Γιατί το κολλοειδές είναι ηλεκτρικά φορτισμένο;
1. Ιονισμός επιφανειακών μορίων:
* Διάσπαση λειτουργικών ομάδων: Πολλά κολλοειδή σωματίδια έχουν λειτουργικές ομάδες στην επιφάνεια τους (όπως οι ομάδες καρβοξυλίου, αμινο ή υδροξυλίου) που μπορούν να ιονιστούν σε διάλυμα. Αυτά τα ιόντα, είτε θετικά είτε αρνητικά φορτισμένα, δημιουργούν ένα συνολικό φορτίο στην επιφάνεια του σωματιδίου.
* υδρόλυση: Σε ορισμένες περιπτώσεις, η επιφάνεια του κολλοειδούς σωματιδίου μπορεί να αντιδράσει με μόρια νερού, οδηγώντας στην απελευθέρωση ιόντων πρωτονίων (Η+) ή υδροξειδίου (ΟΗ-), με αποτέλεσμα ένα φορτίο.
2. Προσρόφηση ιόντων:
* Προτιμησιακή προσρόφηση: Τα κολλοειδή σωματίδια συχνά έχουν υψηλότερη συγγένεια για ορισμένα ιόντα που υπάρχουν στο διάλυμα. Αυτή η προτιμησιακή προσρόφηση ιόντων μπορεί να οδηγήσει σε καθαρή φόρτιση στην επιφάνεια του σωματιδίου.
* επιφανειακή τάση: Η επιφάνεια ενός κολλοειδούς σωματιδίου έχει διαφορετική επιφανειακή τάση από το περιβάλλον υγρό. Αυτή η διαφορά μπορεί να προσελκύσει ιόντα από τη λύση, οδηγώντας σε συνολική φόρτιση στο σωματίδιο.
3. Ισομορφική αντικατάσταση:
* ελαττώματα πλέγματος: Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα ιόντα εντός του κρυσταλλικού πλέγματος του κολλοειδούς σωματιδίου μπορούν να αντικατασταθούν από ιόντα διαφορετικού φορτίου. Αυτή η αντικατάσταση μπορεί να οδηγήσει σε συνολική φόρτιση στο σωματίδιο.
Παραδείγματα:
* σωματίδια πηλού: Τα σωματίδια αργίλου έχουν συνήθως αρνητικό φορτίο λόγω του ιονισμού των υδροξυλομάδων στην επιφάνεια τους.
* πρωτεΐνες: Οι πρωτεΐνες μπορούν να φέρουν θετικό ή αρνητικό φορτίο ανάλογα με το ρΗ του διαλύματος και τη σύνθεση αμινοξέων της επιφάνειας τους.
* Οξείδια μετάλλων: Τα μεταλλικά οξείδια όπως το οξείδιο του σιδήρου (Fe2O3) συχνά προσροφούν ιόντα υδροξειδίου (OH-), δίνοντάς τους αρνητικό φορτίο.
Σημασία της χρέωσης:
Το φορτίο στα κολλοειδή σωματίδια είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθερότητά τους. Όπως οι χρεώσεις απωθείται ο ένας τον άλλον, εμποδίζοντας τα σωματίδια να συγκεντρώσουν και να εγκατασταθούν από το διάλυμα. Αυτό είναι απαραίτητο για το σχηματισμό και τη σταθερότητα πολλών σημαντικών κολλοειδών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένου του γάλακτος, του χρώματος και του αίματος.
Παράγοντες που επηρεάζουν τη χρέωση:
* ph: Το ρΗ του διαλύματος επηρεάζει σημαντικά τον βαθμό ιονισμού και προσρόφησης ιόντων, που μπορεί να επηρεάσει το φορτίο των κολλοειδών σωματιδίων.
* Ιονική δύναμη: Η συγκέντρωση των ηλεκτρολυτών στο διάλυμα μπορεί επίσης να επηρεάσει το φορτίο των κολλοειδών σωματιδίων ανταγωνίζοντας τα προσροφημένα ιόντα.
* Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό ιονισμού και προσρόφησης, οδηγώντας σε αλλαγές στο φορτίο των κολλοειδών σωματιδίων.
Συνολικά, το ηλεκτρικό φορτίο σε κολλοειδή σωματίδια είναι αποτέλεσμα διαφόρων σύνθετων αλληλεπιδράσεων μεταξύ των σωματιδίων και του περιβάλλοντος περιβάλλοντος. Αυτή η χρέωση είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθερότητα και τη συμπεριφορά των κολλοειδών συστημάτων.
