KOLOID: CHARAKTERYSTYKA, RODZAJE, ZASTOSOWANIA, PRZYKŁADY - CHEMIA - 2026

W koloidy są mieszaniny, w których małe cząstki nierozpuszczalne (zwana faza rozproszona) dzielone są zawieszone w ciągłym środowisku dyspergującym (lub płynnej fazie). Cząstki fazy zdyspergowanej, podobnie jak cząstki fazy dyspergującej, mogą mieć charakter gazowy, ciekły lub stały.

Przykłady koloidów obejmują mgłę, w której ośrodkiem dyspergującym jest powietrze, a fazą rozproszoną są mikroskopijne kropelki wody. Oczywistym przypadkiem byłby sok, w którym medium dyspergującym jest woda, a fazą dyspergującą minerały, witaminy, hydraty itp.

Chmury są przykładem gazowych koloidów, ponieważ zawierają mikroskopijne krople lub kryształy wody zawieszone w powietrzu. Źródło: pexels.com

Promień cząstek fazy rozproszonej wynosi od 0,001 µm do 0,1 µm (1 nm przy 1000 nm). Ten promień jest tak mały, że jego sedymentacja jest bardzo niska, dlatego koloidy są uważane za stabilne mieszaniny; chociaż mają tendencję do mętnego wyglądu.

Koloidy mają własny zestaw cech, takich jak efekt Tyndalla. Polega to na tym, że cząstki fazy rozproszonej są zdolne do rozpraszania światła we wszystkich kierunkach.

Koloidy, ze względu na swoje powinowactwo do wody, klasyfikowane są jako hydrofilowe i hydrofobowe. Ponadto istnieje dla nich następująca klasyfikacja: emulsja, stała emulsja, zol, żel, pianka, stała pianka, ciekły aerozol i stały aerozol.

Charakterystyka koloidów

Kompozycja

Wszystkie kombinacje gazu, cieczy i ciała stałego mogą powodować powstawanie koloidów; z wyjątkiem mieszanin gazów, które tworzą prawdziwe rozwiązania. To, czy mieszanina tworzy dyspersję koloidalną, czy zawiesinę, zależy od wielkości cząstek, które można uznać za analogiczne do substancji rozpuszczonej.

Adsorpcja

Ponieważ cząstki koloidalne są drobno rozdrobnione, wynika z tego, że ich powierzchnia jest bardzo duża. Powoduje to, że cząstki koloidalne adsorbują jony, a także gazy, ciecze i ciała stałe.

Elektroforeza

Cząstki koloidalne są zwykle naładowane elektrycznie; tak jest w przypadku białek i kwasów nukleinowych. Dlatego te makrocząsteczki mogą poruszać się w polu elektrycznym, poruszając się w kierunku anody lub katody, w zależności od ich ładunku elektrycznego.

Dializa

Cząsteczki koloidalne mają promień, który zapobiega ich przechodzeniu przez pory membran dializacyjnych, umożliwiając ich oddzielenie od innych mniejszych zawieszonych cząstek. Ta funkcja służy do usuwania niepożądanych substancji z zawiesin koloidalnych.

Ruch Browna

Cząsteczki koloidalne są obdarzone przypadkowym ruchem wibracyjnym we wszystkich kierunkach, czyli ruchami Browna. Ta cecha przyczynia się do tego, że cząstki nie ulegają sedymentacji i że zachowana jest jednorodność i stabilność zawiesin koloidalnych.

Efekt Tyndalla

Cząsteczki koloidalne w zawiesinie mogą rozpraszać światło we wszystkich kierunkach, co jest cechą, której nie ma w roztworach. Z tego powodu można obserwować drogę promienia światła przechodzącego przez zawiesinę koloidalną. Na przykład promień światła, który oświetla mgłę.

Rodzaje koloidów

Emulsja

Jest to koloid utworzony z mieszaniny dwóch niemieszających się cieczy; jedna tworzy fazę zdyspergowaną, a druga fazę dyspergującą. Zwykle jest to mieszanka olejowo-wodna.

Stała emulsja

Jest to rodzaj koloidu, w którym jego faza zdyspergowana jest ciałem stałym, a jego faza lub ośrodek rozpraszający jest cieczą.

Piana

Jest to rodzaj koloidu, w którym faza rozproszona jest gazem tworzącym bąbelki, otoczonym fazą rozpraszającą, która jest cieczą.

Pianka piwna jest przykładem koloidu piankowego, w którym faza płynna to płyn piwny, a faza rozproszona to pęcherzyki powietrza Źródło: Engin Akyurt via Pexels.

