L'argomento principale di questo articolo sarà una particella colloidale. Qui considereremo il concetto di soluzione colloidale e micelle. E anche conoscere la principale diversità di specie di particelle legate al colloidale. Soffermiamoci separatamente sulle varie caratteristiche del termine oggetto di studio, alcuni singoli concetti e molto altro.
Introduzione
Il concetto di particella colloidale è strettamente correlato a varie soluzioni. Insieme, possono formare una varietà di sistemi microeterogenei e dispersi. Le particelle che formano tali sistemi di solito variano in dimensioni da uno a cento micron. Oltre alla presenza di una superficie con confini nettamente separati tra il mezzo disperso e la fase, le particelle colloidali sono caratterizzate dalla proprietà di bassa stabilità e le soluzioni stesse non possono formarsi spontaneamente. La presenza di un'ampia varietà nella struttura della struttura interna e nelle dimensioni provoca la creazione di un gran numero di metodi per ottenere le particelle.
Il concetto di sistema colloidale
Nelle soluzioni colloidali, le particelle in tutte le lorogli aggregati formano sistemi di tipo disperso, intermedi tra le soluzioni, che si definiscono veri e grossolani. In queste soluzioni, gocce, particelle e persino bolle che formano la fase dispersa hanno dimensioni da uno a mille nm. Sono distribuiti nello spessore del mezzo disperso, di regola, continui, e differiscono dal sistema originario per composizione e/o stato di aggregazione. Per comprendere meglio il significato di tale unità terminologica, è meglio considerarla sullo sfondo dei sistemi che forma.
Definisci proprietà
Tra le proprietà delle soluzioni colloidali si possono determinare le principali:
- Le particelle in formazione non interferiscono con il passaggio della luce.
- I colloidi trasparenti hanno la capacità di disperdere i raggi luminosi. Questo fenomeno è chiamato effetto Tyndall.
- La carica di una particella colloidale è la stessa per i sistemi dispersi, per cui non possono presentarsi in soluzione. Nel moto browniano, le particelle disperse non possono precipitare, il che è dovuto al loro mantenimento in uno stato di volo.
Tipi principali
Unità di classificazione di base delle soluzioni colloidali:
- Una sospensione di particelle solide nei gas è chiamata fumo.
- Una sospensione di particelle liquide nei gas è chiamata nebbia.
- Da piccole particelle di tipo solido o liquido, sospese in un mezzo gassoso, si forma un aerosol.
- Una sospensione di gas in liquidi o solidi è chiamata schiuma.
- L'emulsione è una sospensione liquida in un liquido.
- Sol è un sistema dispersotipo ultramicroeterogeneo.
- Gel è una sospensione di 2 componenti. Il primo crea una struttura tridimensionale, i cui vuoti verranno riempiti con vari solventi a basso peso molecolare.
- Una sospensione di particelle di tipo solido in liquidi è chiamata sospensione.
In tutti questi sistemi colloidali, le dimensioni delle particelle possono variare notevolmente a seconda della loro natura di origine e stato di aggregazione. Ma nonostante un numero così diversificato di sistemi con strutture diverse, sono tutti colloidali.
Diversità delle specie di particelle
Le particelle primarie con dimensioni colloidali si suddividono nelle seguenti tipologie a seconda del tipo di struttura interna:
- Suspensoidi. Sono anche chiamati colloidi irreversibili, che non sono in grado di esistere da soli per lunghi periodi di tempo.
- Colloidi di tipo micellare, o, come vengono anche chiamati, semicolloidi.
- Colloidi di tipo reversibile (molecolari).
I processi di formazione di queste strutture sono molto diversi, il che complica il processo di comprensione delle stesse a livello dettagliato, a livello di chimica e fisica. Le particelle colloidali, da cui si formano questi tipi di soluzioni, hanno forme e condizioni estremamente diverse per il processo di formazione di un sistema integrale.
Determinazione dei suspensoidi
I suspensoidi sono soluzioni con elementi metallici e le loro variazioni sotto forma di ossido, idrossido, solfuro e altri sali.
Tuttile particelle costituenti le suddette sostanze hanno un reticolo cristallino molecolare o ionico. Formano una fase di un tipo disperso di sostanza - un suspensoide.
Una caratteristica distintiva che permette di distinguerle dalle sospensioni è la presenza di un indice di dispersione più elevato. Ma sono interconnessi dalla mancanza di un meccanismo di stabilizzazione per la dispersione.
L'irreversibilità dei suspensoidi è spiegata dal fatto che il sedimento del processo della loro vaporizzazione non consente a una persona di ottenere nuovamente sol creando un contatto tra il sedimento stesso e il mezzo disperso. Tutti i suspensoidi sono liofobici. In tali soluzioni sono chiamate particelle colloidali legate a metalli e derivati del sale che sono stati frantumati o condensati.
Il metodo di produzione non è diverso dai due modi in cui vengono sempre creati i sistemi dispersi:
- Ottenere per dispersione (macinazione di grandi corpi).
- Il metodo di condensazione delle sostanze ioniche e disciolte molecolari.
