Κολλοειδή

Τα μικροσκοπικά, κατανεμημένα αδιάλυτα σωματίδια ενός υλικού που αιωρούνται σε ένα άλλο είναι κολλοειδή (κολλοειδή διαλύματα και κολλοειδή συστήματα). Τα σωματίδια που αιωρούνται σε ένα κολλοειδές ποικίλλουν σε μέγεθος από ένα έως χίλια νανόμετρα (10-9 μέτρα). Τα αιωρούμενα σωματίδια ενός συνδυασμού δεν πρέπει να βυθίζονται στον πυθμένα του δοχείου για να θεωρηθούν κολλοειδή.

Στην πυκνή ομίχλη, μερικές φορές, μπορεί να εμφανιστούν σταγονίδια νερού. Κολλοειδείς ουσίες όπως η ομίχλη βρίσκονται επίσης στην ατμόσφαιρα. Τα μόρια του νερού αφθονούν στην πυκνή ομίχλη. Με τον ίδιο τρόπο, είναι βέβαιο ότι θα έρθετε σε επαφή με πολλά κολλοειδή στην καθημερινή σας ζωή. Αυτό το άρθρο εστιάζει στις πολλές χρήσεις και ιδιότητες των κολλοειδών.

Επισκόπηση των κολλοειδών

Υπάρχουν δύο ουσίες σε έναν κολλοειδή συνδυασμό και η μία από αυτές έχει μικροσκοπικά σωματίδια. Είναι το μέσο διασποράς που συγκρατεί τη διεσπαρμένη φάση στη θέση της, ενώ η διεσπαρμένη φάση είναι το υλικό που συγκρατεί τη διασπαρμένη φάση στη θέση της. Το νερό (υγρό) είναι η διασκορπισμένη φάση στην ομίχλη, ενώ άλλα αέρια αποτελούν το μέσο διασποράς. Τα σωματίδια διάσπαρτης φάσης στα κολλοειδή είναι τόσο μικρά που δεν μπορούμε να τα δούμε με γυμνό μάτι.

Παραδείγματα κολλοειδών

Υπάρχουν πολλές κολλοειδείς λύσεις που μπορούν να βρεθούν στο περιβάλλον μας. Υπάρχουν πολλά κολλοειδή σε τρόφιμα, όπως κέικ, ψωμί, βούτυρο και παγωτό. Αυτό είναι μόνο ένα μικρό δείγμα των κολλοειδών που συνθέτουν το περιβάλλον.

Μοναδικά χαρακτηριστικά κολλοειδών

• Ένα κολλοειδές είναι ένα φευγαλέο παρασκεύασμα.
• Τα κολλοειδή σωματίδια είναι πολύ μικρά. Τα σωματίδια τους κυμαίνονται σε μέγεθος από ένα έως χίλια νανόμετρα.
• Τα κολλοειδή διαλύματα είναι πολύ σταθερά επειδή δεν καθιζάνουν αφού παραμείνουν αδιατάρακτα για μεγάλο χρονικό διάστημα.
• Δεν μπορούν να διαχωριστούν με φιλτράρισμα.
• Η φυγοκέντρηση είναι μια επιλογή για τον διαχωρισμό τους.
• Η κίνηση Brown μπορεί να παρατηρηθεί σε κολλοειδή σωματίδια.

Χρήσεις και οφέλη των κολλοειδών

Τα κολλοειδή είναι ζωτικής σημασίας λόγω της πανταχού παρουσίας τους στη φύση και στην καθημερινή μας ζωή. Μερικές από τις πιο σημαντικές χρήσεις των κολλοειδών συζητούνται στις ακόλουθες ενότητες.

Βιομηχανικές χρήσεις κολλοειδών

Φαρμακευτικά προϊόντα: Επειδή οι ιστοί του σώματος τους απορροφούν πιο εύκολα, τα κολλοειδή φάρμακα είναι πιο αποτελεσματικά.

Επεξεργασία λυμάτων: Τα κολλοειδή σωματίδια βρωμιάς, λάσπης και άλλων οργανικών υλικών έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Όταν το νερό των λυμάτων περνά πάνω από τις πλάκες με υψηλό δυναμικό, τα κολλοειδή σωματίδια πήζουν και η αιωρούμενη ύλη απομακρύνεται.

Καθαρισμός νερού: Η στυπτηρία και άλλοι ηλεκτρολύτες μπορεί να κατακρημνίσουν κολλοειδή ρύπους στο νερό. Τα αρνητικά φορτισμένα μολυσματικά κολλοειδή σωματίδια εξουδετερώνονται από ιόντα Al3+ και βυθίζονται στον πυθμένα, επιτρέποντας τη μετάγγιση καθαρού νερού.

Η ικανότητα του σαπουνιού να καθαρίζει επιφάνειες: Ένα κολλοειδές διάλυμα σαπουνιού έχει υψηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο. Προσροφώντας ή γαλακτωματοποιώντας το λιπαρό υλικό που έχει προσκολληθεί στο ύφασμα, εξαλείφει τα σωματίδια βρωμιάς.

Ο σχηματισμός των δέλτα: Κολλοειδή σωματίδια αργίλου, άμμου και μια σειρά άλλων πραγμάτων μπορεί να βρεθούν στο νερό του ποταμού. Το θαλασσινό νερό έχει μεγάλο αριθμό διαλυμένων ηλεκτρολυτών. Τα κολλοειδή σωματίδια στο νερό του ποταμού πήζουν και εγκαθίστανται στο σημείο επαφής όταν έρχονται σε επαφή με το αλμυρό νερό. Ως αποτέλεσμα, η στάθμη της κοίτης του ποταμού αυξάνεται, με αποτέλεσμα το νερό να ρέει προς διαφορετική κατεύθυνση, σχηματίζοντας τελικά ένα δέλτα.

