From Wikipedia, the free encyclopedia
U opštem smislu, koloid ili koloidna disperzija jeste supstanca koju sačinjavaju komponente koje mogu biti u jednom, dva i više različitih faznih stanja, drugim rečima, vrsta mešavine koja je prelaz između homogene mešavine i heterogene mešavine, i čija su svojstva takođe na prelazu između pomenute dve grupe mešavina. Tipične membrane ograničavaju prolaz dispergovanih koloidnih čestica u većoj meri nego što je to slučaj kod rastvorenih jona ili molekula: tj. joni ili molekuli mogu difundovati kroz membranu kroz koju dispergovne čestice neće moći proći. Čestice dispergovane faze su većinom pod uticajem hemije površinskog napona koja je značajna u koloidima.
Brojne poznate supstance poput putera, mleka, pavlake, aerosoli (magla, smog, dim), asfalta, mastila, farbe, lepkova, i morske pene su koloidi. Ovo polje proučavanja je uvedeno 1861. godine od strane škotskog naučnika Tomasa Grejema.
Veličina čestica koje sačinjavaju dispergovanu fazu unutar koloida varira od 1 nm do 1 000 nm. Disperzije u kojima se veličina čestica kreće u ovom opsegu se nazivaju koloidnim aerosolima, koloidnim emulzijama, koloidnim penama, ili koloidnim suspenzijama ili disperzijama. Koloidi mogu biti obojeni ili prozirni usled Tindalovog efekta, koji predstavlja rasejanje svetlosti koja prolazi kroz koloid.
Koloidi se mogu klasifikovati na sledeći način:
Dispergovana sredina | ||||
---|---|---|---|---|
Neprekidna Sredina | Gas | (Svi gasovi su rastvorljivi) |
Tečne Aerosoli Primeri: magla, izmaglica |
Čvrste Aerosoli Primeri: dim, prašina |
Tečnost | Pena Primeri: pavlaka |
Emulzije Primeri: mleko, majonez |
Sol Primeri: farbe, mastilo, krv |
|
Čvrsto stanje | Čvrsta pena Primeri: aerogel, polistirolska pena, plavi kamen |
Gel Primeri: želatin, džem (zgusnuti tečni deo), sir, opal staklo |
Čvrsti sol Primeri: ribizla staklo, rubinsko staklo |
Navodimo sile koje igraju važnu ulogu u međudejstvima koloidnih čestica:
Stabilizacija služi sprečavanju agregacije koloidnih čestica. Prostorna stabilizacija i elektrostatička stabilizacija su dva glavna mehanizma stabilizacije koloida. Elektrostatička stabilizacija je zasnovana na obostranom odbijanju istorodnih električnih naboja. Različite faze, u opštem slučaju, imaju različite afinitete, tako da se na bilo kojoj dodirnoj površini stvara nabojni dvosloj. Čestice male veličine imaju relativno velike površine (u odnosu na sopstvenu masu) što je izuzetno naglašeno upravo kod koloida. U stabilnom koloidu, masa dispergovane faze je toliko mala da je njena plovljivost ili kinetička energija isuviše mala da bi prevazišla elektrostatičko odbijanje između naelektrisanih slojeva dispergovane faze. Naboj na dispergovanim česticama se može posmatrati primenom električnog polja: sve čestice migriraju prema istoj elektrodi i stoga moraju sve imati istorodni električni naboj.
