Het hoofdonderwerp van dit artikel is een colloïdaal deeltje. Hier zullen we het concept van colloïdale oplossing en micellen beschouwen. En maak ook kennis met de belangrijkste soortendiversiteit van deeltjes gerelateerd aan colloïdaal. Laten we apart stilstaan bij de verschillende kenmerken van de term die wordt bestudeerd, enkele individuele concepten en nog veel meer.
Inleiding
Het concept van een colloïdaal deeltje is nauw verwant aan verschillende oplossingen. Samen kunnen ze een verscheidenheid aan microheterogene en verspreide systemen vormen. De deeltjes die dergelijke systemen vormen, variëren in grootte van één tot honderd micron. Naast de aanwezigheid van een oppervlak met duidelijk gescheiden grenzen tussen het gedispergeerde medium en de fase, worden colloïdale deeltjes gekenmerkt door de eigenschap van lage stabiliteit, en de oplossingen zelf kunnen zich niet spontaan vormen. De aanwezigheid van een grote variëteit in de structuur van de interne structuur en afmetingen veroorzaakt de creatie van een groot aantal methoden voor het verkrijgen van deeltjes.
Het concept van een colloïdaal systeem
In colloïdale oplossingen, deeltjes in al hunaggregaten vormen systemen van een gedispergeerd type, die intermediair zijn tussen oplossingen, die worden gedefinieerd als waar en grof. In deze oplossingen hebben druppels, deeltjes en zelfs bellen die de gedispergeerde fase vormen een grootte van één tot duizend nm. Ze zijn in de regel in de dikte van het gedispergeerde medium verdeeld, continu en verschillen van het oorspronkelijke systeem in samenstelling en/of aggregatietoestand. Om de betekenis van zo'n terminologische eenheid beter te begrijpen, is het beter om het te beschouwen tegen de achtergrond van de systemen die het vormt.
Definieer eigenschappen
Van de eigenschappen van colloïdale oplossingen kunnen de belangrijkste worden bepaald:
- Vormende deeltjes interfereren niet met de doorgang van licht.
- Transparante colloïden hebben het vermogen om lichtstralen te verstrooien. Dit fenomeen wordt het Tyndall-effect genoemd.
- De lading van een colloïdaal deeltje is hetzelfde voor gedispergeerde systemen, waardoor ze niet in oplossing kunnen voorkomen. In Brownse beweging kunnen gedispergeerde deeltjes niet neerslaan, wat te wijten is aan het feit dat ze in een staat van vlucht blijven.
Belangrijkste soorten
Basisclassificatie-eenheden van colloïdale oplossingen:
- Een suspensie van vaste deeltjes in gassen wordt rook genoemd.
- Een suspensie van vloeibare deeltjes in gassen wordt mist genoemd.
- Van kleine deeltjes van een vast of vloeibaar type, gesuspendeerd in een gasvormig medium, wordt een aerosol gevormd.
- Een gassuspensie in vloeistoffen of vaste stoffen wordt schuim genoemd.
- Emulsie is een vloeibare suspensie in een vloeistof.
- Sol is een verspreid systeemultramicroheterogeen type.
- Gel is een suspensie van 2 componenten. De eerste creëert een driedimensionaal raamwerk, waarvan de holtes worden gevuld met verschillende oplosmiddelen met een laag molecuulgewicht.
- Een suspensie van vaste deeltjes in vloeistoffen wordt een suspensie genoemd.
In al deze colloïdale systemen kunnen de deeltjesgroottes sterk variëren, afhankelijk van hun aard van oorsprong en aggregatietoestand. Maar zelfs ondanks zo'n extreem divers aantal systemen met verschillende structuren, zijn ze allemaal colloïdaal.
Soort diversiteit van deeltjes
Primaire deeltjes met colloïdale afmetingen worden onderverdeeld in de volgende typen, afhankelijk van het type interne structuur:
- Suspensoïden. Ze worden ook onomkeerbare colloïden genoemd, die niet voor langere tijd op zichzelf kunnen bestaan.
- Micellaire colloïden, of, zoals ze ook worden genoemd, semi-colloïden.
- Colloïden van het omkeerbare type (moleculair).
De vormingsprocessen van deze structuren zijn heel verschillend, wat het proces om ze op een gedetailleerd niveau te begrijpen, op het niveau van scheikunde en natuurkunde, bemoeilijkt. Colloïdale deeltjes, waaruit dit soort oplossingen worden gevormd, hebben extreem verschillende vormen en omstandigheden voor het proces van vorming van een integraal systeem.
Bepaling van suspensies
Suspensoïden zijn oplossingen met metalen elementen en hun variaties in de vorm van oxide, hydroxide, sulfide en andere zouten.
Allede samenstellende deeltjes van de bovengenoemde stoffen hebben een moleculair of ionisch kristalrooster. Ze vormen een fase van een verspreid type stof - een suspensie.
Een onderscheidend kenmerk dat het mogelijk maakt om ze te onderscheiden van suspensies is de aanwezigheid van een hogere dispersie-index. Maar ze zijn onderling verbonden door het ontbreken van een stabilisatiemechanisme voor verspreiding.
De onomkeerbaarheid van suspensoids wordt verklaard door het feit dat het sediment van het proces van hun stomen een persoon niet toestaat om weer sols te krijgen door contact te maken tussen het sediment zelf en het verspreide medium. Alle suspensoids zijn lyofoob. In dergelijke oplossingen worden colloïdale deeltjes genoemd die verband houden met metalen en zoutderivaten die zijn geplet of gecondenseerd.
De productiemethode verschilt niet van de twee manieren waarop verspreide systemen altijd worden gecreëerd:
- Verkrijgen door dispersie (grote lichamen malen).
- De condensatiemethode van ionische en moleculair opgeloste stoffen.
