Particulă coloidală: definiție, caracteristici, tipuri și proprietăți

Tema principală a acestui articol va fi o particulă coloidă. Aici luăm în considerare conceptul de soluție coloidală

introducere

Conceptul de particule coloidale este strâns legat de diferite soluții. În totalitatea lor pot forma diferite sisteme de caracter microheterogen și dispersat. Particulele care formează astfel de sisteme, în mărime, se află, de obicei, în intervalul de la o la o sută de microni. Pe lângă prezența unei suprafețe cu limite clar separate între mediul dispersat și fază, particulele coloidale sunt caracterizate de proprietatea cu o stabilitate scăzută și soluțiile însăși nu se pot forma spontan. Prezența unei mari varietăți în structura structurii interne și a mărimii determină crearea unui număr mare de metode de obținere a particulelor.

Conceptul de sistem coloidal

În soluțiile coloidale, particulele în ansamblu formează sisteme tip dispersate care sunt intermediare între soluții care determină atât dispersia reală, cât și cea grosieră. În aceste soluții, picăturile, particulele și chiar bulele care formează o fază dispersată au o mărime de la una la mii de nm. Acestea sunt distribuite în grosimea mediului de dispersie, ca regulă, continuă și sunt diferite de compoziția inițială a sistemului și / sau starea de agregare. Pentru a înțelege mai bine semnificația unei astfel de unități terminologice, este mai bine să o considerăm pe fundalul sistemelor pe care le formează.

Definirea proprietăților

Dintre proprietățile soluțiilor coloidale, cele principale pot fi determinate:

• Particulele de formare nu interferează cu trecerea luminii.
• Cromozele transparente posedă proprietatea care permite împrăștierea razei de lumină. Acest fenomen se numește efectul Tyndall.
• Încărcarea unei particule coloidale este aceeași pentru sistemele dispersate, ca urmare a faptului că acestea nu pot apărea în soluție. În mișcarea browniană, particulele dispersate nu pot precipita, ceea ce se datorează întreținerii lor în zbor.

Tipuri principale

Principalele unități de clasificare a soluțiilor coloidale sunt:

• O suspensie de particule de tip solid în gaze se numește fum.
• O nămol de particule lichide în gaze se numește ceață.
• De particule fine de tip solid sau lichid suspendate într-un mediu gazos, se formează un aerosol.
• O suspensie de gaze în lichide sau solide se numește spumă.
• Emulsia este o suspensie lichidă într-un lichid.
• Solul este un sistem dispersat de tip ultramicroheterogen.
• Un gel este o suspensie de 2 componente. Primul creează un cadru de natură tridimensională, golurile cărora vor fi umplute cu diferiți solvenți cu conținut redus de molecule.
• O suspensie de particule solide în lichide se numește suspensie.

În toate aceste sisteme coloidale, dimensiunile particulelor pot varia foarte mult în funcție de natura lor de origine și de starea agregată. Dar chiar și în ciuda unui număr extrem de divers de sisteme cu structuri diferite, toate se referă la sisteme coloidale.

Diversitatea speciilor de particule

Particulele primare având dimensiuni coloidale, în funcție de tipul structurii interne, sunt împărțite în următoarele tipuri:

1. Suspenzoidy. Ele sunt numite și coloide ireversibile, care nu pot exista independent pe perioade lungi de timp.
2. Coloizii sunt de tip micelar sau, așa cum se mai numesc, și semicoloizi.
3. Coloizi de tip reversibil (molecular).

Procesele de formare a acestor structuri sunt foarte diferite, ceea ce complică procesul de înțelegere a acestora la un nivel detaliat, la nivel de chimie și fizică. Particulele coloidale din care acestea tipuri de soluții, au forme și condiții extrem de diferite pentru formarea întregului sistem.

Determinarea suspensiilor

Suspensoidele sunt soluții cu elemente metalice și variațiile lor sub formă de oxizi, hidroxizi, sulfuri și alte săruri.

Toate particulele care formează substanțele menționate mai sus au o latură de cristal moleculară sau ionică. Acestea formează faza unui tip dispersat de substanță cu suspensie.

O caracteristică distinctivă care face posibilă distingerea acestora de suspensii este prezența unui indice de dispersie mai mare. Dar ele sunt legate între ele prin absența unui mecanism de stabilizare pentru dispersie.

Ireversibilitatea suspenoidelor se explică prin faptul că precipitatul procesului de vaporizare a acestora nu permite unei persoane să recupereze soluțiile prin crearea unui contact între precipitat însuși și mediul dispersat. Toate suspozoidele sunt lyofobe. În astfel de soluții, particulele coloidale care se referă la metale și săruri derivate, care au fost măcinate sau condensate, se numesc coloizi.

Metoda de obținere nu este diferită de cele două metode pe care sistemele de dispersie le creează întotdeauna:

1. Prepararea prin dispersare (măcinarea corpurilor mari).
2. Metoda de condensare a substanțelor dizolvate în ioni și molecule.

