Subiectul principal al acestui articol va fi o particulă coloidală. Aici vom lua în considerare conceptul de soluție coloidală și micelii. Și, de asemenea, familiarizați-vă cu diversitatea de specii principale de particule legate de coloidal. Să ne oprim separat asupra diferitelor trăsături ale termenului studiat, asupra unor concepte individuale și multe altele.
Introducere
Conceptul de particule coloidale este strâns legat de diferite soluții. Împreună, ele pot forma o varietate de sisteme microeterogene și dispersate. Particulele care formează astfel de sisteme variază de obicei în mărime de la una la o sută de microni. Pe lângă prezența unei suprafețe cu limite clar separate între mediul dispersat și fază, particulele coloidale se caracterizează prin proprietatea de stabilitate scăzută, iar soluțiile în sine nu se pot forma spontan. Prezența unei mari varietăți în structura structurii interne și a dimensiunilor determină crearea unui număr mare de metode de obținere a particulelor.
Conceptul de sistem coloidal
În soluțiile coloidale, particulele în toate loragregatele formează sisteme de tip dispers, care sunt intermediare între soluții, care sunt definite drept adevărate și grosiere. În aceste soluții, picăturile, particulele și chiar bulele care formează faza dispersată au dimensiuni de la unu la o mie nm. Ele sunt distribuite în grosimea mediului dispersat, de regulă, continue, și diferă de sistemul original prin compoziție și/sau stare de agregare. Pentru a înțelege mai bine semnificația unei astfel de unități terminologice, este mai bine să o considerați pe fundalul sistemelor pe care le formează.
Definiți proprietăți
Dintre proprietățile soluțiilor coloidale, se pot determina principalele:
- Formarea particulelor nu interferează cu trecerea luminii.
- Coloizii transparenți au capacitatea de a împrăștia razele de lumină. Acest fenomen se numește efectul Tyndall.
- Sarcina unei particule coloidale este aceeași pentru sistemele dispersate, drept urmare acestea nu pot apărea în soluție. În mișcarea browniană, particulele dispersate nu pot precipita, ceea ce se datorează menținerii lor în stare de zbor.
Tipuri principale
Unități de clasificare de bază a soluțiilor coloidale:
- O suspensie de particule solide în gaze se numește fum.
- O suspensie de particule lichide în gaze se numește ceață.
- Din particule mici de tip solid sau lichid, suspendate într-un mediu gazos, se formează un aerosol.
- O suspensie gazoasă în lichide sau solide se numește spumă.
- Emulsia este o suspensie lichidă într-un lichid.
- Sol este un sistem disperstip ultramicroeterogen.
- Gel este o suspensie din 2 componente. Primul creează un cadru tridimensional, ale cărui goluri vor fi umplute cu diverși solvenți cu greutate moleculară mică.
- O suspensie de particule de tip solid în lichide se numește suspensie.
În toate aceste sisteme coloidale, dimensiunile particulelor pot varia foarte mult în funcție de natura lor de origine și starea de agregare. Dar chiar și în ciuda unui număr atât de divers de sisteme cu structuri diferite, toate sunt coloidale.
Diversitatea speciilor de particule
Particulele primare cu dimensiuni coloidale sunt împărțite în următoarele tipuri în funcție de tipul structurii interne:
- Suspensoide. Se mai numesc și coloizi ireversibili, care nu pot exista singuri pentru perioade lungi de timp.
- Coloizi de tip micelar sau, după cum se mai numesc, semicoloizi.
- Coloizi de tip reversibil (moleculari).
Procesele de formare a acestor structuri sunt foarte diferite, ceea ce complică procesul de înțelegere a acestora la nivel de detaliu, la nivel de chimie și fizică. Particulele coloidale, din care se formează aceste tipuri de soluții, au forme și condiții extrem de diferite pentru procesul de formare a unui sistem integral.
Determinarea suspensoidelor
Suspensoizii sunt soluții cu elemente metalice și variațiile acestora sub formă de oxid, hidroxid, sulfură și alte săruri.
Toateparticulele constitutive ale substanțelor menționate mai sus au o rețea cristalină moleculară sau ionică. Ele formează o fază a unui tip de substanță dispersat - un suspensoid.
O trăsătură distinctivă care face posibilă deosebirea acestora de suspensii este prezența unui indice de dispersie mai mare. Dar ele sunt interconectate prin lipsa unui mecanism de stabilizare pentru dispersie.
Ireversibilitatea suspensoizilor se explică prin faptul că sedimentul procesului de aburire a acestora nu permite unei persoane să obțină din nou sol prin crearea contactului între sedimentul în sine și mediul dispersat. Toți suspensoizii sunt liofobi. În astfel de soluții se numesc particule coloidale legate de metale și derivați de sare care au fost zdrobite sau condensate.
Metoda de producție nu este diferită de cele două moduri în care sistemele dispersate sunt întotdeauna create:
- Obținere prin dispersie (măcinare corpuri mari).
