Koloid i zawieszenie

Systemy dyspersji składają się z dwóch lub więcej związków chemicznych lub prostych substancji, zwanych komponentami systemowymi, rozproszonych między sobą. Tworzą się:

• Faza zdyspergowana - zdyspergowana substancja;
• Medium ciągłe - substancja, w której rozprowadzana jest faza rozproszona.

W zależności od wielkości cząstek fazy rozproszonej występują:

• Niejednorodne (szorstkie) systemy dyspersji - cząstki są większe niż 100 nm:
  • Zawieszenie - składnik ciekły i stały;
  • Emulsja - dwa składniki płynne;
  • Aerosol - medium dyspersyjne to gaz.
• Koloidy - wielkość cząstek wynosi od 1 do 100 nm;
• Prawdziwe rozwiązania - wielkość cząstek jest mniejsza niż 1 nm.

Co to jest koloid?

Roztwory wodne wielu substancji (cukier itp.) Łatwo przechodzą przez półprzepuszczalne bariery roślinne lub zwierzęce, podczas gdy inne, takie jak żelatyna, nie przechodzą przez nie. Pierwsze substancje nazywane są krystaloidami, a drugie - koloidami.

W zależności od tego, w jaki sposób cząstki fazy rozproszonej odnoszą się do pożywki, układy koloidalne to:

• Liofilowy - adsorbuje dużą liczbę cząsteczek ze środowiska dyspersyjnego (żelatyna, mydła, Fe (OH)₃, Al (OH)₃);
• Lyophobic - nie wiążą się ani nie wiążą z małą ilością cząsteczek ze środowiska dyspersyjnego (sole niektórych metali, słabo rozpuszczalne siarczki metali itp.).

W zależności od struktury cząstek koloidalnych systemy koloidalne dzielą się na:

• Powiązane (micelarne) - cząsteczki to grupy atomów, jonów lub cząsteczek (np. Chlorek sodu w benzenie);
• Cząsteczka - cząsteczki są cząsteczkami związku o wysokiej masie cząsteczkowej (na przykład skrobi).

W zależności od rodzaju podłoża koloidy to:

• Hydrosols - rozpuszczalnikiem jest woda;
• Benzenosole - rozpuszczalnikiem jest benzen;
• Eterosole - rozpuszczalnikiem jest eter itd.

Właściwości optyczne koloidów manifestują się jako zabarwienie, opalescencja i efekt Tindal. Są one spowodowane różnicami w absorpcji i rozpraszaniu światła z cząstek koloidalnych.

Cząstki koloidalne są większe i cięższe niż jony i większość cząsteczek, więc ich dyfuzja i ciśnienie osmotyczne są niskie.

Charakterystyczną właściwością kinetyczną koloidów jest ruch Browna. Układy koloidalne są mniej stabilne niż zwykłe roztwory. Pod stałym prądem elektrycznym wszystkie cząstki koloidu przemieszczają się do odpowiadającej elektrody o przeciwnym ładunku. Zjawisko to nazywa się elektroforezą.

Soli koloidów cząsteczkowych otrzymuje się analogicznie do rzeczywistych roztworów. Po zetknięciu z fazą rozproszoną rozpuszcza się spontanicznie w rozproszonym ośrodku. Zole koloidów towarzyszących otrzymuje się różnymi metodami dyspersji i kondensacji.

• Metody dyspersji - dyspersja materiału do wielkości cząstek koloidalnych w obecności ośrodka dyspersyjnego;
• Metody kondensacji - kondensowanie (grupowanie) poszczególnych cząsteczek, atomów lub jonów w cząstki o wielkości koloidalnej.

Co to jest zawieszenie?

Zawiesina jest heterogenną cieczą zawierającą nierozpuszczalne cząstki stałe, które są wystarczająco duże, aby się osadzić, ale przez pewien czas są obecne w objętości ciekłej matrycy. Cząstki są większe niż 100 nm.

Klasyfikacja zawiesin opiera się na fazie zdyspergowanej i środowisku dyspersyjnym.

Zawiesina jest bliższa nierozpuszczalności w kontinuum rozpuszczalności. Na drugim końcu ciągłości rozpuszczania znajduje się roztwór, w którym cząstki są całkowicie zmieszane i nie obserwuje się fazy stałej. Ciągłość rozpuszczalności jest ogólnie uporządkowana w kolejności: nierozpuszczalność, sedymentacja, zawiesina, koloid i roztwór.

Faza stała zawiesiny jest zdyspergowana w fazie ciekłej w procesie mechanicznego mieszania za pomocą obojętnego lub słabo aktywnego środka stosowanego jako środek zawieszający. W przeciwieństwie do koloidów, zawiesiny osiadają z czasem. Przykładem szybko wytrącającej się zawiesiny jest piasek i woda.

