U ruskom postoje tri pojma koja su međusobno slična - gelovi, žele i žele. Među njima nema velike razlike u strukturi, ali se ti koncepti primjenjuju u različitim područjima djelovanja. Pojam "gel" češće se koristi u kemiji ili u vezi s medicinskim i kozmetičkim proizvodima, "žele" - u kuhanju, rjeđe u kemiji, "žele" - u kuhanju i kozmetologiji. Hajdemo saznati što 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 definiran koloidnom kemijom, znanošću koja proučava disperzne sustave i površinske fenomene.
Što je gel u kemijskom smislu? Gel je takav dispergirani sustav s disperzijskim medijem u kojemčestice faze čine prostornu strukturnu mrežu. Gel sadrži najmanje dvije komponente.
gel-koloidni sustav
Raspršeni sustavi su oni u kojima su čestice jedne tvari jednoliko raspoređene među česticama druge tvari. U takvim sustavima razlikuju:
- disperzijski medij - tvar u kojoj dolazi do distribucije,
- disperzna faza - tvar čije su čestice raspoređene.
Disperzijski sustav, na primjer, je magla. Ovdje je disperzijski medij plinovit, zrak igra svoju ulogu, a disperzirana faza je tekuća, to su čestice vode raspoređene u zraku. Postoji mnogo primjera raspršenih sustava. Svi ovi sustavi razlikuju se po stanju agregacije faze i medija, kao i po stupnju finoće čestica faze. Najviši stupanj pročišćavanja faze - do pojedinačnih molekula - je u pravim otopinama. Ovdje ne postoji sučelje između čestica - molekula faze i medija. Takvi se sustavi nazivaju homogeni, stabilni su. Primjeri pravih rješenja: otopina sumporne kiseline, zrak, morska voda, lijevano željezo.
U grubim sustavima, 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 sustavi nazivaju heterogeni, nestabilni su i tijekom vremena se raslojavaju. Primjeri grubih sustava: mljevena kreda u vodi, bjelilo, mort, pasta za zube, biljno ulje u vodi, mlijeko.
Čestice faze veličine od 1 do 100 nm formiraju koloidne otopine. Ove sustave karakteriziraju posebna svojstva koja nisu karakteristična za prava rješenja i grube sustave. Koloidne otopine su mikroheterogeni prilično stabilni sustavi, čije se čestice ne talože tijekom vremena pod djelovanjem gravitacije. Primjeri: vodeni koloidi metalnih sulfida, sumpor.
Gelovi se određuju stupnjem disperzije faze u koloidnim sustavima.
Agregatno stanje faze i medija u gelovima
Ovisno o stanju agregacije disperzijskog medija i dispergirane faze, razlikuje se 8 vrsta disperznih sustava. Ako je medij plin, tada faza može biti tekućina (već smo razmatrali maglu) ili kruta tvar. Na primjer, dim ili smog - čestice čvrste faze su raspoređene u plinovitom mediju. Oba sustava nazivaju se aerosol.
Ako je medij tekući, a u njemu su raspoređene čvrste čestice faze, tada se takav sustav naziva sol ili suspenzija, ovisno o veličini čestica. Solovi stvaraju gelove pod određenim uvjetima.
Prema definiciji kemije, gelovi su dispergirani sustavi u kojima je disperzijski medij krutina, a disperzirana faza tekućina. Odnosno, gel je naziv vrste disperzijskog sustava zajedno s emulzijom, aerosolom, suspenzijom, itd.
Gelovi - otopine koje su izgubile fluidnost
Neke otopine makromolekularnih tvari i solova mogu se tijekom dugotrajnog skladištenja pretvoriti u gelove. IUD ili sol čestice se vežu jedna na drugu, tvoreći kontinuiranu mrežu. Unutar takve mrežečestice otapala prodiru. Tako disperzijski medij i disperzirana faza mijenjaju svoju ulogu. Faza postaje kontinuirana, a čestice medija se izoliraju. Tako sustav gubi fluidnost i dobiva nova mehanička svojstva. Što je gel? To su koloidni sustavi koji su izgubili fluidnost zbog stvaranja unutarnjih struktura u njima.
Neki se gelovi s vremenom raslojavaju, spontanim oslobađanjem tekućine. Taj se fenomen naziva sinereza. Dolazi do zbijanja prostorne mreže, smanjenja volumena gela, stvaranja tzv. čvrstog koloida.
Tvorba čvrstog koloida iz gela uobičajena je prirodna pojava. Na primjer, bit zgrušavanja krvi je pretvorba fibrinogena, topivog proteina, u fibrin, netopivi protein. U normalnim uvjetima, zgrušavanje krvi je vitalni proces. Sinereza je važna u pripremi svježeg sira, sira. U tim 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, počinju ispuštati tekućinu i postaju neupotrebljivi.
