Koloidy, roztwory koloidowe

CO TO---, układy dyspersyjne o odpowiednio małych cząstkach fazy rozproszonej (tzw. cząstkach koloidalnych). Koloidy (zole) są to układy o dużym stopniu rozdrobnienia.
Są stanem pośrednim pomiędzy roztworami rzeczywistymi a zawiesinami (mieszaninami).
Pojęcie koloidu do chemii po raz pierwszy wprowadził Graham, dla określenia substancji o właściwościach zbliżonych do kleju.
Roztwory koloidalne (koloidy) stanowia uklady, w których czastki substancji rozproszonej charakteryzuja sie rozmiarami od 1 do 500 nm. Czastki o takich rozmiarach odpowiadaja tzw. rozdrobnieniu koloidalnemu. Roztwory koloidalne sa ukladami dwufazowymi, skladaja sie z osrodka rozpraszajacego substancji rozproszonej.
PODZIAŁ--Zaleznie od fazy rozpraszajacej nosza one nazwe hydrozoli (faza rozpraszajaca - woda) i alkozoli (faza rozpraszajaca - alkohol) itp. Najwieksze znaczenie maja hydrozole.
1. Uwzgledniajac stosunek czastek koloidalnych do fazy rozpraszajacej wyróznia sie dwie grupy koloidów:- liofilowe (hydrofile, gdy ciecza jest woda) - odznaczaja sie zdolnoscia do tworzenia na swojej powierzchni wielowarstwowej otoczki zlozonej z czasteczek wody - otoczka hydralizacyjna, chetnie lacza sie z woda. Przykladami moga byc roztwory bialka, skrobi, zelatyny, gumy arabskiej, kwasu krzemowego i innych.
- liofibowe (hydrofobowe) - roztwory zoli, które pozbawione sa otoczki hydratacyjnej, poniewaz oddzialywanie pomiedzy faza dyspresywna, a osrodkiem rozpraszajacy sa bardzo slabe lub wcale nie wytepuje. Przykladami moga byc: zole wodorotlenków tlenków metali.
2.Wedlug innej klasyfikacji rozrózniamy:
- koloidy czasteczkowe - faze rozproszona stanowia pojedyncze makroczasteczki, skladajace sie z tysiecy atomów np. polimery, hemoglobina. Mimo rozdrobnienia czasteczkowego sa one zaliczane do koloidów ze wzgledu na rozmiary czasteczek. Naleza do koloidów liofilowych.
- koloidy fazowe - powstaja z rozdrobnienia wiekszych czasteczek lub stracenie roztworów wlasciwych odpowiednimi metodami chemicznymi. Sa to koloidy liofobowe.
- koloidy asocjacyjne (miceralne) powstajace samorzutnie skupienie sie duzej liczby malych czasteczek w male agregaty, po przekroczeniu pewnego stezenia. Takie uklady koloidalne wystepuja w stezonych roztworach mydel i innych dergentów.
3. Ze względu na metodę otrzymywania rozróżnia się układy koloidalne: dyspersyjne (rozdrobnienie fazy stałej np. w generatorach ultradźwiękowych lub przez peptyzację), asocjacyjne, czyli micelarne (łączenie się cząsteczek w agregaty), cząsteczkowe, czyli eukoloidy (rozpuszczenie związku wysokocząsteczkowego, np. białka, w wodzie).
otrzymywanie--Metody otrzymywania zależą od stanu skupienia ośrodka rozpraszającego i substancji rozproszonej. Wyróznia się dwie podstawowe metody otrzymywania układów koloidalnych:
• dyspersyjna
• kondensacyjna
a) Metody dyspersyjneRozdrobnienie aż do uzyskania rozdrobnienia koloidalnego osiąga się albo mechanicznie (np. młyn koloidalny), albo elektrycznie (łuk elektryczny).
Ten ostani spoób szczególnie stosuje się do otrzymania zoli metali, tlenków metali, koloidalnego grafitu itp.
W metodach dyspersyjnych wykorzystuje się również ultradzwięki (drgania akustyczne o częstości rzędu 20000 Hz). Otrzymuje się w ten sposób m.in. zole barwników, krochmalu, gipsu itp.)
Do tej grupy metod można zaliczyć peptyzację. Stosuje się tutaj peptyzatory (substancje o silnych własnościach adsorbcyjnych), które rozdzielają złączone cząstki koloidalne.b) Metody kondensacyjneW metodach tej grupy rozdrobnienie koloidalne osiąga się w wyniku łączenia pojedyńczych cząsteczek chemicznych. Stosuje się w tym celu takie procesy chemiczne jak:
• polimeryzacja
• zmniejszenie rozpuszczalności (np. otrzymywanie koloidalnego roztworu siarki w wodzie przez wlewanie do wody nasyconego roztworu siarki w alkoholu)
• redukcja
• utlenianie (np. H2S --> S koloidalna)
• wymiana (AgNO3 + KI --> AgI + AgNO3)
Właściwości kinetyczne układów koloidalnych
Do właściwości kinetycznych układów koloidalnych należą:
• ruchy Browna
• dyfuzja
• sedymentacja
• lepkość
• cisnienie osmotyczne
•
Do własności optycznych układów koloidalnych zalicza się:
• rozpraszanie światła
• zmętnienie roztworu
Zjawiskiem charakterystycznym dla roztworów koloidalnych jest efekt Tyndalla, polegajacy na rozproszeniu swiatla. W roztworze takim mozna wyraznie zaobserwowac droge wiazki swiatla przechodzaca przez ciecz. Rozproszone przez czastki koloidalne swiatlo tworzy jasny stozek, widoczny wyraznie w zaciemnionym pomieszczeniu