Non ci sono elementi in natura che siano puri. Fondamentalmente sono tutte miscele. Essi, a loro volta, possono essere eterogenei o omogenei. Sono formati da sostanze in stato di aggregazione, creando così un certo sistema di dispersione in cui sono presenti varie fasi. Inoltre, le miscele di solito contengono un mezzo di dispersione. La sua essenza sta nel fatto che è considerato un elemento con un grande volume in cui è distribuita una sostanza. In un sistema disperso, la fase e il mezzo si trovano in modo tale che vi siano particelle dell'interfaccia tra di loro. Pertanto, è chiamato eterogeneo o eterogeneo. In considerazione di ciò, l'azione della superficie, e non delle particelle nel loro insieme, è di grande importanza.
Classificazione dei sistemi dispersi
La fase, come sai, è rappresentata da sostanze che hanno uno stato diverso. E questi elementi sono divisi in diversi tipi. Lo stato di aggregazione della fase dispersa dipende dalla combinazione diambiente, risultando in 9 tipi di sistemi:
- Gas. Liquido, solido e l'elemento in questione. Miscela omogenea, nebbia, polvere, aerosol.
- Fase liquida dispersa. Gas, solido, acqua. Schiume, emulsioni, sol.
- Fase dispersa solida. Liquido, gas e la sostanza considerata in questo caso. Suolo, significa in medicina o cosmetici, rocce.
Di norma, la dimensione di un sistema disperso è determinata dalla dimensione delle particelle di fase. Esiste la seguente classificazione:
- grossolana (sospensioni);
- sottile (colloidale e soluzioni vere).
Particelle del sistema di dispersione
Quando si esaminano miscele grossolane, si può osservare che le particelle di questi composti nella struttura possono essere viste ad occhio nudo, poiché la loro dimensione supera i 100 nm. Le sospensioni, di norma, si riferiscono ad un sistema in cui la fase dispersa è separabile dal mezzo. Questo perché sono considerati opachi. Le sospensioni si dividono in emulsioni (liquidi insolubili), aerosol (particelle fini e solidi), sospensioni (solidi in acqua).
Una sostanza colloidale è qualsiasi cosa abbia la qualità di avere un altro elemento uniformemente disperso su di essa. Cioè è presente, o meglio, fa parte della fase dispersa. Questo è uno stato in cui un materiale è completamente distribuito in un altro, o meglio nel suo volume. Nell'esempio del latte, il grasso liquido viene disperso in una soluzione acquosa. In questo caso, la molecola più piccola è entro 1nanometro e 1 micrometro, rendendolo invisibile al microscopio ottico quando la miscela diventa omogenea.
Ovvero, nessuna parte della soluzione ha una concentrazione della fase dispersa maggiore o minore rispetto a qualsiasi altra. Possiamo dire che è di natura colloidale. Quello più grande è chiamato fase continua o mezzo di dispersione. Poiché le sue dimensioni e distribuzione non cambiano e l'elemento in questione è distribuito su di esso. I tipi di colloidi includono aerosol, emulsioni, schiume, dispersioni e miscele chiamate idrosol. Ciascuno di questi sistemi ha due fasi: una dispersa e una continua.
Colloidi per storia
Un intenso interesse per tali sostanze era presente in tutte le scienze all'inizio del XX secolo. Einstein e altri scienziati hanno studiato attentamente le loro caratteristiche e applicazioni. All'epoca, questo nuovo campo della scienza era l'area di ricerca principale per teorici, ricercatori e produttori. Dopo il picco di interesse fino al 1950, la ricerca sui colloidi è diminuita in modo significativo. È interessante notare che dal recente emergere dei microscopi di potenza superiore e delle "nanotecnologie" (lo studio di oggetti di una certa scala minuscola), c'è stato un rinnovato interesse scientifico per lo studio di nuovi materiali.
Ulteriori informazioni su queste sostanze
Ci sono elementi osservati sia in natura che in soluzioni artificiali che hanno proprietà colloidali. Ad esempio, la maionese, la lozione cosmetica e i lubrificanti sono tipi di emulsioni artificiali e il latte è simileuna miscela che si trova in natura. Le schiume colloidali includono panna montata e schiuma da barba, mentre gli articoli commestibili includono burro, marshmallow e gelatina. Oltre al cibo, queste sostanze esistono sotto forma di alcune leghe, vernici, inchiostri, detersivi, insetticidi, aerosol, polistirolo e gomma. Anche splendidi oggetti naturali come nuvole, perle e opali hanno proprietà colloidali perché hanno un' altra sostanza distribuita uniformemente attraverso di essi.
Ottenere miscele colloidali
Aumentando le piccole molecole nell'intervallo da 1 a 1 micrometro o riducendo le particelle grandi alla stessa dimensione. Si possono ottenere sostanze colloidali. L'ulteriore produzione dipende dal tipo di elementi utilizzati nelle fasi disperse e continue. I colloidi si comportano in modo diverso rispetto ai liquidi normali. E questo si osserva nel trasporto e nelle proprietà fisico-chimiche. Ad esempio, una membrana può consentire il passaggio di una vera soluzione con molecole solide attaccate a molecole liquide. Mentre una sostanza colloidale che ha un solido disperso attraverso un liquido sarà allungata dalla membrana. La parità della distribuzione è uniforme fino al punto di uguaglianza microscopica nello spazio vuoto sull'intero secondo elemento.
