KOLLOIDI: OMINAISUUDET, TYYPIT, SOVELLUKSET, ESIMERKIT - KEMIA - 2026

Kolloidit ovat seokset, joissa pieniä liukenemattomia hiukkasia (kutsutaan dispergoituneen faasin) on jaettu suspendoidaan jatkuva dispergointi- väliainetta (tai nestefaasissa). Dispergoidun faasin hiukkaset, kuten dispergointifaasin hiukkaset, voivat olla luonteeltaan kaasumaisia, nestemäisiä tai kiinteitä.

Esimerkkejä kolloideista ovat sumu, jossa dispergoiva väliaine on ilma ja dispergoitunut faasi on mikroskooppisia vesipisaroita. Ilmeinen tapaus olisi mehu, dispergointiväliaine on vesi ja dispergointifaasi mineraalit, vitamiinit, hydraatit jne.

Pilvet ovat esimerkkejä kaasumaisista kolloideista, koska ne sisältävät ilmassa suspendoituneita mikroskooppisia tippoja tai vesikiteitä. Lähde: pexels.com

Dispergoituneiden faasihiukkasten säde on välillä 0,001 um - 0,1 um (1 nm aallonpituudella 1000 nm). Tämä säde on niin pieni, että sen sedimentaatio on hyvin pieni, minkä vuoksi kolloideja pidetään vakaina seoksina; vaikka niillä on taipumus olla sameita.

Kolloideilla on joukko omia ominaisuuksia, kuten Tyndall-efekti. Tämä koostuu siitä, että dispergoidun faasin hiukkaset kykenevät sirottamaan valoa kaikkiin suuntiin.

Kolloidit luokitellaan hydrofiilisiksi ja hydrofobisiksi niiden vesiaffiniteetin vuoksi. Näistä lisäksi heille on olemassa seuraava luokittelu: emulsio, kiinteä emulsio, sooli, geeli, vaahto, kiinteä vaahto, nestemäinen aerosoli ja kiinteä aerosoli.

Kolloidien ominaisuudet

Sävellys

Kaikki kaasun, nestemäisen ja kiinteän aineen yhdistelmät voivat aiheuttaa kolloideja; lukuun ottamatta kaasuseoksia, jotka muodostavat todellisia ratkaisuja. Se, muodostaako seos kolloidisen dispersion tai suspension, riippuu hiukkasten koosta, jota voidaan pitää analogisena liukenevan aineen kanssa.

adsorptio

Koska kolloidiset hiukkaset ovat hienojakoisia, seuraa, että niiden pinta-ala on erittäin suuri. Tämä aiheuttaa kolloidisten hiukkasten adsorboimaan ioneja, samoin kuin kaasuja, nesteitä ja kiinteitä aineita.

elektroforeesi

Kolloidiset hiukkaset ovat yleensä sähköisesti varautuneita; tällainen on proteiinien ja nukleiinihappojen tapaus. Siksi nämä makromolekyylit voivat liikkua sähkökentässä kohti anodia tai katodia, niiden sähkövarauksesta riippuen.

dialyysi

Kolloidisilla hiukkasilla on säde, joka estää niitä kulkemasta dialyysikalvojen huokosten läpi, jolloin ne voidaan erottaa muista pienemmistä suspendoituneista hiukkasista. Tätä ominaisuutta käytetään epätoivottujen aineiden poistamiseen kolloidisuspensioista.

Brownin liike

Kolloidisille hiukkasille annetaan satunnainen värähtelyliike kaikkiin suuntiin, toisin sanoen Brownin liike. Tämä ominaisuus myötävaikuttaa siihen, että hiukkaset eivät laskeudu ja että kolloidisten suspensioiden homogeenisuus ja stabiilisuus säilyvät.

Tyndall-vaikutus

Suspensiossa olevat kolloidiset hiukkaset voivat hajottaa valoa kaikkiin suuntiin, mikä on ominaisuus, jota liuoksilla ei ole. Tästä syystä kolloidisen suspension läpi kulkevan valonsäteen tie voidaan havaita. Esimerkiksi valonsäde, joka valaisee sumua.

Kolloidityypit

Emulsio

Se on kolloidi, joka muodostuu kahden sekoittumattoman nesteen seoksesta; yksi muodostaa dispergoidun faasin ja toinen dispergoivan faasin. Se on tyypillisesti öljy-vesiseos.

Kiinteä emulsio

Se on tyyppi kolloidi, jossa sen dispergoitunut faasi on kiinteä ja sen faasi tai dispergointiväliaine on neste.

Vaahto

Se on tyyppi kolloidi, jossa dispergoitunut faasi on kaasu, joka muodostaa kuplia, jota ympäröi dispergointifaasi, joka on neste.

Olutvaahto on esimerkki vaahtotyyppisestä kolloidista, jossa nestemäinen faasi on olutneste ja dispergoitunut faasi ovat ilmakuplia Lähde: Engin Akyurt Pexelsin kautta.