Solidna pianka

Faza rozproszona jest gazem, a faza lub ośrodek dyspergujący jest ciałem stałym. Ten rodzaj koloidu jest produkowany przy produkcji chleba i sera.

Słońca i żele

Jest to układ koloidalny, w którym faza rozpraszająca jest ciałem stałym, a faza rozproszona jest cieczą w postaci skupisk. Kondensacja lub hydroliza zolu prowadzi do powstania żelu, który tworzy stały materiał wypełniony cieczą.

Mówi się, że żele mają gęstość podobną do cieczy, ale ich struktura przypomina ciała stałe.

Płynny aerozol

Jest to rodzaj koloidu, w którym faza rozproszona jest cieczą, a faza lub ośrodek rozpraszający jest gazem.

Solidny spray

Jest to układ koloidalny, w którym faza rozproszona jest ciałem stałym, a faza lub ośrodek rozpraszający jest gazem.

Aplikacje

Biologiczny

Koloidy są obecne w komórkach istot żywych. W postaci słońc i żeli stanowią cytoplazmę i jądro. Dlatego uważa się, że życie jest wyrazem obecności koloidów.

Przemysłowy

Koloidy są stosowane w farbach, tworzywach sztucznych, środkach owadobójczych dla rolnictwa, tuszach, cementach, mydłach, smarach, detergentach, klejach, a także w wielu produktach spożywczych.

Farby składają się z pigmentów koloidalnych zdyspergowanych w ciekłych rozpuszczalnikach, zdolnych do tworzenia stabilnej, stałej warstwy podczas wysychania.

Atrament używany do drukowania gazet jest wykonany z koloidalnej sadzy w oleju. Tymczasem atrament w pisakach składa się z koloidów żelowych.

Leczniczy

Roztwory koloidalne są stosowane w celu zwiększenia objętości osocza u pacjentów z pooperacyjną hipowolemią. Koloidy srebra są stosowane jako antybiotyki, które dezaktywują enzymy bakterii, grzybów i wirusów. Zauważono, że koloidy miedzi mają działanie przeciwnowotworowe. Podobnie, koloidy rtęci mają działanie antysfilityczne.

Koloidy są częścią mechanizmów dostarczania i transportu leków, takich jak hydrożele, mikroemulsje, liposomy, micele, nanocząstki i nanokryształy.

Podłogi

Głównym składnikiem koloidalnym gleb są osady mineralne w postaci gliny i próchnicy. Koloidy glebowe odgrywają ważną rolę w magazynowaniu i wymianie minerałów potrzebnych roślinom, zwłaszcza Ca ²⁺ , Mg ²⁺ i K ⁺ .

Zagęszczacze

Koloidy nadają medium pożądane właściwości płynięcia pastom do zębów, balsamów, smarów itp., Zapewniając im stabilizację i utrzymanie ich faz.

Żywność

Można uznać, że koloidy są wszechobecne w żywności, ponieważ są obecne w prawie wszystkich z nich. Na przykład białko jaja jest koloidem podobnym do zolu, który składa się z długołańcuchowych cząsteczek białka, ściśle zerwanych z powodu wiązań wodorowych.

Podgrzanie białka jaja powoduje rozerwanie wiązań białkowych, a zol koloidalny przekształca się w hydrożel.

Przykłady koloidów

Stała emulsja: ser, masło i galaretka.

Emulsja: mleko, krem ​​do twarzy i majonez.

Piana: krem do golenia, bita śmietana i pianka piwna.

Stała pianka: gąbka, guma i pumeks.

Podeszwy: surowe białko, farba i tusz chiński.

Żele: sadzone białko jaja, tusz kulkowy i żelatyna.

Płynny aerozol: mgła, mgła, chmury i rosa.

Aerozol w postaci stałej: dym, spaliny samochodowe i cząstki stałe w powietrzu.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Law J. i Brar A. (15 grudnia 2019). Koloidy. Chemistry LibreTexts. Odzyskane z: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2020). Koloid. Odzyskane z: en.wikipedia.org
4. Charles Clay. (30 kwietnia 2018). Charakterystyka koloidu. Nauka. Odzyskany z: sciencing.com
5. Cone A. (1995). Zastosowanie koloidów w praktyce klinicznej. Brytyjski dziennik medycyny szpitalnej, 54 (4), 155–159.
6. QuimiNet. (7 lutego 2013). Roztwory koloidalne i ich zastosowanie w medycynie. Odzyskany z: quiminet.com