Nestabilne koloidne suspenzije se formiraju agregate (flokule) usled prikupljanja čestica nastalog međučestičnim privlačenjem. Ovo se može postići brojnim različitim metodama:
Nestabilne koloidne suspenzije niskog zapreminskog udela formiraju klasterske tečne suspenzije u kojima individualni klasteri čestica padaju na dno suspenzije (ili plutaju na površini ukoliko čestice imaju manju gustinu od okolne sredine) do trenutka kada klasteri dostignu dovoljnu veličinu pri kojoj ih Braunijevske sile koje deluju u pravcu održanja čestica u suspenziji mogu održati nasuprot dejstvu sile gravitacije. Međutim, koloidne suspenzije većeg zapreminskog udela formiraju koloidne želatine koji poprimaju svojstva viskoelastičnosti. Viskoelastični koloidni želatini poput paste za zube, teku kao tečnosti koje su podvrgnute smicajnim naponima ali zadržavaju svoj oblik kada se dejstvo napona ukloni. Iz ovog razloga se fluidi poput paste za zube mogu istisnuti iz tube ali zadržavaju svoj oblik na četkici za zube nakon što su istisnuti.
U fizici, koloidi su interesantni sistemi za modeliranje sistema atoma. Koloidne čestice su dovoljno velike da bi se mogle posmatrati optičkim tehnikama poput konfokalne mikroskopije. Brojne sile koje upravljaju stanjem strukture i ponašanjem materije, poput interakcije neobuhvaćene zapremine ili elektrostatičke sile upravljaju i ponašanjem koloidnih suspenzija. Primera radi, iste tehnike koje se mogu koristiti u modeliranju idealnih gasova, mogu se koristiti i u modeliranju koloidne suspenzije čvrstog stanja u obliku lopte. Štaviše, fazni prelazi u koloidnim suspenzijama se mogu proučavati u realnom vremenu korišćenjem optičkih tehnika koje su analogne faznim prelazima u tečnostima.
Početkom 20. veka, pre nego što je enzimologija bila dobro razrađena i proučena, koloidi su smatrani ključnim u radu enzima; tj. dodavanje malih količina enzima u količinu vode bi, na način koji je tek trebalo proučiti, suptilnim načinom izmenilo svojstva vode tako da bi ona razložila supstrat specifičan za taj enzim, poput rastvora ATPaze koji razlaže ATP. Štaviše, sam život je bio tumačen kroz agregaciju svojstava svih koloidnih supstanci koje čine organizam. Kako se razvijalo znanje iz biologije tako je napredovala i teorija koja je koloidnu postavku zamenila makromolekulskom teorijom, koja enzim tumači kao skup identičnih ogromnih molekula koji deluju kao sićušne mašine koje se slobodno kreću među molekulima vode u rastvoru i individualno funkcionišu tako što deluju na supstrat, što je svakako manje mistrriozno od koloidne postavke koja podseća na fabriku koja je puna različitih mašina. Osobine vode u rastvoru se ne menjaju, osim u smislu osmotskih promena koje bi nastale i u prisustvu bilo koje druge rastvorene supstance.
Koloidna čestica (micela) se sa stoji od jezgra i dvojnog sloja (adsorpcioni + difuzni). Broj molekula koji grade jezgro micele je veliki i zavisi od uslova dobijanja koloidnog rastvora (ovaj broj je označen sa m). Za slučaj kada je koloidni rastvor dobijen korišćenjem AgNO3 u višku, na jezgru micele se apsorbuju u višku katjoni pozitivnih Ag jona. Oko naelektrisanog jezgra će se nalaziti određena količina negativnih NO3- jona
Značajne osobine koloidnih sistema su: molekulsko kinetičke, optičke, adsorpcija i električne osobine.
Neprekidno, haotičnokretanje koloidnih čestica u tečnom disperznom sredstvu naziva se Braunovo kretanje. Ovo kretanje je posledica sudara koloidnih čestica sa molekulima disperznog sredstva
Osmotski pritisak koloidnih rastvora je u poređenju sa osmotskim pritiskom pravih rastvora neznata, jer koloidni rastvori (čije su čestice npr. 100 nm) pri istoj koncentraciji supstance sadrži 1000000 puta manje čestica nego pravi rastvor (čije su čestice npr. 1 nm). Zato koloidni rastvor pokazuje i do 1000000 puta manji osmotski pritisak. Isto važi i za sniženje temperature mržnjenja i povećanje temperature ključanja.[1]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.