Er zijn geen elementen in de natuur die puur zijn. Kortom, het zijn allemaal mengsels. Ze kunnen op hun beurt heterogeen of homogeen zijn. Ze worden gevormd uit stoffen in aggregatietoestand, waardoor een bepaald dispersiesysteem ontstaat waarin zich verschillende fasen bevinden. Bovendien bevatten mengsels gewoonlijk een dispersiemedium. De essentie ervan ligt in het feit dat het wordt beschouwd als een element met een groot volume waarin een substantie wordt verdeeld. In een gedispergeerd systeem bevinden de fase en het medium zich op een zodanige manier dat er deeltjes van het grensvlak tussen hen zijn. Daarom wordt het heterogeen of heterogeen genoemd. Met het oog hierop is de werking van het oppervlak, en niet van de deeltjes als geheel, van groot belang.
Systeemclassificatie verspreiden
Fase, zoals je weet, wordt vertegenwoordigd door stoffen die een andere staat hebben. En deze elementen zijn onderverdeeld in verschillende typen. De aggregatietoestand van de gedispergeerde fase hangt af van de combinatie vanomgeving, resulterend in 9 soorten systemen:
- Gas. Vloeibaar, vast en het element in kwestie. Homogeen mengsel, nevel, stof, spuitbussen.
- Vloeibare gedispergeerde fase. Gas, vast, water. Schuimen, emulsies, sols.
- Vaste gedispergeerde fase. Vloeistof, gas en de in dit geval beschouwde stof. Bodem, middelen in medicijnen of cosmetica, rotsen.
In de regel wordt de grootte van een gedispergeerd systeem bepaald door de grootte van de fasedeeltjes. Er is de volgende classificatie:
- grof (schorsingen);
- thin (colloïdale en echte oplossingen).
Deeltjes van het verspreidingssysteem
Bij het onderzoeken van grove mengsels kan men zien dat de deeltjes van deze verbindingen in de structuur met het blote oog te zien zijn, vanwege het feit dat hun grootte meer dan 100 nm is. Suspensies verwijzen in de regel naar een systeem waarin de gedispergeerde fase scheidbaar is van het medium. Dit komt omdat ze als ondoorzichtig worden beschouwd. Suspensies zijn onderverdeeld in emulsies (onoplosbare vloeistoffen), aerosolen (fijne deeltjes en vaste stoffen), suspensies (vast in water).
Een colloïdale substantie is alles dat de eigenschap heeft dat er een ander element gelijkmatig over verdeeld is. Dat wil zeggen, het is aanwezig, of liever, het maakt deel uit van de gedispergeerde fase. Dit is een toestand waarin het ene materiaal volledig in een ander, of liever in zijn volume, wordt verspreid. In het melkvoorbeeld wordt vloeibaar vet gedispergeerd in een waterige oplossing. In dit geval bevindt het kleinere molecuul zich binnen 1nanometer en 1 micrometer, waardoor het onzichtbaar wordt voor een optische microscoop wanneer het mengsel homogeen wordt.
Dat wil zeggen, geen enkel deel van de oplossing heeft een grotere of kleinere concentratie van de gedispergeerde fase dan enig ander. We kunnen zeggen dat het colloïdaal van aard is. De grotere wordt de continue fase of het dispersiemedium genoemd. Omdat de grootte en distributie niet veranderen, en het element in kwestie erover wordt verdeeld. Soorten colloïden omvatten aerosolen, emulsies, schuimen, dispersies en mengsels die hydrosolen worden genoemd. Elk dergelijk systeem heeft twee fasen: een gedispergeerde en een continue fase.
Colloïden door geschiedenis
Aan het begin van de 20e eeuw was er in alle wetenschappen een intense belangstelling voor dergelijke stoffen. Einstein en andere wetenschappers hebben hun kenmerken en toepassingen zorgvuldig bestudeerd. In die tijd was dit nieuwe wetenschapsgebied het leidende onderzoeksgebied voor theoretici, onderzoekers en fabrikanten. Na het hoogtepunt van de belangstelling tot 1950 nam het onderzoek naar colloïden aanzienlijk af. Het is interessant om op te merken dat sinds de recente opkomst van microscopen met een hoger vermogen en "nanotechnologieën" (de studie van objecten van een bepaalde kleine schaal), er een hernieuwde wetenschappelijke belangstelling is voor de studie van nieuwe materialen.
