Периодические реакции в гелях и студнях

В гелях и студнях могут протекать разнообразные химические реакции. Но из-за того, что в студнях и гелях отсутствуют перемешивание и конвекционные токи, реакции в них имеют специфический характер. В растворах есть полная возможность быстро привести реагирующие вещества в соприкосновение, что обеспечивает высокую скорость реакции. В гелях и студнях реагирующие вещества соприкасаются только в результате медленно протекающего процесса диффузии, поэтому химические реакции в студнях идут с небольшой скоростью, причем в соседних участках студня могут возникнуть независимо одна от другой различные реакции.

Характер реакции в гелях и студнях во многом зависит от растворимости вновь получаемого вещества. Если продукт реакции растворим, то диффузия идет в обоих направлениях. Например, когда диффундирует аммиак в содержащий сернокислую медь студень агара, он переходит из раствора в студень, сернокислая медь - из студня в раствор, а образующаяся комплексная соль - в обоих направлениях.

Если в результате реакции получается нерастворимое вещество, то образование осадка возможно в растворе, на поверхности или внутри геля. Осадки в них появляются обычно не по всему объему, а слоями или в виде колец, отделенных друг от друга совершенно прозрачными промежутками. Эти реакции получили название периодических. Слоистое отложение нерастворимых осадков в гелях было описано впервые Лизегангом (1896 г.) поэтому обычно называется его именем (кольца Лизеганга).

Периодическими реакциями объясняют возникновение слоистой узорчатости многих минералов, полосатость различных органов растений и животных, слоистость в строении «камней» в почках и печени.

Гелеобразование - одно из важных и интересных свойств дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой. Гели широко используются для производства разнообразных косметических, лекарственных препаратов и продукции бытовой химии (для ухода за волосами, для бритья, для наращивания ногтей и т. п.), а также для лабораторных исследований методом электрофореза и др. Гелями могут заполняться анатомические имплантаты, применяемые в пластической хирургии. Твердые гели (алюмогель, силикагель) широко применяются как адсорбенты.

Студнеобразование и студни находят широкое применение в производстве вискозного, ацетатного и медноаммиачного шелка, различных типов искусственной кожи, резиновых изделий из синтетических латексов и растворов каучука, плащевых материалов из пластифицированных полимеризационных пластиков (поливинилхлорида, поливинилацетата и др.), в изготовлении и применении растительных и животных клеев, в отделке кожи, тканей и т. д.

Не менее важны студни в производстве продовольственных товаров. Хлеб, мясо, различные сорта сыра, творог, простокваша, мармелад, джем, желе, студень, кисель - типичные студни.

Протоплазма клеток, хрусталик глаза представляют собой студни. Даже кости имеют некоторую упругость и эластичность благодаря входящему в них студню - оссеину. Кости становятся к старости более хрупкими из-за того, что в них увеличивается содержание твердых минеральных веществ. Маленькие дети часто падают, не причиняя себе особого вреда, потому что кости их представляют собой студни, не успевшие достаточно отвердеть от отложения минеральных солей; падение же в пожилом возрасте часто приводит к перелому костей.