Υετό καπνού: Τα προστατευτικά καπνού χρησιμοποιούνται για να κρύψουν πράγματα με θόλωση καπνού. Γενικά χρησιμοποιείται για την κάλυψη της κίνησης των στρατευμάτων, ένα προπέτασμα καπνού είναι επίσης ένα κολλοειδές σύστημα στο οποίο τα σωματίδια οξειδίου του τιτανίου διασκορπίζονται στον αέρα.

Μέθοδοι φωτογραφίας: Γυάλινες πλάκες, μεμβράνες κυτταρίνης ή χαρτί επικαλύπτονται με ένα κολλοειδές διάλυμα βρωμιούχου αργύρου σε ζελατίνη για να δημιουργηθούν ευαίσθητες πλάκες για φωτογραφία.

Ανθρωπογενής βροχή: Ο ψεκασμός κολλοειδούς σκόνης ή σωματιδίων άμμου με αντίθετα φορτία πάνω από ένα σύννεφο μπορεί να προκαλέσει τεχνητή βροχή. Αυτό συμβαίνει λόγω της εξουδετέρωσης και της πήξης των κολλοειδών σταγονιδίων νερού στο σύννεφο.

Κατασκευή καουτσούκ: Το λατέξ αποτελείται από σωματίδια καουτσούκ με αρνητικό φορτίο αιωρούμενα σε ένα κολλοειδές ρευστό. Η διαδικασία μπορεί να κάνει το καουτσούκ από λάτεξ πήξη. Τα επιμεταλλωμένα από καουτσούκ αντικείμενα δημιουργούνται χρησιμοποιώντας το επιμεταλλωμένο αντικείμενο από καουτσούκ ως άνοδο σε ένα διάλυμα επίστρωσης καουτσούκ και την εναπόθεση αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων καουτσούκ σε αυτό.

Παραδείγματα κολλοειδών στη φύση

Σωματίδια που είναι μικρότερα από το μήκος κύματος του φωτός προκαλούν τη διασπορά του φωτός. Το μπλε χρώμα του ουρανού προκαλείται από μικροσκοπικά σωματίδια στην ατμόσφαιρα που διασκορπίζουν το φως (σωματίδια σκόνης και νερού). Διασκορπισμένο μπλε φως φτάνει στο μάτι και φαίνεται ένας μπλε ουρανός στην αντανάκλασή του.

Λόγω του μικρότερου μεγέθους τους από το μήκος κύματος του φωτός, οι κολλοειδείς ρύποι στο θαλασσινό νερό διασκορπίζουν το μπλε φως. Το μπλε χρώμα του ωκεανού οφείλεται σε κολλοειδή που διασκορπίζουν το φως.

Η ομίχλη, η ομίχλη και η βροχή είναι κολλοειδή. Τα μικροσταγονίδια σχηματίζονται όταν η υγρασία στον αέρα συμπυκνώνεται σε σωματίδια σκόνης κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Όταν αυτά τα σταγονίδια συμπυκνώνονται ως ομίχλη ή ομίχλη λόγω της κολλοειδούς φύσης τους, επιπλέουν στον αέρα.

Εκατομμύρια μικροσκοπικά σταγονίδια νερού επιπλέουν στον αέρα σε σύννεφα, καθιστώντας τα ένα είδος αερολύματος (αεροζόλ). Όταν πρόκειται για σύννεφα, τα κολλοειδή είναι η απάντηση. Καθώς συμπυκνώνονται στην υψηλή ατμόσφαιρα, οι κολλοειδείς σταγόνες νερού μεγαλώνουν όλο και περισσότερο μέχρι να πέφτουν τελικά ως βροχή. Έχουν ρεύμα που ρέει μέσα τους. Η συμπύκνωση συμβαίνει όταν τα σωματίδια σκόνης υποβάλλονται σε θερμοκρασίες χαμηλότερες από το σημείο δρόσου τους. Περιστασιακά, πέφτει βροχή όταν συγκρούονται δύο τύποι σύννεφων.

Συμπέρασμα

Ένα κολλοειδές είναι ένας συνδυασμός μικροσκοπικών σωματιδίων μιας ουσίας που απλώνονται στο μέσο διασποράς μιας διαφορετικής ουσίας. Τα λιπαντικά, οι λοσιόν, οι οδοντόκρεμες και οι επικαλύψεις είναι μόνο μερικά από τα πολλά εμπορικά προϊόντα που χρησιμοποιούν κολλοειδή ως πηκτικά.

Επιπλέον, η ζωγραφική και η κατασκευή μελανιών βασίζεται σε κολλοειδή. Οι στυλό με ανταλλακτικά ballpoint χρησιμοποιούν μελάνι gel, το οποίο είναι ένα υγρό-στερεό κολλοειδές. Η πήξη που χρησιμοποιεί θειικά άλατα αργιλίου (στυπτηρία) και θειικά άλατα σιδήρου απομακρύνει τους αιωρούμενους ρύπους από το φυσικό νερό (θειικά άλατα σιδήρου).

Τα περισσότερα φάρμακα είναι κολλοειδή. Κολλοειδής χρυσός και ασβέστιο εγχέονται στο σώμα για να κρατήσουν τους μύες ζωντανούς. Τοπική οφθαλμική αλοιφή, Argyrol (silver sol). Άλλα κολλοειδή που χρησιμοποιούνται στην ιατρική περιλαμβάνουν λευκωματίνη, ετάμυλο και δεξτράνη.