V přírodě nejsou žádné čisté prvky. V podstatě jsou to všechny směsi. Mohou být naopak heterogenní nebo homogenní. Vznikají z látek ve stavu agregace, čímž vzniká určitý disperzní systém, ve kterém jsou různé fáze. Kromě toho směsi obvykle obsahují disperzní médium. Jeho podstata spočívá v tom, že je považován za prvek s velkým objemem, ve kterém je distribuována nějaká látka. V disperzním systému jsou fáze a médium umístěny tak, že mezi nimi jsou částice rozhraní. Proto se nazývá heterogenní nebo heterogenní. Vzhledem k tomu je velmi důležité působení povrchu, nikoli částic jako celku.
Klasifikace disperzního systému
Fáze, jak víte, je reprezentována látkami, které mají různé skupenství. A tyto prvky jsou rozděleny do několika typů. Stav agregace dispergované fáze závisí na kombinaciprostředí, výsledkem je 9 typů systémů:
- Plyn. Tekutý, pevný a dotyčný prvek. Homogenní směs, mlha, prach, aerosoly.
- Kapalná disperzní fáze. Plyn, pevná látka, voda. Pěny, emulze, soly.
- Pevná disperzní fáze. Kapalina, plyn a látka uvažovaná v tomto případě. Půda, znamená v medicíně nebo kosmetice, skály.
Velikost dispergovaného systému je zpravidla určena velikostí fázových částic. Existuje následující klasifikace:
- hrubé (zavěšení);
- tenký (koloidní a pravá řešení).
Částice disperzního systému
Při zkoumání hrubých směsí lze pozorovat, že částice těchto sloučenin ve struktuře lze vidět pouhým okem, protože jejich velikost je větší než 100 nm. Suspenze zpravidla označují systém, ve kterém je dispergovaná fáze oddělitelná od média. Jsou totiž považovány za neprůhledné. Suspenze se dělí na emulze (nerozpustné kapaliny), aerosoly (jemné částice a pevné látky), suspenze (pevné ve vodě).
Koloidní látka je cokoli, co má tu vlastnost, že je v ní rovnoměrně rozptýlen jiný prvek. To znamená, že je přítomen, nebo spíše je součástí dispergované fáze. Jedná se o stav, kdy je jeden materiál zcela rozložen v druhém, respektive v jeho objemu. V příkladu mléka je tekutý tuk dispergován ve vodném roztoku. V tomto případě je menší molekula v rámci 1nanometr a 1 mikrometr, díky čemuž je pro optický mikroskop neviditelný, když se směs stane homogenní.
To znamená, že žádná část roztoku nemá větší nebo menší koncentraci dispergované fáze než kterákoli jiná. Dá se říci, že je koloidní povahy. Větší z nich se nazývá spojitá fáze nebo disperzní médium. Protože se jeho velikost a distribuce nemění a příslušný prvek je na něm rozmístěn. Typy koloidů zahrnují aerosoly, emulze, pěny, disperze a směsi nazývané hydrosoly. Každý takový systém má dvě fáze: disperzní a spojitou fázi.
Koloidy podle historie
Intenzivní zájem o takové látky byl na počátku 20. století přítomen ve všech vědách. Einstein a další vědci pečlivě studovali jejich vlastnosti a aplikace. V té době byla tato nová vědní oblast přední oblastí výzkumu pro teoretiky, výzkumníky a výrobce. Po vrcholu zájmu do roku 1950 výzkum koloidů výrazně upadl. Je zajímavé poznamenat, že od nedávného objevení se mikroskopů s vyšším výkonem a „nanotechnologií“(studium objektů určitého malého rozsahu), došlo k obnovení vědeckého zájmu o studium nových materiálů.
Více o těchto látkách
V přírodě i v umělých roztocích jsou pozorovány prvky, které mají koloidní vlastnosti. Například majonéza, kosmetické mléko a lubrikanty jsou typy umělých emulzí a mléko je podobnésměs vyskytující se v přírodě. Koloidní pěny zahrnují šlehačku a pěnu na holení, zatímco jedlé položky zahrnují máslo, marshmallows a želé. Kromě potravin existují tyto látky ve formě určitých slitin, barev, inkoustů, detergentů, insekticidů, aerosolů, polystyrenu a pryže. Dokonce i krásné přírodní objekty, jako jsou mraky, perly a opály, mají koloidní vlastnosti, protože v nich je rovnoměrně distribuována jiná látka.
Získávání koloidních směsí
Zvětšením malých molekul na rozsah 1 až 1 mikrometr nebo zmenšením velkých částic na stejnou velikost. Lze získat koloidní látky. Další výroba závisí na typu použitých prvků v disperzní a kontinuální fázi. Koloidy se chovají jinak než běžné kapaliny. A to je pozorováno na transportních a fyzikálně-chemických vlastnostech. Membrána může například umožnit průchod skutečnému roztoku s pevnými molekulami připojenými k molekulám kapaliny. Zatímco koloidní látka, která má pevnou látku rozptýlenou v kapalině, bude napnuta membránou. Parita distribuce je rovnoměrná až do bodu mikroskopické rovnosti v mezeře přes celý druhý prvek.