Meer over deze stoffen
Er zijn elementen waargenomen, zowel in de natuur als in kunstmatige oplossingen die colloïdale eigenschappen hebben. Mayonaise, cosmetische lotion en smeermiddelen zijn bijvoorbeeld soorten kunstmatige emulsies, en melk is een soortgelijkeeen mengsel dat in de natuur voorkomt. Colloïdaal schuim omvat slagroom en scheerschuim, terwijl eetbare producten boter, marshmallows en gelei bevatten. Naast voedsel bestaan deze stoffen in de vorm van bepaalde legeringen, verven, inkten, detergenten, insecticiden, spuitbussen, piepschuim en rubber. Zelfs mooie natuurlijke objecten zoals wolken, parels en opalen hebben colloïdale eigenschappen omdat ze een andere substantie hebben die er gelijkmatig doorheen verdeeld is.
Colloïdale mengsels verkrijgen
Door kleine moleculen te vergroten tot een bereik van 1 tot 1 micrometer, of door grote deeltjes terug te brengen tot dezelfde grootte. Colloïdale stoffen kunnen worden verkregen. Verdere productie hangt af van het type elementen dat in de gedispergeerde en continue fasen wordt gebruikt. Colloïden gedragen zich anders dan gewone vloeistoffen. En dit wordt waargenomen in transport en fysisch-chemische eigenschappen. Een membraan kan bijvoorbeeld een echte oplossing met vaste moleculen die aan vloeibare moleculen zijn bevestigd, er doorheen laten gaan. Terwijl een colloïdale stof die een vaste stof heeft die door een vloeistof is gedispergeerd, door het membraan wordt uitgerekt. De pariteit van de verdeling is uniform tot het punt van microscopische gelijkheid in de opening over het gehele tweede element.
Echte oplossingen
Colloïde dispersie wordt weergegeven als een homogeen mengsel. Het element bestaat uit twee systemen: continue en gedispergeerde fase. Dit geeft aan dat deze zaak verband houdt met:echte oplossingen, omdat ze direct gerelateerd zijn aan het bovenstaande mengsel, dat uit verschillende stoffen bestaat. In een colloïde heeft de tweede de structuur van kleine deeltjes of druppels, die gelijkmatig zijn verdeeld in de eerste. Van 1 nm tot 100 nm is de grootte die de gedispergeerde fase vormt, of liever de deeltjes, in ten minste één dimensie. In dit bereik is de gedispergeerde fase homogene mengsels met de aangegeven afmetingen, we kunnen bij benadering elementen noemen die aan de beschrijving voldoen: colloïdale aerosolen, emulsies, schuimen, hydrosolen. Aanzienlijk beïnvloed door de chemische samenstelling van het oppervlak zijn de deeltjes of druppeltjes die aanwezig zijn in de formuleringen in kwestie.
Colloïde oplossingen en systemen
Men moet er rekening mee houden dat de grootte van de gedispergeerde fase een moeilijk te meten variabele in het systeem is. Oplossingen worden soms gekenmerkt door hun eigen eigenschappen. Om het gemakkelijker te maken om de indicatoren van de composities waar te nemen, lijken colloïden erop en zien ze er bijna hetzelfde uit. Bijvoorbeeld als het een in vloeistof gedispergeerde, vaste vorm heeft. Hierdoor gaan deeltjes niet door het membraan. Terwijl andere componenten zoals opgeloste ionen of moleculen er doorheen kunnen gaan. Als het eenvoudiger te analyseren is, blijkt dat de opgeloste componenten door het membraan gaan en met de beschouwde fase kunnen colloïdale deeltjes dat niet.
Het verschijnen en verdwijnen van kleurkenmerken
Door het Tyndall-effect zijn sommige van deze stoffen doorschijnend. In de structuur van het element is het de verstrooiing van licht. Andere systemen en formuleringen worden geleverd met:enige schaduw of zelfs ondoorzichtig, met een bepaalde kleur, zelfs als sommige niet helder zijn. Veel bekende stoffen, waaronder boter, melk, room, spuitbussen (mist, smog, rook), asf alt, verf, verf, lijm en zeeschuim, zijn colloïden. Dit vakgebied werd in 1861 geïntroduceerd door de Schotse wetenschapper Thomas Graham. In sommige gevallen kan een colloïde worden beschouwd als een homogeen (niet heterogeen) mengsel. Dit komt omdat het onderscheid tussen "opgeloste" en "korrelige" materie soms een kwestie van benadering kan zijn.
