ozmózis

osmosis

Membránon (féligáteresztő hártyán) keresztül végbemenő anyagvándorlás (diffúzió). Ha a membrán két oldalán különböző koncentrációjú oldatok találhatók, akkor megindul két oldalon levő oldatok koncentrációjának kiegyenlítődése. A féligáteresztő hártyák a nagy molekulákat nem engedik át, csak a kis molekulákat, és főleg az oldószert.

A Π ozmózisnyomás a folyadék átáramlásának megakadályozásához szükséges külső nyomás, értéke ideális esetben:

ahol Π az ozmózisnyomás (Pa), c az oldat koncentrációja (mol∙m-3), T pedig a hőmérséklet (K).

Az ozmózis egyik legfontosabb példája a sejtek membránján át lejátszódó folyadékszállítás, de ezen alapszik az ozmometria is, az ozmózis mérésén alapuló, különösen a makromolekulákra alkalmazott, molekulatömeg-meghatározás.

termodinamikai stabilitás

thermodynamic stability

Egy rendszer termodinamikailag stabilis, ha képződése szabadentalpia csökkenéssel jár, állandó nyomáson és hőmérsékleten.

kinetikai stabilitás

kinetic stability

Egy rendszert kinetikailag stabilisnak nevezünk, ha a rendszer a vizsgált időtartamon belül nem mutat változást.

felületaktív anyagok

surfactants, surface active materials

A felületaktív anyagok a felületen feldúsulva csökkentik a folyadék-gáz, folyadék-folyadék vagy folyadék-szilárd határfelületi-feszültséget. Felületaktív anyagokat az alábbi területeken alkalmazzák: tisztítószerek, nedvesítő szerek, emulgeáló szerek, habképző és diszpergálószerek, ragasztók.

A felületaktív anyagok általában amfifil vegyületek (lásd: amfifil molekulák) .

felületinaktív anyagok

surface inactive materials

A felületinaktív anyagok a felületen elszegényedve növelik a folyadék-gáz, folyadék-folyadék vagy folyadék-szilárd határfelületi-feszültséget.

Jól szolvatálódó (hidratálódó) anyagok pl.: erős elektrolitok, sóoldatok, szénhidrátok, poliszacharidok tartoznak ebbe a csoportba.

A szolvatációs képesség növekedésével csökken az adott anyag felületi koncentrációja.

adszorpció

adsorption

Az adszorpció a részecskék a felületen történő megkötődését jelenti. Lehet fizikai (fiziszorpció) vagy fizikai-kémiai (kemiszorpció) folyamat. Az adszorpció során az anyagok leggyakrabban van der Waals kölcsönhatással (másodrendű kötőerők), ritkábban kemiszorpcióval kötődnek meg egy másik anyagnak (az adszorbensnek) a felületén.

A megkötött anyag lehet gáz, folyadék vagy oldott szilárd anyag (kémiai részecskék szintjén atom, ion és molekula is). Szelektív adszorpció esetén az adszorbens felületén csak bizonyos tulajdonságú (például adott töltésű, részecskeméretű vagy adott kémiai szerkezettel, például meghatározott funkciós csoporttal rendelkező) anyag kötődik meg.

inkoherens rendszer

incoherent system

Olyan kolloid rendszer, melyben a részecskék függetlenek egymástól, mert a hőmozgás kinetikus energiája elegendő a vonzóerők (kohézió) legyőzéséhez.

Pl.: aranyszol, fehérje-, mosószer oldat, vér, tej, köd, füst.

nematikus eloszlás

nematic distribution

Anizometrikus részecskék mezomorf eloszlási típusa; szálszerű (egyirányú) rendezettséget jelent.

szmektikus eloszlás

smectic distribution

Anizometrikus részecskék mezomorf eloszlási típusa, kétirányú rendezett rétegek is létrejönnek.

taktoid eloszlás

tactoid distribution

Anizometrikus részecskék mezomorf eloszlási típusa. Kétdimenziós (lapszerű) részecskék egymáshoz viszonyított párhuzamos elrendeződését jelenti.

liofil, liofób, hidrofil, hidrofób, lipofil, lipofób

lyophilic, lyophobic, hydrophilic, hydrophobic, lipophilic, lipophobic

A részecskék és a diszperziós közeg (oldószer) között létrejövő kölcsönhatás leírására szolgáló fogalmak. Amennyiben a részecske és az oldószer között erős kölcsönhatás alakul ki (vagyis a részecske szolvatációs hajlama nagy), liofil (oldószerkedvelő) anyagról, míg ha nem alakul ki erős kölcsönhatás (a szolvatációs hajlam kicsi), akkor liofób (oldószergyűlölő) anyagról beszélünk.