Procesi pretvaranja sola u gel i gela u čvrsti koloid su reverzibilni. Na primjer, bjelančevina želatina, koja je čvrst koloid, kada nabubri u vodi, pretvara se u žele – gel. Važno je poštivati temperaturni režim, dovesti želatinu do vrenja, ali ne kuhati, inače se struktura uništava i gelpretvara se u sol, postaje fluidan.
Prilikom sušenja gelovi se nepovratno uništavaju.
Klasifikacija gelova
Ovisno o kemijskoj prirodi disperzijskog medija razlikuju se gelovi: hidrogelovi, alkogelovi, benzogelovi itd. Gelovi koji su siromašni tekućinom ili potpuno bezvodni nazivaju se kserogelovi. Xerogel je ljepilo za drvo u pločicama, škrobu, suhoj želatini. Složeni kserogelovi su keksi, brašno, krekeri.
Neki gelovi sadrže malo suhe tvari, ali još uvijek imaju trodimenzionalnu strukturu. To su žele, žele, jogurt, otopine sapuna. Zovu se lyogels.
Odaberite grupu koagela. To su želatinozni precipitati koji se dobivaju koagulacijom sola (silicijeva kiselina, željezov (III) hidroksid i dr.) i soljenjem otopina polimera. U koagelima, disperzijski 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 žila;
- za obnovu rožnice;
- antibakterijski, antivirusni gelovi;
- gelovi za zagrijavanje za ublažavanje bolova u različitim dijelovima mišićno-koštanog sustava;
- gelovi za hlađenje ozljeda.
Gelovi za zagrijavanje
Gelovi za zagrijavanjepovećati 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 koriste lokalno za različite lezije mišićno-koštanog sustava - zglobova, mišića, ligamenata, tetiva. Koriste se za ublažavanje otekline, smanjenje boli, aktiviranje cirkulacije krvi u zahvaćenom području. Gelove za zagrijavanje sportaši koriste prije treninga za pripremu mišića. Mišićno tkivo se pod djelovanjem komponenti gela zagrijava i samim time manje oštećuje tijekom vježbanja, što sprječava uganuće i ozljede. Upotreba takvih gelova nakon treninga pomaže u ublažavanju napetosti i umora mišića.
Popularni gelovi za zagrijavanje temelje se na:
- paprika kapsaicin ili njegov sintetički analog - "Finalgon", "Kapsicam";
- otrov pčela i zmija - "Viprosal";
- diklofenak, ibuprofen, indometacin - nesteroidne protuupalne tvari - diklofenak, ortofen, indometacin.
Kada koristite sredstva za zagrijavanje, morate pročitati upute za uporabu gelova, uzeti u obzir kontraindikacije i pridržavati se učestalosti korištenja.
gelovi za hlađenje
Gelovi za zagrijavanje ne smiju se koristiti odmah nakon ozljede. U ovom trenutku potrebno je koristiti naprotiv rashladne tekućine. Najbolje je nakratko nanijeti led ikoristite hladan oblog. Sportaši koriste posebne rashladne sprejeve. Zatim možete nanijeti gel za hlađenje, na primjer s mentolom. Hlađenje sprječava razvoj edema i upale, anestezira. Prvi dan nakon ozljede treba staviti hladno. Nakon 2-3 dana počinju koristiti sredstva za zagrijavanje koja povećavaju lokalni protok krvi, što doprinosi resorpciji hematoma.
Određivanje čvrstoće gela
Proizvođači medicinskih, farmaceutskih, kozmetičkih gelova moraju znati njihovu tvrdoću. Elastičnost i čvrstoća gelova na pucanje važna je za izradu koronarnih stentova, čiji materijal po mehaničkim svojstvima treba biti sličan živom tkivu; kontaktne leće, čepići, gel lubrikanti, hranjive tvari mikrobne kulture. Čvrstoća gelova važna je u proizvodnji zubnih pasta, krema, pastila.
Za određivanje jačine gela prema Bloomu, koristite Bloom uređaj. Određuje opterećenje potrebno za guranje površine gela s cilindričnom mlaznicom određenog promjera (12,7 mm) do dubine od 4 mm.
Što je gel? To su dispergirani sustavi koji se odlikuju određenom strukturom koja im daje svojstva krutih tvari. Gelovi se sastoje od najmanje dvije komponente, od kojih je jedna kontinuirano raspoređena u drugoj. Mogu se dobiti koagulacijom solova. Za gelove je karakterističan fenomen otekline. Nadamo se da ćete, ako vas ispit pita: "Opišite pojam "gelovi"!", to lako učiniti!