Hydrocolloïde soorten stoffen
Deze component wordt gedefinieerd als een colloïdaal systeem waarin deeltjes in water zijn gedispergeerd. Hydrocolloïde elementen kunnen, afhankelijk van de hoeveelheid vloeistof, verschillende toestanden aannemen, bijvoorbeeld een gel of een sol. Ze zijn onomkeerbaar (eencomponent) of omkeerbaar. Bijvoorbeeld agar, het tweede type hydrocolloïde. Kan voorkomen in gel- en sol-toestanden en wisselen tussen toestanden waarbij warmte wordt toegevoegd of verwijderd.
Veel hydrocolloïden zijn afgeleid van natuurlijke bronnen. Carrageen wordt bijvoorbeeld gewonnen uit algen, gelatine uit rundervet en pectine uit schillen van citrusvruchten en appelpulp. Hydrocolloïden worden in voedsel voornamelijk gebruikt om de textuur of viscositeit (saus) te beïnvloeden. Ook gebruikt voor huidverzorging of als genezend middel na verwonding.
Essentiële kenmerken van colloïdale systemen
Uit deze informatie blijkt dat colloïdale systemen een onderafdeling zijn van de verspreide bol. Ze kunnen op hun beurt oplossingen (sols) zijnof gels (gelei). De eerste zijn in de meeste gevallen gemaakt op basis van levende chemie. Deze laatste worden gevormd onder de sedimenten die optreden tijdens de coagulatie van de sols. Oplossingen kunnen waterig zijn met organische stoffen, met zwakke of sterke elektrolyten. De deeltjesgrootten van de gedispergeerde fase van colloïden zijn van 100 tot 1 nm. Met het blote oog zijn ze niet te zien. Als gevolg van bezinking zijn de fase en het medium moeilijk te scheiden.
Classificatie naar typen deeltjes van de gedispergeerde fase
Multimoleculaire colloïden. Wanneer, in oplossing, atomen of kleinere moleculen van stoffen (met een diameter van minder dan 1 nm) samenkomen om deeltjes van vergelijkbare grootte te vormen. In deze sols is de gedispergeerde fase een structuur die bestaat uit aggregaten van atomen of moleculen met een molecuulgrootte kleiner dan 1 nm. Bijvoorbeeld goud en zwavel. In deze colloïden worden deeltjes bij elkaar gehouden door van der Waals-krachten. Ze hebben meestal een lyofiel karakter. Dit betekent significante deeltjesinteractie.
Colloïden met hoog molecuulgewicht. Dit zijn stoffen met grote moleculen (zogenaamde macromoleculen), die, wanneer opgelost, een bepaalde diameter vormen. Dergelijke stoffen worden macromoleculaire colloïden genoemd. Deze gedispergeerde fase vormende elementen zijn typisch polymeren met zeer hoge molecuulgewichten. Natuurlijke macromoleculen zijn zetmeel, cellulose, eiwitten, enzymen, gelatine, enz. Kunstmatige omvatten synthetische polymeren zoals nylon, polyethyleen, kunststoffen, polystyreen, enz. E. Ze zijn meestal lyofoob, wat in dit geval de zwakke interactie van de deeltjes betekent.
Geassocieerde colloïden. Dit zijn stoffen die, opgelost in een medium, zich bij lage concentraties als normale elektrolyten gedragen. Maar het zijn colloïdale deeltjes met een grotere enzymatische component van de componenten door de vorming van geaggregeerde elementen. De aldus gevormde aggregaatdeeltjes worden micellen genoemd. Hun moleculen bevatten zowel lyofiele als lyofobe groepen.
Micellen. Het zijn geclusterde of geaggregeerde deeltjes gevormd door de associatie van een colloïde in oplossing. Bekende voorbeelden zijn zeep en wasmiddelen. De vorming vindt plaats boven een bepaalde Kraft-temperatuur en boven een bepaalde kritische micellisatieconcentratie. Ze kunnen ionen vormen. Micellen kunnen tot 100 moleculen of meer bevatten, bijvoorbeeld natriumstearaat is een typisch voorbeeld. Als het oplost in water, komen er ionen vrij.
