Glavna tema ovog članka bit će koloidna čestica. Ovdje ćemo razmotriti koncept koloidnog rastvora i micela. I također se upoznajte s glavnom raznolikošću vrsta čestica povezanih s koloidnim. Zaustavimo se zasebno na različitim karakteristikama pojma koji se proučava, nekim pojedinačnim konceptima i još mnogo toga.
Uvod
Koncept koloidne čestice usko je povezan s različitim rješenjima. Zajedno mogu formirati različite mikroheterogene i dispergirane sisteme. Čestice koje formiraju takve sisteme obično su veličine od jednog do sto mikrona. Pored prisustva površine sa jasno razdvojenim granicama između dispergovanog medija i faze, koloidne čestice karakteriše svojstvo niske stabilnosti, a sama rastvora se ne mogu spontano formirati. Prisustvo široke raznolikosti u strukturi unutrašnje strukture i veličina uzrokuje stvaranje velikog broja metoda za dobijanje čestica.
Koncept koloidnog sistema
U koloidnim otopinama, čestice u svim svojimagregati formiraju sisteme dispergovanog tipa, koji su posredni između rastvora, koji su definisani kao pravi i grubi. U ovim rastvorima, kapi, čestice, pa čak i mehurići koji formiraju dispergovanu fazu imaju veličine od jedan do hiljadu nm. Raspoređeni su u debljini dispergovanog medija, po pravilu, kontinuirani, a razlikuju se od originalnog sistema po sastavu i/ili agregatnom stanju. Da bismo bolje razumjeli značenje takve terminološke jedinice, bolje je razmotriti je u pozadini sistema koje ona formira.
Definiraj svojstva
Među svojstvima koloidnih rastvora mogu se odrediti glavna:
- Čestice koje se formiraju ne ometaju prolaz svjetlosti.
- Prozirni koloidi imaju sposobnost raspršivanja svjetlosnih zraka. Ovaj fenomen se zove Tyndallov efekat.
- Naboj koloidne čestice je isti za dispergovane sisteme, zbog čega se oni ne mogu pojaviti u rastvoru. U Brownovom kretanju, dispergovane čestice ne mogu taložiti, što je zbog njihovog održavanja u stanju leta.
Glavne vrste
Osnovne jedinice klasifikacije koloidnih otopina:
- Suspenzija čvrstih čestica u gasovima naziva se dim.
- Suspenzija tečnih čestica u gasovima naziva se magla.
- Od malih čestica čvrstog ili tečnog tipa, suspendovanih u gasnom mediju, formira se aerosol.
- Plinska suspenzija u tečnostima ili čvrstim materijama naziva se pena.
- Emulzija je tečna suspenzija u tečnosti.
- Sol je disperzovani sistemultramikroheterogeni tip.
- Gel je suspenzija od 2 komponente. Prvi stvara trodimenzionalni okvir, čije će praznine biti ispunjene raznim rastvaračima niske molekularne težine.
- Suspenzija čvrstih čestica u tečnostima naziva se suspenzija.
U svim ovim koloidnim sistemima, veličine čestica mogu značajno varirati u zavisnosti od njihove prirode porijekla i stanja agregacije. Ali čak i uprkos tako izuzetno raznolikom broju sistema sa različitim strukturama, svi su koloidni.
Različitost vrsta čestica
Primarne čestice koloidnih dimenzija dijele se na sljedeće tipove prema vrsti unutrašnje strukture:
- Suspenzoidi. Oni se također nazivaju ireverzibilnim koloidima, koji nisu u stanju da egzistiraju sami u dužem vremenskom periodu.
- Koloidi micelarnog tipa ili, kako ih još zovu, polukoloidi.
- Koloidi reverzibilnog tipa (molekularni).
Procesi formiranja ovih struktura su veoma različiti, što otežava proces njihovog razumevanja na nivou detalja, na nivou hemije i fizike. Koloidne čestice, od kojih se formiraju ove vrste rastvora, imaju izuzetno različite oblike i uslove za proces formiranja integralnog sistema.
Određivanje suspenzije
Suspenzoidi su rastvori sa metalnim elementima i njihovim varijacijama u obliku oksida, hidroksida, sulfida i drugih soli.
Svesastavne čestice gore navedenih supstanci imaju molekularnu ili ionsku kristalnu rešetku. Oni formiraju fazu dispergovanog tipa supstance - suspenziju.
Karakteristična karakteristika koja ih čini mogućim da se razlikuju od suspenzija je prisustvo većeg indeksa disperzije. Ali oni su međusobno povezani nedostatkom stabilizacijskog mehanizma za disperziju.
Ireverzibilnost suspenzoida se objašnjava činjenicom da talog procesa njihovog parenja ne dozvoljava osobi da ponovo dobije sol stvarajući kontakt između samog sedimenta i dispergovanog medija. Svi suspenzoidi su liofobni. U takvim rastvorima nazivaju se koloidne čestice koje se odnose na metale i derivate soli koje su zgnječene ili kondenzovane.
Proizvodna metoda se ne razlikuje od dva načina na koja se uvijek kreiraju disperzni sistemi:
- Dobijanje disperzijom (mljevenjem velikih tijela).
