En russe, il existe trois termes similaires - gels, gelées et gelées. Il n'y a pas de grande différence entre eux dans la structure, mais ces concepts sont appliqués dans différents domaines d'activité. Le terme "gel" est plus souvent utilisé en chimie ou en relation avec les produits médicinaux et cosmétiques, "gelée" - en cuisine, moins souvent en chimie, "gelée" - en cuisine et en cosmétologie. Découvrons ce que sont les gels et comment ils peuvent être utilisés.
Le concept de "gel"
Le mot "gel" est d'origine latine. Gelo en traduction signifie "geler", gelatus signifie "immobile, gelé".
Le concept est défini par la chimie des colloïdes, la science qui étudie les systèmes dispersés et les phénomènes de surface.
Qu'est-ce qu'un gel en termes de chimie ? Le gel est un tel système dispersé avec un milieu de dispersion dans lequelles particules de phase forment une grille structurelle spatiale. Le gel contient au moins deux composants.
Système gel-colloïdal
Les systèmes dispersés sont ceux dans lesquels les particules d'une substance sont uniformément réparties entre les particules d'une autre substance. Dans de tels systèmes, ils distinguent:
- milieu de dispersion - la substance dans laquelle se produit la distribution,
- phase dispersée - une substance dont les particules sont distribuées.
Le système de dispersion, par exemple, est le brouillard. Ici, le milieu de dispersion est gazeux, l'air joue son rôle, et la phase dispersée est liquide, ce sont des particules d'eau réparties dans l'air. Il existe de nombreux exemples de systèmes dispersés. Tous ces systèmes diffèrent par l'état d'agrégation de la phase et du milieu, ainsi que par le degré de finesse des particules de phase. Le degré le plus élevé de raffinement de phase - en molécules individuelles - se trouve dans les vraies solutions. Ici, il n'y a pas d'interface entre les particules - les molécules de la phase et le milieu. De tels systèmes sont dits homogènes, ils sont stables. Exemples de vraies solutions: solution d'acide sulfurique, air, eau de mer, fonte.
Dans les systèmes grossiers, la taille des particules est supérieure à 100 nm, ce sont de grosses particules visibles à l'œil nu. Une interface peut être distinguée entre les particules de la phase et le milieu, c'est pourquoi de tels systèmes sont dits hétérogènes, ils sont instables et se stratifient dans le temps. Exemples de systèmes grossiers: craie broyée dans l'eau, lait de chaux, mortiers, dentifrice, huile végétale dans l'eau, lait.
Les particules de la phase dont la taille varie de 1 à 100 nm forment des solutions colloïdales. Ces systèmes sont caractérisés par des propriétés particulières qui ne sont pas caractéristiques des vraies solutions et des systèmes grossiers. Les solutions colloïdales sont des systèmes microhétérogènes plutôt stables, leurs particules ne se déposent pas dans le temps sous l'action de la gravité. Exemples: colloïdes aqueux de sulfures métalliques, soufre.
Les gels sont déterminés par le degré de dispersion de la phase dans les systèmes colloïdaux.
Etat global de la phase et du milieu dans les gels
Selon l'état d'agrégation du milieu de dispersion et de la phase dispersée, on distingue 8 types de systèmes dispersés. Si le milieu est un gaz, alors la phase peut être un liquide (nous avons déjà considéré le brouillard) ou un solide. Par exemple, la fumée ou le smog - les particules de la phase solide sont distribuées dans un milieu gazeux. Les deux systèmes sont appelés aérosols.
Si le milieu est un liquide et que des particules solides de la phase y sont réparties, un tel système est appelé sol ou suspension, selon la taille des particules. Les sols forment des gels sous certaines conditions.
Selon la définition de la chimie, les gels sont des systèmes dispersés dans lesquels le milieu de dispersion est un solide, la phase dispersée est un liquide. C'est-à-dire que le gel est le nom du type de système de dispersion avec l'émulsion, l'aérosol, la suspension, etc.
Gels - solutions qui ont perdu leur fluidité
Certaines solutions de substances macromoléculaires et de sols peuvent se transformer en gels lors d'un stockage à long terme. Les particules de stérilet ou de sol se lient les unes aux autres, formant un réseau continu. A l'intérieur d'une telle grilleles particules de solvant pénètrent. Ainsi, le milieu de dispersion et la phase dispersée changent de rôle. La phase devient continue et les particules du milieu s'isolent. Ainsi, le système perd en fluidité et acquiert de nouvelles propriétés mécaniques. Qu'est-ce qu'un gel ? Ce sont des systèmes colloïdaux qui ont perdu leur fluidité en raison de la formation de structures internes en eux.
Certains gels se délaminent avec le temps, avec la libération spontanée de liquide. Ce phénomène est appelé synérèse. Il y a un compactage du réseau spatial, une diminution du volume du gel, la formation du soi-disant colloïde solide.
La formation d'un colloïde solide à partir d'un gel est un phénomène naturel courant. Par exemple, l'essence de la coagulation sanguine est la conversion du fibrinogène, une protéine soluble, en fibrine, une protéine insoluble. Dans des conditions normales, la coagulation du sang est un processus vital. La synérèse est importante dans la préparation du fromage cottage, du fromage. Dans ces cas, le phénomène de synérèse est utile. Cependant, ce phénomène doit souvent être évité, car il détermine la durée de conservation et la durée de conservation de divers gels - médicaux, cosmétiques, alimentaires. Par exemple, la marmelade et le soufflé, lorsqu'ils sont stockés pendant une longue période, commencent à libérer du liquide et deviennent inutilisables.