Amennyiben az oldószer víz, a hidrofil és hidrofób kifejezéseket használjuk, apoláris oldószer esetében pedig a lipofil és lipofób kifejezéseket. Természeténél fogva a hidrofil anyag lipofób, a lipofil anyag pedig hidrofób.

határfelület

interface

Két fázis térbeni átmenete. Azt a véges vastagságú réteget értjük rajta, melyen belül a fizikai-kémiai tulajdonságok (pl. sűrűség, törésmutató, kémiai összetétel) folytonosan változnak. A határfelületek az azokat létrehozó fázisok halmazállapota alapján csoportosíthatók: szilárd/gáz, szilárd/folyadék, szilárd/szilárd, folyadék/gáz és folyadék/folyadék határfelületek.

amfifil molekula

amphiphilic molecule

Olyan molekula, mely egyaránt tartalmaz hidrofil és hidrofób csoportot. A hidrofób rész általában szénhidrogén lánc. Ha a hidrofil rész elég nagy, akkor  a molekula vízoldhatóvá válik, ha a hidrofób rész dominál, akkor az apoláris rész kiszorul a vizes közegből és a víz-levegő határfelületen fog felhalmozódni (lásd: felületaktív anyagok).

Tenzid

kritikus micellaképződési koncentráció (CMC)

critical micelle concentration (CMC)

A micellaképződés megindulásához szükséges minimális koncentráció, vagyis amfifil molekulák azon koncentrációja, mely felett az amfifil molekulák asszociációja során termodinamikailag stabilis micellák képződnek.

szolubilizáció

solubilization

A szolubilizáció az az önként végbemenő folyamat, amely során az asszociációs kolloidok, a CMC feletti koncentrációknál, a közegben nem, vagy csak rosszul oldódó anyagok bizonyos mennyiségét képesek kolloid oldatba vinni. A szolubilizátum (a közegben nem oldódó anyag), hidrofil ill. hidrofób jellegétől függően, vagy a micella magjában vagy a micellát alkotó tenzid láncok között helyezkedik el, a polaritásoknak megfelelően.

izostabilitás

isostability

Izostabilisnak nevezzük azt a polielektrolitot (pl. fehérjét),  amely az izoelektromos pH értéken is kinetikailag stabilis, nem történik aggregáció, mivel az ehhez szükséges potenciális energia, nagyobb mint a molekulák átlagos kinetikus energiája. Az ilyen polielektrolit (fehérje) nem koagulál, hanem az oldatban marad. Ilyen anyag pl. a zselatin.

izolabilitás

isolability

Izolabilisnak nevezzük azt a polielektrolitot (fehérjét), amely az izoelektromos pontban nem stabilis, az aggregációhoz szükséges potenciálgát energiája kisebb mint a molekulák átlagos kinetikus energiája. Az ilyen fehérjék az oldatból az izoelektromos pH értéken kicsapódnak. Ilyen anyag pl. a tejben lévő fehérje a kazein.

szétterülési együttható

spreading coefficient

Egy folyadék szétterüléséhez (a peremszög zérussá válásához) szükséges munka egységnyi felületű szilárd anyagon, vagy a folyadékkal nem elegyedő másik folyadék felszínén.

vagy: Az egységnyi határfelületen fellépő adhéziós és kohéziós munka különbsége:

ahol ga a felső folyadékfázis felületi feszültsége [N m-1], gb az alsó folyadék-, vagy szilárdfázis felületi feszültsége [N m-1], ga a két fázis között fellépő határfelületi feszültség [N m-1].

elektrokinetikai potenciál (zéta-potenciál)

electrokinetic potential (zeta-potential)

A határfelülethez tartozó nyírási síkban mérhető elektromos potenciált elektrokinetikai potenciálnak vagy más néven z(zéta)-potenciálnak nevezzük. Mértékegysége a volt (V).