- Metoda de condensare a substanțelor ionice și dizolvate molecular.
Determinarea coloizilor micelari
Coloizii micelari sunt denumiți și semicoloizi. Particulele din care sunt create pot apărea dacă există un nivel suficient de concentrație a moleculelor de tip amfifil. Astfel de molecule pot forma doar substanțe cu greutate moleculară mică, asociindu-le într-un agregat al unei molecule - o micelă.
Moleculele de natură amfifilă sunt structuri formate dintr-un radical de hidrocarbură cu parametri și proprietăți similare unui solvent nepolar și o grupare hidrofilă, carenumit și polar.
Micelele sunt aglomerări specifice de molecule distanțate în mod regulat care sunt ținute împreună în principal prin utilizarea forțelor de dispersie. Micelele se formează, de exemplu, în soluții apoase de detergenți.
Determinarea coloizilor moleculari
Coloizii moleculari sunt compuși cu molecule în alte de origine atât naturală, cât și sintetică. Greutatea moleculară poate varia de la 10.000 la câteva milioane. Fragmentele moleculare ale unor astfel de substanțe au dimensiunea unei particule coloidale. Moleculele în sine sunt numite macromolecule.
Compușii de tip macromolecular supuși diluției se numesc adevărați, omogene. Aceștia, în cazul diluției extreme, încep să se supună seriei generale de legi pentru formulările diluate.
Obținerea de soluții coloidale de tip molecular este o sarcină destul de simplă. Este suficient ca substanța uscată și solventul corespunzător să intre în contact.
Forma nepolară a macromoleculelor se poate dizolva în hidrocarburi, în timp ce forma polară se poate dizolva în solvenți polari. Un exemplu al acestuia din urmă este dizolvarea diferitelor proteine într-o soluție de apă și sare.
Reversibile aceste substanțe sunt numite datorită faptului că supunerea lor la evaporare cu adăugarea de noi porțiuni de reziduuri uscate face ca particulele coloidale moleculare să ia forma unei soluții. Procesul de dizolvare a acestora trebuie sa treaca printr-o etapa in care se umfla. Este o trăsătură caracteristică care distinge coloizii moleculari, pepe fundalul altor sisteme discutate mai sus.
În procesul de umflare, moleculele care formează solventul pătrund în grosimea solidă a polimerului și, prin urmare, împing macromoleculele în afară. Acestea din urmă, datorită dimensiunilor lor mari, încep să se difuzeze încet în soluții. Extern, acest lucru poate fi observat cu o creștere a valorii volumetrice a polimerilor.
Dispozitiv micelar
Micelele sistemului coloidal și structura lor vor fi mai ușor de studiat dacă luăm în considerare procesul de formare. Să luăm ca exemplu o particulă AgI. În acest caz, particulele de tip coloidal se vor forma în timpul următoarei reacții:
AgNO3+KI à AgI↓+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 rezultate au inițial o structură amorfă, dar apoi, pe măsură ce se cristalizează treptat, capătă o structură de aspect permanent.
Dacă luați AgNO3 și KI în echivalentele lor respective, atunci particulele cristaline vor crește și vor atinge dimensiuni semnificative, depășind chiar și dimensiunea particulei coloidale în sine și apoi rapid precipitat.
Dacă luați una dintre substanțele în exces, puteți face artificial un stabilizator din ea, care va raporta stabilitatea particulelor coloidale de iodură de argint. În caz de AgNO în exces3soluția va conține mai mulți ioni de argint pozitivi și NO3-. Este important de știut că procesul de formare a rețelelor cristaline AgI se supune regulii Panet-Fajans. Prin urmare, poate proceda numai în prezența ionilor care alcătuiesc această substanță, care în această soluție sunt reprezentați de cationi de argint (Ag+)..
Ionii Argentum pozitivi vor continua să fie completați la nivelul de formare a rețelei cristaline a miezului, care este ferm inclus în structura micelară și comunică potențialul electric. Din acest motiv, ionii care sunt utilizați pentru a finaliza construcția rețelei nucleare sunt numiți ioni determinanți de potențial. În timpul formării unei particule coloidale - micelii - există și alte caracteristici care determină unul sau altul curs al procesului. Totuși, totul a fost luat în considerare aici folosind un exemplu cu mențiunea celor mai importante elemente.
Câteva concepte
Termenul de particulă coloidală este strâns legat de stratul de adsorbție, care se formează simultan cu ionii de tip potențial determinant, în timpul adsorbției cantității totale de contraioni.
O granulă este o structură formată dintr-un miez și un strat de adsorbție. Are un potențial electric de același semn ca și potențialul E, dar valoarea lui va fi mai mică și depinde de valoarea inițială a contraionilor din stratul de adsorbție.
Coagularea particulelor coloidale este un proces numit coagulare. În sistemele dispersate, duce la formarea de particule micicele mai mari. Procesul se caracterizează prin coeziune între componentele structurale mici pentru a forma structuri coagulative.