Bepaling van micellaire colloïden
Micellaire colloïden worden ook wel semi-colloïden genoemd. De deeltjes waaruit ze zijn gemaakt, kunnen ontstaan als er voldoende concentratie van amfifiele moleculen is. Dergelijke moleculen kunnen alleen stoffen met een laag molecuulgewicht vormen door ze te associëren tot een aggregaat van een molecuul - een micel.
Moleculen van amfifiele aard zijn structuren die bestaan uit een koolwaterstofradicaal met parameters en eigenschappen die vergelijkbaar zijn met een niet-polair oplosmiddel en een hydrofiele groep, dieook wel polair genoemd.
Micellen zijn specifieke agglomeraties van moleculen op regelmatige afstanden die voornamelijk bij elkaar worden gehouden door het gebruik van dispersieve krachten. Micellen worden bijvoorbeeld gevormd in waterige oplossingen van detergentia.
Bepaling van moleculaire colloïden
Moleculaire colloïden zijn hoogmoleculaire verbindingen van zowel natuurlijke als synthetische oorsprong. Het molecuulgewicht kan variëren van 10.000 tot enkele miljoenen. Moleculaire fragmenten van dergelijke stoffen hebben de grootte van een colloïdaal deeltje. De moleculen zelf worden macromoleculen genoemd.
Verbindingen van het macromoleculaire type die onderhevig zijn aan verdunning worden waar, homogeen genoemd. In het geval van extreme verdunning beginnen ze de algemene reeks wetten voor verdunde formuleringen te gehoorzamen.
Het verkrijgen van colloïdale oplossingen van het moleculaire type is een vrij eenvoudige taak. Het is voldoende om de droge stof en het bijbehorende oplosmiddel met elkaar in contact te brengen.
De niet-polaire vorm van macromoleculen kan oplossen in koolwaterstoffen, terwijl de polaire vorm kan oplossen in polaire oplosmiddelen. Een voorbeeld van dit laatste is het oplossen van verschillende eiwitten in een oplossing van water en zout.
Deze stoffen worden omkeerbaar genoemd vanwege het feit dat door ze te onderwerpen aan verdamping met toevoeging van nieuwe porties droge resten moleculaire colloïdale deeltjes de vorm van een oplossing aannemen. Het proces van hun ontbinding moet een fase doormaken waarin het opzwelt. Het is een karakteristiek kenmerk dat moleculaire colloïden onderscheidt, ontegen de achtergrond van andere hierboven besproken systemen.
Tijdens het zwellen dringen de moleculen die het oplosmiddel vormen binnen in de vaste dikte van het polymeer en duwen daardoor de macromoleculen uit elkaar. De laatste beginnen, vanwege hun grote omvang, langzaam in oplossingen te diffunderen. Uitwendig kan dit worden waargenomen met een toename van de volumetrische waarde van polymeren.
Micelle-apparaat
Micellen van het colloïdale systeem en hun structuur zullen gemakkelijker te bestuderen zijn als we het vormingsproces beschouwen. Laten we als voorbeeld een AgI-deeltje nemen. In dit geval zullen deeltjes van een colloïdaal type worden gevormd tijdens de volgende reactie:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Moleculen van zilverjodide (AgI) vormen praktisch onoplosbare deeltjes, waarbinnen het kristalrooster zal worden gevormd door zilverkationen en jodiumanionen.
De resulterende deeltjes hebben aanvankelijk een amorfe structuur, maar krijgen daarna, naarmate ze geleidelijk kristalliseren, een permanente structuur.
Als je AgNO3 en KI in hun respectievelijke equivalenten neemt, dan zullen kristallijne deeltjes groeien en aanzienlijke afmetingen bereiken, zelfs de grootte van het colloïdale deeltje zelf, en dan snel neerslag.
Als je een van de stoffen in overmaat neemt, kun je er kunstmatig een stabilisator van maken, die zal rapporteren over de stabiliteit van colloïdale deeltjes zilverjodide. In geval van overmatige AgNO3de oplossing bevat meer positieve zilverionen en NO3-. Het is belangrijk om te weten dat het proces van vorming van AgI-kristalroosters voldoet aan de Panet-Fajans-regel. Daarom kan het alleen doorgaan in aanwezigheid van ionen waaruit deze stof bestaat, die in deze oplossing worden weergegeven door zilverkationen (Ag+).
Positieve Argentum-ionen zullen verder worden voltooid op het niveau van vorming van het kristalrooster van de kern, dat stevig is opgenomen in de micelstructuur en het elektrische potentieel communiceert. Het is om deze reden dat de ionen die worden gebruikt om de constructie van het kernrooster te voltooien, potentiaalbepalende ionen worden genoemd. Tijdens de vorming van een colloïdaal deeltje - micellen - zijn er nog andere kenmerken die een of ander verloop van het proces bepalen. Alles is hier echter overwogen aan de hand van een voorbeeld met de vermelding van de belangrijkste elementen.
Enkele concepten
De term colloïdaal deeltje is nauw verwant aan de adsorptielaag, die gelijktijdig wordt gevormd met ionen van een potentiaalbepalend type, tijdens de adsorptie van de totale hoeveelheid tegenionen.
Een korrel is een structuur gevormd door een kern en een adsorptielaag. Het heeft een elektrisch potentiaal van hetzelfde teken als het E-potentiaal, maar de waarde zal kleiner zijn en hangt af van de initiële waarde van tegenionen in de adsorptielaag.
Coagulatie van colloïdale deeltjes is een proces dat coagulatie wordt genoemd. In verspreide systemen leidt het tot de vorming van kleine deeltjesgrotere. Het proces wordt gekenmerkt door cohesie tussen kleine structurele componenten om stollingsstructuren te vormen.