Soluzioni vere
La dispersione colloidale è rappresentata come una miscela omogenea. L'elemento è costituito da due sistemi: fase continua e dispersa. Ciò indica che questo caso è correlato asoluzioni vere, perché sono direttamente correlate alla suddetta miscela, costituita da più sostanze. In un colloide, il secondo ha la struttura di minuscole particelle o gocce, che sono distribuite uniformemente nel primo. Da 1 nm a 100 nm è la dimensione che costituisce la fase dispersa, o meglio le particelle, in almeno una dimensione. In questo intervallo, la fase dispersa è miscele omogenee con le dimensioni indicate, possiamo nominare elementi approssimativi che corrispondono alla descrizione: aerosol colloidali, emulsioni, schiume, idrosol. Sostanzialmente influenzate dalla composizione chimica della superficie sono le particelle o goccioline presenti nelle formulazioni in questione.
Soluzioni e sistemi colloidali
Si dovrebbe tener conto del fatto che la dimensione della fase dispersa è una variabile difficile da misurare nel sistema. Le soluzioni sono talvolta caratterizzate dalle proprie proprietà. Per facilitare la percezione degli indicatori delle composizioni, i colloidi li assomigliano e sembrano quasi uguali. Ad esempio, se ha una forma solida dispersa nel liquido. Di conseguenza, le particelle non passeranno attraverso la membrana. Mentre altri componenti come ioni disciolti o molecole sono in grado di attraversarlo. Se è più semplice da analizzare, risulta che i componenti disciolti passano attraverso la membrana e, con la fase considerata, le particelle colloidali non possono.
La comparsa e la scomparsa delle caratteristiche del colore
A causa dell'effetto Tyndall, alcune di queste sostanze sono traslucide. Nella struttura dell'elemento, è la dispersione della luce. Vengono forniti altri sistemi e formulazioniqualche sfumatura o addirittura essere opachi, di un certo colore, anche se alcuni non sono brillanti. Molte sostanze familiari, tra cui burro, latte, panna, aerosol (nebbia, smog, fumo), asf alto, vernici, pitture, colla e schiuma marina, sono colloidi. Questo campo di studio fu introdotto nel 1861 dallo scienziato scozzese Thomas Graham. In alcuni casi, un colloide può essere considerato come una miscela omogenea (non eterogenea). Questo perché la distinzione tra materia "disciolta" e "granulare" a volte può essere una questione di approccio.
Tipi idrocolloidi di sostanze
Questo componente è definito come un sistema colloidale in cui le particelle sono disperse nell'acqua. Gli elementi idrocolloidi, a seconda della quantità di liquido, possono assumere vari stati, ad esempio un gel o un sol. Sono irreversibili (monocomponenti) o reversibili. Ad esempio, l'agar, il secondo tipo di idrocolloide. Può esistere negli stati gel e sol e alternare tra gli stati con aggiunta o rimozione di calore.
Molti idrocolloidi derivano da fonti naturali. Ad esempio, la carragenina viene estratta dalle alghe, la gelatina dal grasso bovino e la pectina dalla scorza di agrumi e dalla sansa di mela. Gli idrocolloidi sono usati negli alimenti principalmente per influenzare la consistenza o la viscosità (salsa). Utilizzato anche per la cura della pelle o come agente curativo dopo un infortunio.
Caratteristiche essenziali dei sistemi colloidali
Da queste informazioni si può vedere che i sistemi colloidali sono una sottosezione della sfera dispersa. Essi, a loro volta, possono essere soluzioni (sols)o gel (gelatina). I primi sono nella maggior parte dei casi creati sulla base della chimica vivente. Questi ultimi si formano sotto i sedimenti che si formano durante la coagulazione dei sol. Le soluzioni possono essere acquose con sostanze organiche, con elettroliti deboli o forti. Le dimensioni delle particelle della fase dispersa dei colloidi vanno da 100 a 1 nm. Non possono essere visti ad occhio nudo. Come risultato della stabilizzazione, la fase e il mezzo sono difficili da separare.
Classificazione per tipi di particelle della fase dispersa
Colloidi multimolecolari. Quando, in dissoluzione, atomi o molecole più piccole di sostanze (aventi un diametro inferiore a 1 nm) si combinano tra loro per formare particelle di dimensioni simili. In questi sol, la fase dispersa è una struttura costituita da aggregati di atomi o molecole con una dimensione molecolare inferiore a 1 nm. Ad esempio, oro e zolfo. In questi colloidi, le particelle sono tenute insieme dalle forze di van der Waals. Di solito hanno un carattere liofilo. Ciò significa una significativa interazione tra le particelle.
Colloidi ad alto peso molecolare. Si tratta di sostanze che hanno grandi molecole (le cosiddette macromolecole), che, una volta disciolte, formano un certo diametro. Tali sostanze sono chiamate colloidi macromolecolari. Questi elementi formanti una fase dispersa sono tipicamente polimeri aventi pesi molecolari molto elevati. Le macromolecole naturali sono amido, cellulosa, proteine, enzimi, gelatina, ecc. Quelle artificiali includono polimeri sintetici come nylon, polietilene, plastica, polistirene, ecc.e. Di solito sono liofobici, il che significa in questo caso la debole interazione delle particelle.
Colloidi associati. Sono sostanze che, disciolte in un mezzo, si comportano come normali elettroliti a bassa concentrazione. Ma sono particelle colloidali con una maggiore componente enzimatica dei componenti dovuta alla formazione di elementi aggregati. Le particelle aggregate così formate sono dette micelle. Le loro molecole contengono sia gruppi liofili che liofobici.
Micelle. Sono particelle raggruppate o aggregate formate dall'associazione di un colloide in soluzione. Esempi comuni sono saponi e detersivi. La formazione avviene al di sopra di una certa temperatura di Kraft e al di sopra di una certa concentrazione critica di micellizzazione. Sono in grado di formare ioni. Le micelle possono contenere fino a 100 molecole o più, ad esempio lo stearato di sodio è un tipico esempio. Quando si dissolve in acqua, rilascia ioni.