Definiția micellar colloids

Colloidele micelare sunt numite și semi-coloizi. Particulele de la care sunt create pot să apară dacă există un nivel suficient de concentrație a moleculelor de tip dipilic. Astfel de molecule pot forma numai substanțe moleculare mici prin asocierea lor cu agregatul molecular-micelă.

natura amfifilică a moleculei - o structură constând dintr-un radical de hidrocarbură, parametri și proprietăți similare cu solvent nepolar și o grupare hidrofilă, care este, de asemenea, numit polar.

Micellele sunt grupuri speciale de molecule dispuse în mod corespunzător, care sunt reținute în principal prin utilizarea forțelor dispersive. Micelle se formează, de exemplu, în soluții apoase de detergenți.

Determinarea coloidelor moleculare

Coloizii moleculari sunt numiți compuși macromoleculați, de origine naturală și sintetică. Masa moleculară poate varia de la 10.000 la mai multe milioane. Fragmentele moleculare de substanțe similare au dimensiunea unei particule coloidale. Moleculele în sine se numesc macromolecule.

Compușii cu greutate moleculară ridicată, sub rezerva diluării, se numesc adevărați, omogeni. Aceștia, în cazul limitării reproducerii, încep să se supună unei serii generale de legi pentru formulări diluate.

Prepararea soluțiilor coloidale de tip molecular este o sarcină destul de simplă. Este suficient să se facă contact cu o substanță uscată și cu un solvent adecvat.

Forma nepolară a macromoleculelor poate fi dizolvată în hidrocarburi, iar forma polară în solvenți polari. Un exemplu de acesta din urmă poate fi dizolvarea diferitelor proteine ​​într-o soluție de apă și sare.

Reversibile, aceste substanțe sunt numite datorită faptului că expunerea la evaporarea lor cu adăugarea unor porțiuni noi reziduuri uscate determină particulele coloidale moleculare să ia forma unei soluții. Procesul dizolvării lor trebuie să treacă prin stadiul pe care se umflă. Este o caracteristică caracteristică a coloidelor moleculare, pe fundalul altor sisteme care au fost discutate mai sus.

În procesul de umflare, moleculele care formează solventul penetrează în grosimea solidă a polimerului și astfel împing macromoleculele în afară. Acestea din urmă, datorită dimensiunilor lor mari, încep să se difuzeze lent în soluții. În exterior, acest lucru poate fi observat cu o creștere a valorii volumului polimerilor.

Dispozitiv Micelle

Micellele sistemului coloid și structura lor vor fi mai ușor de studiat dacă luăm în considerare procesul de generare. Ia pentru exemplu de particulă Agi. În acest caz, se vor forma particule de tip coloidal în cursul următoarei reacții:

AgNC₃+KI à AgIdarr- + KNO₃

Moleculele de iodură de argint (AgI) formează particule practic insolubile, în interiorul cărora rețeaua cristalină va fi formată din cationi de argint și anioni de iod.

Particulele formate inițial au o structură amorfă, dar, pe măsură ce cristalizează treptat, dobândesc un dispozitiv de aspect permanent.

Dacă luăm AgNO₃ și Kl în echivalentele respective, particulele cristaline cresc și ating o dimensiune considerabilă, depășind chiar și mărimea particulelor mai coloidală și apoi precipită rapid.

Dacă luăm una din substanțe cu un exces, putem să facem în mod artificial un stabilizator din acesta, care va raporta stabilitatea particulelor coloidale de iodură de argint. În cazul unei cantități excesive de AgNO₃ soluția va conține mai mulți ioni de argint pozitivi și NO₃^-. Este important să știm că procesul de formare a laturilor de cristal AgI respectă regula Panet-Fayans. În consecință, este capabilă să procedeze numai în prezența ionilor aparținând substanței date, care în această soluție sunt reprezentate de cationi de argint (Ag⁺).

Ionii pozitivi ai argentului vor continua să fie completați la nivelul formării laturii cristaline a nucleului, care intră ferm în structura micelii și raportează despre potențialul electric. Din acest motiv, ionii care sunt utilizați pentru a finaliza zăcământul nuclear se numesc ioni determinanți potențiali. În timpul formării unei particule coloide - miceli - există alte caracteristici care determină acest sau acel flux al procesului. Cu toate acestea, totul a fost considerat aici cu un exemplu de cele mai importante elemente.

Unele concepte

Termenul de particule coloidale este strâns legat de stratul de adsorbție, care este format simultan cu ioni de tipul determinant de potențial, în timpul adsorbției cantității totale de contraioni.

O granulă este o structură formată dintr-un nucleu și dintr-un strat de adsorbție. Ea are potențialul electric de același semn, care este înzestrat cu un potențial E, dar amploarea acesteia va fi mai puțin și este dependentă de valoarea inițială a contorului în stratul de adsorbție.

Aderența particulelor coloidale este un proces numit coagulare. În sistemele dispersate, conduce la formarea de particule mai mici de particule mai mari. Procesul este caracterizat printr-o coeziune între componentele structurale mici, cu formarea structurilor de coagulare.