Charakterystyczną właściwością zawiesin jest ich niejednorodność optyczna wyrażona przez zmętnienie. Zmętnienie jest integralnym zewnętrznym znakiem zawiesiny i jest określane przez obecność nierozpuszczalnych cząstek, które są nieprzepuszczalne dla światła. Stopień zmętnienia zawiesin jest różny. Jest on określony przez stężenie fazy zawieszonej i stopień jej dyspersji (wielkość cząstek).

Jedną z najważniejszych cech zawiesin jest ich niestabilność sedymentacji. Wyraża się to w nieuniknionym osadzaniu zawieszonych cząstek pod wpływem grawitacji. Cząstki mogą się osadzać same, bez klejenia. W tym przypadku występuje agregatywna stabilność zawieszenia.

Jeśli cząstki osadowe sklejają się pod wpływem sił molekularnych o spójności i tworzą agregaty, występuje agregatywna niestabilność zawiesin. Tak więc zawiesiny niestabilizujące sedymentację mogą być agregatywnie stabilne lub niestabilne.

Czasem w zawiesinach koagulujących powstają duże płatki, które są słabo zwilżone przez medium dyspersyjne i wypływają na powierzchnię. Zjawisko to nazywa się flokulacją.

Niestabilność sedymentacji zawiesin w praktyce prowadzi do stopniowego zakłócania jednolitej kompozycji przed całkowitym osadzeniem fazy nierozpuszczalnej.

Istnieją również zawieszenia, mające zdolność do pozostawania w stanie zawieszenia przez długi czas. Nazywa się je stabilnymi zawiesinami.

Zawiesiny otrzymuje się różnymi metodami dyspersji i kondensacji.

Różnica między koloidem a zawieszeniem

1. Definicja

Koloid: Układ dyspersyjny ze składnikiem ciekłym i stałym o wielkości cząstek od 1 do 100 nm nazywany jest koloidem.

Zawieszenie: Układ dyspersyjny ze składnikiem ciekłym i stałym o wielkości cząstek powyżej 100 nm nazywany jest zawiesiną.

1. Rozmiar cząsteczki

Koloid: Wielkość cząstek wynosi 1-100 nm.

Zawieszenie: Wielkość cząstek wynosi powyżej 100 nm.

1. Widoczność cząstek

Koloid: Cząstek koloidu nie widać gołym okiem.

Zawieszenie: Cząstki w zawiesinie można zobaczyć gołym okiem.

1. Osadzanie

Koloid: Koloidy nie ulegają sedymentacji.

Zawieszenie: Zawiesiny ulegają sedymentacji.

1. Jednorodność

Koloid: Koloidy są względnie jednorodne.

Zawieszenie: Zawieszenia są heterogeniczne.

1. Przepuszczalność przez bibułę filtracyjną

Koloid: Cząstki koloidu mogą przechodzić przez bibułę filtracyjną.

Zawieszenie: Cząstki zawiesiny nie mogą przejść przez bibułę filtracyjną.

1. Przykłady

Koloid: Żelatyna w wodzie, skrobia w wodzie, chlorek sodu w benzenie itp.

Zawieszenie: Piasek w wodzie, sproszkowana kreda w wodzie, rtęć w oleju itp.

Tabela porównawcza koloidów i zawieszeń

Podsumowanie koloidu i zawieszenia

• Systemy dyspersji składają się z dwóch lub więcej związków chemicznych lub prostych substancji, zwanych komponentami systemowymi, rozproszonych między sobą. Tworzą fazę rozproszoną i medium ciągłe.
• Układ dyspersyjny ze składnikiem ciekłym i stałym o wielkości cząstek od 1 do 100 nm nazywany jest koloidem.
• Układ dyspersyjny ze składnikiem ciekłym i stałym o wielkości cząstek powyżej 100 nm nazywany jest zawiesiną.
• Cząstek koloidu nie widać gołym okiem, a cząstki w zawiesinie widać gołym okiem.
• Koloidy nie ulegają sedymentacji, podczas gdy zawiesiny ulegają sedymentacji.
• Koloidy są względnie jednorodne, podczas gdy zawiesiny są heterogeniczne.
• Cząstki koloidu mogą przechodzić przez bibułę filtracyjną, podczas gdy cząstki zawiesin nie mogą.
• Przykładami koloidów są żelatyna w wodzie, skrobia w wodzie, chlorek sodu w benzenie itp. Przykładami zawiesin są piasek w wodzie, sproszkowana kreda w wodzie, rtęć w oleju itp.