nulla töltéspont

point of zero charge

Az adszorbeálódó ionnak azt a koncentrációját, amely esetén a felület töltése nullává válik (előjelet vált) nulla töltéspontnak nevezzük.

izoelektromos pont

isoelectric point

Izoelektromos pontnak nevezzük azt a pH értéket, amely esetén a polielektrolit (pl. fehérje) molekulájában a protonálódási/deprotonálódási folyamatoknak köszönhetően, a pozitív és negatív töltések száma azonos, azaz a molekula egésze elektromosan semleges.

felületi feszültség

surface tension

Tiszta anyagok esetén azt az izoterm reverzibilis munkát nevezzük felületi feszültségnek, amely egységnyi új felület létrehozásához szükséges:

Általános esetben a felület egységnyi hosszú vonaldarabjára a felület síkjában a vonaldarabra merőlegesen ható erő nagyságát felületi feszültségnek nevezzük:

viszkozitás

viscosity

Folyadékok ellenállása áramlással vagy nyíróerővel szemben („belső súrlódás”). A dinamikus viszkozitás (η, Pa s) a lamináris áramlásnál adott nyírófeszültség (τ, Pa) mel­lett adott sebességgradienst (D, s-1) eredményez a folyadék szomszédos rétegei között:

A kinematikus viszkozitás (ν, m2 s-1) a dinamikus viszkozitás és a folyadék sűrűségének (ρ, kg m-3) hányadosa:

szerkezeti viszkozitás

structural viscosity

A folyadékban létrejött mikroszerkezettől függő viszkozitás. A szerkezeti viszkozitás a nyírófeszültség, illetve a sebességgradiens növekedésével csökken  („nyírásra vékonyodó” rendszer), ahogyan a mikroszerkezet fokozatosan felbomlik:

 (ahol n < 1).

tixotrópia

thixotropy

Időfüggő viszkozitásváltozás, amely időben állandó nyírófeszültség hatásá­ra csökkenő viszkozitással jár. A nyíró hatás megszűntével a nyugalmi viszkozitás fokozatosan visszaáll, a tixotrópiát így hiszterézis jellemzi.

dilatancia

dilatancy

Dilatáns rendszer viszkozitása a nyírófeszültség, illetve a sebességgradiens növekedésével nő („nyírásra vastagodó” rendszer):

  (ahol n > 1).

peremszög

contact angle

Szilárd hordozón lévő és gázfázissal érintkező folyadékcsepp peremszöge az a szög (Θ, °), amelyet a három (G/L/S) fázis találkozási pontjából induló és a folyadék-gáz határfe­lületet érintő egyenes, valamint a folyadék-szilárd sík bezár. Ha Θ<90°, a folyadék a szilárd fázist jól nedvesíti; ha Θ>90°, a folyadék nem nedvesíti.

Brown-mozgás

Brownian motion

Folyadékban vagy gázban szuszpendált részecskék spontán „bolyongó” hőmozgása a közeg mo­lekuláival történő véletlenszerű ütközések folytán.

Laplace-nyomás

Laplace pressure

Gázbuborékok vagy folyadékcseppek belseje és a külső tér közötti nyomáskülönbség (Δp, Pa). Oka a folyadékok felületi feszültsége (γ, N/m) és egyenesen arányos ezen kívül a fo­lyadékfelszín görbületével (rx ill. ry, m):

vagy

, ha

A Laplace-nyomás mindig a folyadékfelület görbületi középpontjának irányában nagyobb.

Gibbs-egyenlet (izoterma)

Gibbs equation (isotherm)

Egy anyag határfelületi feldúsulását, vagy elszegényedését (Γ, mol m-2)  adja meg adott hőmér­sékleten (T, K) az anyag oldatbeli koncentrációjának (c, mol m-3) függvé­nyében kifejező izoterma. Híg oldatokra két funkcionálisan ekvivalens for­mája használatos:

illetve

Kelvin-egyenlet

Kelvin equation

Görbült felületek feletti gőznyomás (pr, Pa) mértékét fejezi ki a sík felület felett mért egyensúlyi gőznyomáshoz (p, Pa) képest a felület görbületi su­garának  (r, m) függvényében. A gőznyomás függ ezen kívül a folyadék fe­lületi feszültségétől (γ, N·m-1), móltérfogatától (VL, m3 mol-1) és a hőmér­séklettől (T, K):