Kiinteä vaahto

Dispergoitu faasi on kaasu ja dispergoiva faasi tai väliaine on kiinteä aine. Tämän tyyppistä kolloidia tuotetaan leivän ja juuston valmistuksessa.

Auringot ja geelit

Se on kolloidinen järjestelmä, jossa dispergoiva faasi on kiinteä ja dispergoitu faasi on rypäleiden muodossa oleva neste. Soolin kondensoituminen tai hydrolyysi tuottaa geelin, joka muodostaa kiinteän aineen, joka on täytetty nesteellä.

Geelien sanotaan olevan tiheydeltään samanlaisia ​​kuin nesteet, mutta niiden rakenne muistuttaa kiinteiden aineiden rakennetta.

Nestemäinen aerosoli

Se on tyyppi kolloidi, jossa dispergoitu faasi on neste ja dispergoiva faasi tai väliaine on kaasu.

Kiinteä suihke

Se on kolloidinen järjestelmä, jossa dispergoitu faasi on kiinteä ja dispergoiva faasi tai väliaine on kaasu.

Sovellukset

biologinen

Kolloideja on läsnä elävien olentojen soluissa. Auringon ja geelin muodossa ne muodostavat sytoplasman ja ytimen. Siksi elämää pidetään kolloidien läsnäolon ilmaisuna.

teollinen

Kolloideja käytetään maaleissa, muoveissa, maatalouden hyönteismyrkkyissä, musteissa, sementeissä, saippuissa, voiteluaineissa, pesuaineissa, liimoissa sekä monissa elintarvikkeissa.

Maalit koostuvat kolloidisista pigmenteistä, jotka on dispergoitu nestemäisiin liuottimiin ja jotka pystyvät muodostamaan stabiilin kiinteän kalvon maalin kuivumisen yhteydessä.

Sanomalehtien painamisessa käytetty muste on valmistettu kolloidisesta mustasta hiilestä öljyssä. Samaan aikaan kynien muste koostuu geelityyppisistä kolloideista.

lääke-

Kolloidisia liuoksia käytetään plasman tilavuuden lisäämiseen potilailla, joilla on postoperatiivinen hypovolemia. Hopeakolloideja käytetään antibiootteina, jotka inaktivoivat entsyymit bakteereissa, sienissä ja viruksissa. Kuprakolloideilla havaitaan olevan syöpää estävä vaikutus. Samoin elohopeakolloideilla on antisifiilisyysvaikutus.

Kolloidit ovat osa lääkeaineen jakelu- ja kuljetusmekanismeja, kuten hydrogeelit, mikroemulsioonit, liposomit, misellit, nanohiukkaset ja nanokiteet.

lattiat

Maaperän pääasialliset kolloidiset komponentit ovat mineraalisedimentit, jotka ovat savea ja humusa. Maaperän kolloideilla on tärkeä rooli kasvien tarvittavien mineraalien, etenkin Ca ²⁺, Mg ²⁺ ja K ^+, varastoinnissa ja vaihdossa.

Sakeutusaineet

Kolloidit antavat keskipitkän toivotut virtausominaisuudet hammastahnoille, voiteille, voiteluaineille jne. Tarjoamalla niille vaiheidensa stabiloinnin ja ylläpidon.

elintarvikkeet

Kolloideja voidaan pitää elintarvikkeissa kaikkialla, koska niitä on läsnä melkein kaikissa. Esimerkiksi munavalko on soolin kaltainen kolloidi, joka koostuu pitkäketjuisista proteiinimolekyyleistä, jotka ovat haavoittuneet tiiviisti vedysidosten takia.

Munavalkuaan kuumentamalla rikotaan proteiinisidokset ja kolloidisooli muuttuu hydrogeeliksi.

Esimerkkejä kolloideista

Kiinteä emulsio: juusto, voi ja hyytelö.

Emulsio: maito, kasvovoide ja majoneesi.

Vaahto: parranajovoide, kermavaahto ja olutvaahto.

Kiinteä vaahto: sieni, kumi ja hohkakivi.

Pohjat: raaka munavalkuainen, maali ja kiinalainen muste.

Geelit: paistettu munavalko, kuulakärkimuste ja gelatiini.

Nestemäinen aerosoli: sumu, sumu, pilviä ja kastetta.

Kiinteä aerosoli: savu, auton pakokaasut ja ilmassa olevat hiukkaset.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Law J., & Brar A. (15. joulukuuta 2019). Kolloideja. Kemia LibreTexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2020). Colloid. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
4. Charles Clay. (30. huhtikuuta 2018). Kolloidin ominaisuudet. Sciencing. Palautettu osoitteesta: sciencing.com
5. Kartio A. (1995). Kolloidien käyttö kliinisessä käytännössä. Brittiläinen sairaalan lääketieteellinen lehti, 54 (4), 155–159.
6. QuimiNet. (7. helmikuuta 2013). Kolloidiset liuokset ja niiden käyttö lääketieteessä. Palautettu osoitteesta: quiminet.com