Skutečná řešení
Koloidní disperze je reprezentována jako homogenní směs. Prvek se skládá ze dvou systémů: kontinuální a disperzní fáze. To naznačuje, že tento případ souvisípravé roztoky, protože přímo souvisejí s výše uvedenou směsí sestávající z několika látek. V koloidu má druhý strukturu drobných částic nebo kapiček, které jsou rovnoměrně rozmístěny v prvním. Od 1 nm do 100 nm je velikost tvořící dispergovanou fázi, nebo spíše částice, alespoň v jednom rozměru. V tomto rozsahu jsou dispergovanou fází homogenní směsi s uvedenými velikostmi, můžeme jmenovat přibližné prvky odpovídající popisu: koloidní aerosoly, emulze, pěny, hydrosoly. Podstatně ovlivněné chemickým složením povrchu jsou částice nebo kapičky přítomné v příslušných formulacích.
Koloidní roztoky a systémy
Je třeba vzít v úvahu skutečnost, že velikost dispergované fáze je v systému těžko měřitelná proměnná. Řešení se někdy vyznačují svými vlastními vlastnostmi. Pro snazší vnímání indikátorů složení se jim koloidy podobají a vypadají téměř stejně. Pokud má například tekutou, pevnou formu. V důsledku toho částice neprojdou membránou. Zatímco ostatní složky, jako jsou rozpuštěné ionty nebo molekuly, jsou schopny jím projít. Pokud je to jednodušší na analýzu, ukáže se, že rozpuštěné složky projdou membránou a koloidní částice s uvažovanou fází nemohou.
Vznik a mizení barevných charakteristik
Vzhledem k Tyndallovu efektu jsou některé z těchto látek průsvitné. Ve struktuře prvku je to rozptyl světla. Dodávají se další systémy a formulaceněkteré odstíny nebo dokonce neprůhledné s určitou barvou, i když některé nejsou světlé. Mnoho známých látek, včetně másla, mléka, smetany, aerosolů (mlha, smog, kouř), asf altu, barev, barev, lepidla a mořské pěny, jsou koloidy. Tento obor zavedl v roce 1861 skotský vědec Thomas Graham. V některých případech lze koloid považovat za homogenní (nikoli heterogenní) směs. Je to proto, že rozlišení mezi „rozpuštěnou“a „zrnitou“hmotou může být někdy otázkou přístupu.
Hydrokoloidní typy látek
Tato složka je definována jako koloidní systém, ve kterém jsou částice rozptýleny ve vodě. Hydrokoloidní prvky mohou v závislosti na množství kapaliny nabývat různých stavů, například gel nebo sol. Jsou nevratné (jednosložkové) nebo reverzibilní. Například agar, druhý typ hydrokoloidu. Může existovat ve stavu gelu a solu a střídat se mezi stavy s přidaným nebo odebraným teplem.
Mnoho hydrokoloidů pochází z přírodních zdrojů. Například karagenan se získává z řas, želatina je z hovězího tuku a pektin je z citrusové kůry a jablečných výlisků. Hydrokoloidy se v potravinách používají hlavně k ovlivnění textury nebo viskozity (omáčka). Používá se také pro péči o pokožku nebo jako hojivý prostředek po zranění.
Základní charakteristiky koloidních systémů
Z této informace lze vidět, že koloidní systémy jsou podsekcí rozptýlené koule. Mohou to být zase řešení (soly)nebo gely (želé). Ty první jsou ve většině případů vytvořeny na základě živé chemie. Ty se tvoří pod sedimenty, které vznikají při koagulaci solů. Roztoky mohou být vodné s organickými látkami, se slabými nebo silnými elektrolyty. Velikost částic dispergované fáze koloidů je od 100 do 1 nm. Nejsou vidět pouhým okem. V důsledku usazování je obtížné oddělit fázi a médium.
Klasifikace podle typů částic dispergované fáze
Multimolekulární koloidy. Když se při rozpouštění atomy nebo menší molekuly látek (o průměru menším než 1 nm) spojí dohromady a vytvoří částice podobné velikosti. V těchto solech je dispergovaná fáze struktura, která se skládá z agregátů atomů nebo molekul s molekulovou velikostí menší než 1 nm. Například zlato a síra. V těchto koloidech jsou částice drženy pohromadě van der Waalsovými silami. Obvykle mají lyofilní charakter. To znamená významnou interakci částic.
Koloidy s vysokou molekulovou hmotností. Jde o látky, které mají velké molekuly (tzv. makromolekuly), které po rozpuštění tvoří určitý průměr. Takové látky se nazývají makromolekulární koloidy. Tyto prvky tvořící disperzní fázi jsou typicky polymery s velmi vysokou molekulovou hmotností. Přírodní makromolekuly jsou škrob, celulóza, bílkoviny, enzymy, želatina atd. Mezi umělé patří syntetické polymery jako nylon, polyethylen, plasty, polystyren atd.e. Obvykle jsou lyofobní, což v tomto případě znamená slabou interakci částic.
Přidružené koloidy. Jsou to látky, které se po rozpuštění v médiu chovají jako normální elektrolyty v nízké koncentraci. Jsou to ale koloidní částice s větší enzymatickou složkou složek v důsledku tvorby agregovaných prvků. Takto vytvořené agregované částice se nazývají micely. Jejich molekuly obsahují jak lyofilní, tak lyofobní skupiny.
Micely. Jsou to shluky nebo agregované částice vytvořené asociací koloidu v roztoku. Běžnými příklady jsou mýdla a detergenty. K tvorbě dochází nad určitou Kraftovou teplotou a nad určitou kritickou micelizační koncentrací. Jsou schopny tvořit ionty. Micely mohou obsahovat až 100 molekul i více, typickým příkladem je například stearát sodný. Když se rozpustí ve vodě, uvolňuje ionty.
