Hlavním tématem tohoto článku bude koloidní částice. Zde budeme uvažovat o konceptu koloidního roztoku a micel. A také se seznámit s hlavní druhovou diverzitou částic souvisejících s koloidními. Zastavme se samostatně u různých rysů studovaného termínu, některých jednotlivých pojmů a mnohem více.
Úvod
Pojem koloidní částice úzce souvisí s různými řešeními. Společně mohou tvořit různé mikroheterogenní a rozptýlené systémy. Částice tvořící takové systémy mají obvykle velikost od jednoho do sta mikronů. Kromě přítomnosti povrchu s jasně oddělenými hranicemi mezi dispergovaným prostředím a fází se koloidní částice vyznačují vlastností nízké stability a samotné roztoky se nemohou spontánně tvořit. Přítomnost široké rozmanitosti struktury vnitřní struktury a velikostí způsobuje vytvoření velkého množství metod pro získávání částic.
Koncept koloidního systému
V koloidních roztocích částice ve všech jejichagregáty tvoří systémy rozptýleného typu, které jsou mezistupněm mezi roztoky, které jsou definovány jako pravé a hrubé. V těchto roztocích mají kapky, částice a dokonce i bublinky, které tvoří dispergovanou fázi, velikosti od jedné do tisíce nm. Jsou rozmístěny v tloušťce rozptýleného média zpravidla spojitě a od původního systému se liší složením a/nebo stavem agregace. Abychom lépe pochopili význam takové terminologické jednotky, je lepší ji zvážit na pozadí systémů, které tvoří.
Definovat vlastnosti
Mezi vlastnostmi koloidních roztoků lze určit ty hlavní:
- Tvořící částice neinterferují s průchodem světla.
- Transparentní koloidy mají schopnost rozptylovat světelné paprsky. Tento jev se nazývá Tyndallův efekt.
- Náboj koloidní částice je stejný pro disperzní systémy, v důsledku čehož se nemohou vyskytovat v roztoku. Při Brownově pohybu se rozptýlené částice nemohou vysrážet, což je způsobeno jejich udržováním ve stavu letu.
Hlavní typy
Základní klasifikační jednotky koloidních roztoků:
- Suspenze pevných částic v plynech se nazývá kouř.
- Suspenze kapalných částic v plynech se nazývá mlha.
- Z malých částic pevného nebo kapalného typu suspendovaných v plynném médiu se tvoří aerosol.
- Suspenze plynu v kapalinách nebo pevných látkách se nazývá pěna.
- Emulze je tekutá suspenze v kapalině.
- Sol je rozptýlený systémultramikroheterogenní typ.
- Gel je suspenze 2 složek. První vytváří trojrozměrný rámec, jehož dutiny budou vyplněny různými rozpouštědly s nízkou molekulovou hmotností.
- Suspenze pevných částic v kapalinách se nazývá suspenze.
Ve všech těchto koloidních systémech se mohou velikosti částic značně lišit v závislosti na jejich povaze původu a stavu agregace. Ale i přes tak extrémně rozmanitý počet systémů s různými strukturami jsou všechny koloidní.
Druhá rozmanitost částic
Primární částice s koloidními rozměry se dělí na následující typy podle typu vnitřní struktury:
- Suspensoidy. Říká se jim také nevratné koloidy, které nejsou schopny samy o sobě existovat po dlouhou dobu.
- koloidy micelárního typu, nebo, jak se jim také říká, semikoloidy.
- Koloidy reverzibilního typu (molekulární).
Procesy utváření těchto struktur jsou velmi odlišné, což komplikuje proces jejich pochopení na detailní úrovni, na úrovni chemie a fyziky. Koloidní částice, ze kterých se tyto typy roztoků tvoří, mají extrémně odlišné tvary a podmínky pro proces vzniku integrálního systému.
Určení suspenzoidů
Suspensoidy jsou roztoky s kovovými prvky a jejich variacemi ve formě oxidu, hydroxidu, sulfidu a dalších solí.
Všečástice výše uvedených látek mají molekulární nebo iontovou krystalovou mřížku. Tvoří fázi rozptýleného typu látky - suspenzoidu.
Charakteristickým rysem, který je umožňuje odlišit od suspenzí, je přítomnost vyššího indexu disperze. Jsou však propojeny nedostatkem stabilizačního mechanismu pro rozptyl.
Nevratnost suspenzoidů je vysvětlena skutečností, že sediment procesu jejich napařování neumožňuje člověku znovu získat soly vytvořením kontaktu mezi samotným sedimentem a rozptýleným médiem. Všechny suspenzoidy jsou lyofobní. V takových roztocích se nazývají koloidní částice související s kovy a deriváty solí, které byly rozdrceny nebo zkondenzovány.
Produkční metoda se neliší od dvou způsobů, kterými se vždy vytvářejí disperzní systémy:
- Získávání disperzí (broušení velkých těles).
- Metoda kondenzace iontových a molekulárně rozpuštěných látek.