Les processus de conversion d'un sol en gel et d'un gel en colloïde solide sont réversibles. Par exemple, la gélatine protéique, qui est un colloïde solide, lorsqu'elle est gonflée dans l'eau, se transforme en gelée - gel. Il est important d'observer le régime de température, porter la gélatine à ébullition, mais ne pas faire bouillir, sinon la structure est détruite et le gelse transforme en sol, devenant fluide.
Lors du séchage, les gels sont irréversiblement détruits.
Classification des gels
Selon la nature chimique du milieu de dispersion, on distingue les gels: hydrogels, alcogels, benzogels, etc. Les gels pauvres en liquide ou complètement anhydres sont appelés xérogels. Xerogel est de la colle à bois dans les carreaux, l'amidon, la gélatine en feuille sèche. Les xérogels complexes sont des biscuits, de la farine, des craquelins.
Certains gels contiennent peu de matière sèche, mais ont toujours une structure tridimensionnelle. Ce sont de la gelée, de la gelée, du yaourt, des solutions de savon. On les appelle des lyogels.
Sélectionnez un groupe de coagels. Ce sont des précipités gélatineux obtenus par coagulation de sols (acide silicique, hydroxyde de fer (III)…) et relargage de solutions de polymères. Dans les coagels, le milieu de dispersion forme une phase séparée, seule une petite partie du milieu est liée.
L'utilisation et l'importance des gels dans la pratique médicale
Les gels sont utilisés en médecine:
- lors des examens échographiques et électrographiques;
- pour créer des articulations artificielles, des ligaments;
- pour arrêter le saignement par blocage (embolie) des vaisseaux sanguins;
- pour restauration cornéenne;
- gels antibactériens, antiviraux;
- gels chauffants pour soulager la douleur de diverses parties du système musculo-squelettique;
- gels rafraîchissants pour les blessures.
Gels chauffants
Gels chauffantsaugmenter la perméabilité des capillaires en raison des composants qui composent leur composition - ce sont le venin d'abeille et de serpent, l'extrait de poivre; le salicylate de méthyle a un effet moins prononcé. Ces composants provoquent une augmentation du remplissage sanguin des vaisseaux sanguins - hyperémie, augmentant ainsi le transfert de chaleur local. Les gels chauffants sont utilisés par voie topique pour diverses lésions du système musculo-squelettique - articulations, muscles, ligaments, tendons. Ils sont utilisés pour soulager l'enflure, réduire la douleur, activer la circulation sanguine dans la zone touchée. Les gels chauffants sont utilisés par les athlètes avant l'entraînement pour préparer les muscles. Le tissu musculaire sous l'action des composants du gel est chauffé et donc moins endommagé pendant l'exercice, ce qui évite les entorses et les blessures. L'utilisation de tels gels après l'entraînement aide à soulager les tensions musculaires et la fatigue.
Les gels chauffants populaires sont basés sur:
- poivre capsaïcine ou son analogue synthétique - "Finalgon", "Kapsicam";
- venin d'abeilles et de serpents - "Viprosal";
- diclofénac, ibuprofène, indométhacine - substances anti-inflammatoires non stéroïdiennes - Diclofénac, Ortofen, Indométhacine.
Lors de l'utilisation d'agents chauffants, vous devez lire les instructions d'utilisation des gels, tenir compte des contre-indications et respecter la fréquence d'utilisation.
Gels de refroidissement
Les gels chauffants ne doivent pas être utilisés immédiatement après une blessure. A ce moment, il est nécessaire d'utiliser au contraire des liquides de refroidissement. Il est préférable d'appliquer brièvement de la glace etutiliser une compresse froide. Les athlètes utilisent des sprays de refroidissement spéciaux. Ensuite, vous pouvez appliquer un gel rafraîchissant, par exemple avec du menthol. Le refroidissement empêche le développement de l'œdème et de l'inflammation, anesthésie. Le froid doit être appliqué le premier jour après la blessure. Après 2-3 jours, ils commencent à utiliser des agents chauffants qui augmentent le flux sanguin local, ce qui contribue à la résorption des hématomes.
Détermination de la force du gel
Les fabricants de gels médicaux, pharmaceutiques et cosmétiques ont besoin de connaître leur dureté. L'élasticité et la résistance à la rupture des gels sont importantes pour la fabrication de stents coronaires, dont le matériau doit avoir des propriétés mécaniques similaires à celles des tissus vivants; lentilles de contact, suppositoires, gels lubrifiants, nutriments de culture microbienne. La force des gels est importante dans la fabrication de dentifrices, crèmes, pastilles.
Pour déterminer la force du gel selon Bloom, utilisez l'appareil Bloom. Il détermine la charge nécessaire pour pousser la surface du gel avec une buse cylindrique d'un certain diamètre (12,7 mm) sur une profondeur de 4 mm.
Qu'est-ce qu'un gel ? Ce sont des systèmes dispersés qui se caractérisent par une certaine structure qui leur confère les propriétés des solides. Les gels sont constitués d'au moins deux composants, dont l'un est distribué en continu dans l'autre. Ils peuvent être obtenus par coagulation de sols. Les gels sont caractérisés par le phénomène de gonflement. Nous espérons que si l'examen vous demande: "Décrivez le concept de "gels" !", vous pourrez le faire facilement !