- Metoda kondenzacije jonskih i molekularno rastvorenih supstanci.
Određivanje micelarnih koloida
Micelarni koloidi se takođe nazivaju polukoloidima. Čestice od kojih su stvorene mogu nastati ako postoji dovoljan nivo koncentracije molekula amfifilnog tipa. Takvi molekuli mogu formirati samo tvari male molekularne težine povezujući ih u agregat molekula - micelu.
Molekuli amfifilne prirode su strukture koje se sastoje od ugljikovodičnih radikala s parametrima i svojstvima sličnim nepolarnom otapalu i hidrofilne grupe, kojanaziva se i polarnim.
Micele su specifične aglomeracije pravilno raspoređenih molekula koje se drže zajedno uglavnom upotrebom disperzivnih sila. Micele se formiraju, na primjer, u vodenim otopinama deterdženata.
Određivanje molekularnih koloida
Molekularni koloidi su visokomolekularna jedinjenja prirodnog i sintetičkog porijekla. Molekularna težina može se kretati od 10.000 do nekoliko miliona. Molekularni fragmenti takvih supstanci imaju veličinu koloidne čestice. Sami molekuli se nazivaju makromolekuli.
Jedinjenja makromolekularnog tipa podložna razblaženju nazivaju se pravim, homogenim. Oni, u slučaju ekstremnog razblaženja, počinju da se povinuju opštem nizu zakona za razblažene formulacije.
Dobijanje koloidnih otopina molekularnog tipa je prilično jednostavan zadatak. Dovoljno je da suva supstanca i odgovarajući rastvarač dođu u kontakt.
Nepolarni oblik makromolekula može se rastvoriti u ugljovodonicima, dok se polarni oblik može rastvoriti u polarnim rastvaračima. Primjer potonjeg je otapanje raznih proteina u otopini vode i soli.
Reverzibilne ove supstance se nazivaju zbog činjenice da njihovo podvrgavanje isparavanju uz dodavanje novih porcija suhih ostataka uzrokuje da molekularne koloidne čestice poprime oblik rastvora. Proces njihovog rastvaranja mora proći kroz fazu u kojoj nabuja. To je karakteristična osobina koja razlikuje molekularne koloide, nanaspram drugih sistema o kojima smo gore govorili.
U procesu bubrenja, molekuli koji formiraju rastvarač prodiru u čvrstu debljinu polimera i na taj način odvajaju makromolekule. Potonji, zbog svoje velike veličine, počinju polako difundirati u otopine. Spolja, ovo se može primijetiti povećanjem zapreminske vrijednosti polimera.
Micelle uređaj
Micele koloidnog sistema i njihovu strukturu biće lakše proučavati ako uzmemo u obzir proces formiranja. Uzmimo AgI česticu kao primjer. U ovom slučaju, čestice koloidnog tipa će se formirati tokom sljedeće reakcije:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Molekuli srebrnog jodida (AgI) formiraju praktično nerastvorljive čestice, unutar kojih će kristalnu rešetku formirati kationi srebra i jodni anjoni.
Rezultirajuće čestice u početku imaju amorfnu strukturu, ali zatim, kako postepeno kristališu, dobijaju trajnu strukturu izgleda.
Ako uzmete AgNO3 i KI u njihovim odgovarajućim ekvivalentima, tada će kristalne čestice rasti i dostići značajne veličine, premašujući čak i veličinu same koloidne čestice, a zatim brzo talog.
Ako jednu od supstanci uzmete u višku, možete od nje vještački napraviti stabilizator koji će izvještavati o stabilnosti koloidnih čestica srebrnog jodida. U slučaju prekomjernog AgNO3otopina će sadržavati više pozitivnih jona srebra i NO3-. Važno je znati da se proces formiranja AgI kristalnih rešetki pridržava Panet-Fajansovog pravila. Stoga je u stanju da nastavi samo u prisustvu jona koji čine ovu supstancu, a koji su u ovoj otopini predstavljeni katjonima srebra (Ag+).
Pozitivni joni Argentuma će se i dalje kompletirati na nivou formiranja kristalne rešetke jezgra, koja je čvrsto uključena u strukturu micela i prenosi električni potencijal. Iz tog razloga se ioni koji se koriste za završetak izgradnje nuklearne rešetke nazivaju joni koji određuju potencijal. Tokom formiranja koloidne čestice - micela - postoje i druge karakteristike koje određuju jedan ili drugi tok procesa. Međutim, ovdje je sve razmotreno na primjeru sa spominjanjem najvažnijih elemenata.
Neki koncepti
Izraz koloidna čestica usko je povezan sa adsorpcionim slojem, koji se formira istovremeno sa jonima tipa koji određuju potencijal, tokom adsorpcije ukupne količine kontrajona.
Grnuta je struktura formirana od jezgra i adsorpcionog sloja. Ima električni potencijal istog predznaka kao i E-potencijal, ali će njegova vrijednost biti manja i ovisi o početnoj vrijednosti protujona u adsorpcionom sloju.
Koagulacija koloidnih čestica je proces koji se naziva koagulacija. U dispergovanim sistemima to dovodi do stvaranja malih česticavećih. Proces karakterizira kohezija između malih strukturnih komponenti kako bi se formirale koagulativne strukture.