Stanovení micelárních koloidů
Micelární koloidy se také označují jako semikoloidy. Částice, ze kterých jsou vytvořeny, mohou vznikat, pokud existuje dostatečná úroveň koncentrace molekul amfifilního typu. Takové molekuly mohou tvořit pouze látky s nízkou molekulovou hmotností tím, že je spojí do agregátu molekuly - micely.
Molekuly amfifilní povahy jsou struktury sestávající z uhlovodíkového radikálu s parametry a vlastnostmi podobnými nepolárnímu rozpouštědlu a hydrofilní skupině, kterátaké nazývaný polární.
Micely jsou specifické aglomerace pravidelně rozmístěných molekul, které jsou drženy pohromadě převážně použitím disperzních sil. Micely se tvoří např. ve vodných roztocích detergentů.
Stanovení molekulárních koloidů
Molekulární koloidy jsou vysokomolekulární sloučeniny přírodního i syntetického původu. Molekulová hmotnost se může pohybovat od 10 000 do několika milionů. Molekulární fragmenty takových látek mají velikost koloidní částice. Samotné molekuly se nazývají makromolekuly.
Sloučeniny makromolekulárního typu, které podléhají ředění, se nazývají pravé, homogenní. V případě extrémního zředění se začnou řídit obecnými zákony pro zředěné formulace.
Získání koloidních roztoků molekulárního typu je poměrně jednoduchý úkol. Stačí, aby se suchá látka dostala do kontaktu s odpovídajícím rozpouštědlem.
Nepolární forma makromolekul se může rozpouštět v uhlovodících, zatímco polární forma se může rozpouštět v polárních rozpouštědlech. Příkladem posledně jmenovaného je rozpouštění různých proteinů v roztoku vody a soli.
Reverzibilní tyto látky se nazývají kvůli skutečnosti, že jejich vystavení odpařování s přidáním nových částí suchých zbytků způsobí, že molekulární koloidní částice získají formu roztoku. Proces jejich rozpouštění musí projít fází, ve které bobtná. Je to charakteristický znak, který odlišuje molekulární koloidy, nana pozadí jiných systémů diskutovaných výše.
V procesu bobtnání molekuly, které tvoří rozpouštědlo, pronikají do pevné tloušťky polymeru a tím oddělují makromolekuly. Ty druhé kvůli své velké velikosti začnou pomalu difundovat do roztoků. Externě to lze pozorovat se zvýšením objemové hodnoty polymerů.
Micelární zařízení
Micely koloidního systému a jejich struktura bude snazší studovat, pokud vezmeme v úvahu proces formování. Vezměme si jako příklad částici AgI. V tomto případě se během následující reakce vytvoří částice koloidního typu:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Molekuly jodidu stříbrného (AgI) tvoří prakticky nerozpustné částice, uvnitř kterých bude krystalová mřížka tvořena kationty stříbra a anionty jodu.
Výsledné částice mají zpočátku amorfní strukturu, ale poté, jak postupně krystalizují, získávají strukturu trvalého vzhledu.
Pokud vezmete AgNO3 a KI v jejich příslušných ekvivalentech, pak krystalické částice porostou a dosáhnou významných velikostí, které dokonce překročí velikost samotné koloidní částice, a pak rychle sraženina.
Pokud si vezmete některou z látek v přebytku, můžete si z ní uměle vyrobit stabilizátor, který se bude hlásit o stabilitě koloidních částic jodidu stříbrného. V případě nadměrného AgNO3roztok bude obsahovat více kladných iontů stříbra a NO3-. Je důležité vědět, že proces tvorby krystalových mřížek AgI se řídí Panet-Fajansovým pravidlem. Proto je schopen postupovat pouze za přítomnosti iontů tvořících tuto látku, které jsou v tomto roztoku reprezentovány kationty stříbra (Ag+).
Pozitivní ionty Argentum budou nadále dotvářeny na úrovni tvorby krystalové mřížky jádra, která je pevně zahrnuta ve struktuře micel a sděluje elektrický potenciál. Z tohoto důvodu se ionty, které se používají k dokončení konstrukce jaderné mřížky, nazývají ionty určující potenciál. Při tvorbě koloidní částice – micel – existují další znaky, které určují ten či onen průběh procesu. Zde však bylo vše zváženo na příkladu se zmínkou o nejdůležitějších prvcích.
Některé koncepty
Pojem koloidní částice úzce souvisí s adsorpční vrstvou, která vzniká současně s ionty potenciál určujícího typu při adsorpci celkového množství protiiontů.
Granule je struktura tvořená jádrem a adsorpční vrstvou. Má elektrický potenciál stejného znaménka jako E-potenciál, ale jeho hodnota bude menší a závisí na počáteční hodnotě protiiontů v adsorpční vrstvě.
Koagulace koloidních částic je proces zvaný koagulace. V rozptýlených systémech vede k tvorbě malých částicvětší. Proces je charakterizován soudržností mezi malými strukturálními složkami za vzniku koagulačních struktur.
