват специални охлаждащи спрейове. След това можете да нанесете охлаждащ гел, например с ментол. Охлаждането предотвратява развитието на оток и възпаление, анестезира. Студът трябва да се приложи на първия ден след нараняването. След 2-3 дни те започват да използват затоплящи средства, които увеличават локалния кръвен поток, което допринася за резорбцията на хематомите.
Определяне на силата на гела
Производителите на медицински, фармацевтични, козметични гелове трябва да знаят тяхната твърдост. Еластичността и якостта на разкъсване на геловете са важни за производството на коронарни стентове, чийто материал трябва да бъде подобен по механични свойства на живата тъкан; контактни лещи, супозитории, гел лубриканти, хранителни вещества за микробна култура. Силата на геловете е важна при производството на пасти за зъби, кремове, таблетки за смучене.
За да определите силата на гела според Bloom, използвайте устройството Bloom. Той определя натоварването, необходимо за избутване на повърхността на гела с цилиндрична дюза с определен диаметър (12,7 mm) до дълбочина 4 mm.
Какво е гел? Това са дисперсни системи, които се характеризират с определена структура, която им придава свойствата на твърди вещества. Геловете се състоят от поне два компонента, единият от които непрекъснато се разпределя в другия. Те могат да бъдат получени чрез коагулация на золите. Геловете се характеризират с феномена на подуване. Надяваме се, че ако изпитът ви попита: "Опишете понятието "гелове"!", можете лесно да го направите!