Determinazione dei colloidi micellari
I colloidi micellari sono anche indicati come semicolloidi. Le particelle da cui sono create possono sorgere se c'è un livello sufficiente di concentrazione di molecole di tipo anfifilico. Tali molecole possono formare solo sostanze a basso peso molecolare associandole in un aggregato di una molecola - una micella.
Le molecole di natura anfifila sono strutture costituite da un radicale idrocarburico con parametri e proprietà simili a un solvente non polare e un gruppo idrofilo, chechiamato anche polare.
Le micelle sono agglomerati specifici di molecole regolarmente distanziate che sono tenute insieme prevalentemente attraverso l'uso di forze dispersive. Le micelle si formano, ad esempio, in soluzioni acquose di detersivi.
Determinazione dei colloidi molecolari
I colloidi molecolari sono composti altamente molecolari di origine sia naturale che sintetica. Il peso molecolare può variare da 10.000 a diversi milioni. I frammenti molecolari di tali sostanze hanno le dimensioni di una particella colloidale. Le molecole stesse sono chiamate macromolecole.
I composti di tipo macromolecolare soggetti a diluizione sono detti veri, omogenei. Essi, in caso di diluizione estrema, iniziano a obbedire alla serie generale di leggi per le formulazioni diluite.
Ottenere soluzioni colloidali di tipo molecolare è un compito abbastanza semplice. È sufficiente mettere in contatto la sostanza secca e il corrispondente solvente.
La forma non polare delle macromolecole può dissolversi negli idrocarburi, mentre la forma polare può dissolversi nei solventi polari. Un esempio di quest'ultimo è la dissoluzione di varie proteine in una soluzione di acqua e sale.
Reversibili queste sostanze sono dette per il fatto che sottoporle ad evaporazione con l'aggiunta di nuove porzioni di residui secchi, le particelle colloidali molecolari prendono la forma di una soluzione. Il processo del loro scioglimento deve passare attraverso una fase in cui si gonfia. È una caratteristica che distingue i colloidi molecolari, susullo sfondo di altri sistemi discussi sopra.
Nel processo di rigonfiamento, le molecole che formano il solvente penetrano nello spessore solido del polimero e quindi allontanano le macromolecole. Questi ultimi, a causa delle loro grandi dimensioni, iniziano a diffondersi lentamente in soluzioni. Esternamente, questo può essere osservato con un aumento del valore volumetrico dei polimeri.
Dispositivo micellare
Le micelle del sistema colloidale e la loro struttura saranno più facili da studiare se consideriamo il processo di formazione. Prendiamo come esempio una particella AgI. In questo caso si formeranno particelle di tipo colloidale durante la seguente reazione:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Le molecole di ioduro d'argento (AgI) formano particelle praticamente insolubili, all'interno delle quali il reticolo cristallino sarà formato da cationi d'argento e anioni di iodio.
Le particelle risultanti inizialmente hanno una struttura amorfa, ma poi, man mano che si cristallizzano, acquisiscono una struttura di aspetto permanente.
Se prendi AgNO3 e KI nei rispettivi equivalenti, le particelle cristalline cresceranno e raggiungeranno dimensioni significative, superando anche le dimensioni della particella colloidale stessa, e quindi rapidamente precipitato.
Se prendi una delle sostanze in eccesso, puoi ricavarne artificialmente uno stabilizzante, che riferirà sulla stabilità delle particelle colloidali di ioduro d'argento. In caso di eccessivo AgNO3la soluzione conterrà più ioni argento positivi e NO3-. È importante sapere che il processo di formazione dei reticoli cristallini AgI obbedisce alla regola di Panet-Fajans. Pertanto, è in grado di procedere solo in presenza di ioni che compongono questa sostanza, che in questa soluzione sono rappresentati da cationi d'argento (Ag+).
Gli ioni Argentum positivi continueranno a essere completati a livello di formazione del reticolo cristallino del nucleo, che è saldamente incluso nella struttura micellare e comunica il potenziale elettrico. È per questo motivo che gli ioni utilizzati per completare la costruzione del reticolo nucleare sono chiamati ioni potenziali. Durante la formazione di una particella colloidale - le micelle - ci sono altre caratteristiche che determinano l'uno o l' altro corso del processo. Tuttavia, tutto è stato considerato qui utilizzando un esempio con la menzione degli elementi più importanti.
Alcuni concetti
Il termine particella colloidale è strettamente correlato allo strato di adsorbimento, che si forma simultaneamente con ioni di tipo determinante il potenziale, durante l'adsorbimento della quantità totale di controioni.
Un granulo è una struttura formata da un nucleo e da uno strato di adsorbimento. Ha un potenziale elettrico dello stesso segno del potenziale E, ma il suo valore sarà più piccolo e dipenderà dal valore iniziale dei controioni nello strato di adsorbimento.
La coagulazione delle particelle colloidali è un processo chiamato coagulazione. Nei sistemi dispersi porta alla formazione di piccole particellequelli più grandi. Il processo è caratterizzato dalla coesione tra piccoli componenti strutturali per formare strutture coagulative.
