Układ koloidalny (inaczej: koloid) to niejednorodna mieszanina składająca się z dwóch substancji – jedna faza jest rozproszona w drugiej, przy tym ta druga nazywa się przez to ośrodkiem rozpraszającym. Jest to przykład układu dyspersyjnego.
Układ koloidalny – charakterystyka
W układach koloidalnych wielkość cząstek fazy rozproszonej sprawia, że istotne są zarówno oddziaływania pomiędzy nią a fazą rozpraszającą, jak i oddziaływania wewnątrz obu faz. Według IUPAC (Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej) z koloidem mamy do czynienia w momencie, gdy rozmiary cząstek fazy rozproszonej bądź rozmiary nieciągłości układu koloidalnego zawierają się, przynajmniej w jednym kierunku, w przedziale od 1 nm do 1 µm. Charakterystyczne cechy układu koloidalnego:
- jest on niejednorodny, czyli heterogeniczny (poszczególne składniki można odróżnić gołym okiem lub z użyciem mikroskopu);
- cząsteczki fazy rozproszonej w ośrodku ciekłym lub gazowym przemieszczają się po nim tzw. ruchami Browna;
- cząsteczki fazy rozproszonej mają zdolność rozpraszania światła z jednoczesnym wytwarzaniem tzw. stożka świetlnego, co jest manifestacją efektu Tyndalla;
- cząsteczki koloidów podlegają zjawiskom elektrokinetycznym, np. elektroforezie – jeśli przemieszczają się w kierunku anody, odbywa się anaforeza, jeśli zaś w kierunku katody, miejsce ma kataforeza;
- cząsteczki koloidów mają zdolność do koagulacji, a więc łączenia się w większe zespoły czy skupiska.
Koloidy mogą dzielić się na hydrofilowe i hydrofobowe. Hydrofilowymi nazywa się układy molekularne, np. białka czy kwasy nukleinowe. Są trwałe dzięki istnieniu otoczki solwatacyjnej. Hydrofobowymi są natomiast np. sole srebra. Są trwałe dzięki siłom elektrostatycznego odpychania cząsteczek fazy rozproszonej.
Układ koloidalny – przykłady
Przykładowe koloidy w zależności od rodzaju ośrodka rozpraszającego i substancji rozproszonej:
- stal – ośrodkiem rozpraszającym jest ciało stałe, zaś fazą rozpraszaną jest również ciało stałe;
- masło – ośrodkiem rozpraszającym jest ciało stałe, zaś fazą rozpraszaną jest ciecz;
- błoto – ośrodkiem rozpraszającym jest ciecz, zaś fazą rozpraszaną jest ciało stałe;
- mleko – ośrodkiem rozpraszającym jest ciecz, zaś fazą rozpraszaną jest również ciecz;
- kurz – ośrodkiem rozpraszającym jest gaz, zaś fazą rozpraszaną jest ciecz;
- bita śmietana – ośrodkiem rozpraszającym jest ciecz, zaś fazą rozpraszaną jest gaz.
Z układami koloidalnymi każdy człowiek spotyka się na co dzień praktycznie przez cały czas. Takie koloidy mają dodatkowo swoje nazwy. Przykładowo gaz rozproszony w cieczy tworzący bitą śmietanę jest pianą, natomiast ciecz rozproszona w cieczy tworząca mleko jest emulsją. W ten sam sposób wymienia się: zol, żel, aerozol ciekły bądź stały i wiele innych.
Układ koloidalny odwracalny i nieodwracalny
W niektórych przypadkach zachodzi zjawisko koagulacji. To proces podlegający na łączeniu się pojedynczych cząstek substancji rozproszonej w większe skupienia, czyli tzw. agregaty. Następnie wypadają one z układu w postaci osadu. Konsekwencją jest zniszczenie układu koloidalnego. W zależności od tego wyróżnia się układy koloidalne:
- odwracalne – po koagulacji istnieje możliwość odwrócenia tego procesu. Przykładem jest skoagulowanie białka jajka, które może powrócić do formy zolu po dodaniu do niego chlorku sodu i rozcieńczeniu wodą;
- nieodwracalne – po zajściu koagulacji układ zostaje trwale zniszczony i nie ma już możliwości przywrócenia jego pierwotnego stanu. Przykładem jest denaturacja koloidów białkowych pod wpływem wysokich temperatur (np. gotując jajka lub smażąc je na rozgrzanej patelni), co wywołuje zniszczenie ich struktury II-, III- i IV-rzędowej.
Warto zaznaczyć, że na trwałość koloidów wpływają czynniki takie jak obecność otoczki solwatacyjnej, obecność powierzchniowego ładunku elektrycznego czy wielkość cząstek rozproszonych.
Polecane produkty:
|
Spirulina 100% naturalna
Spirulina platensis - alga o niebiesko-zielonej barwie. Dostarcza kompleks niezwykle ważnych składników odżywczych takich jak m.in. białko, witaminy, minerały, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Wspomaga regulację metabolizmu … Zobacz więcej... |
|
Spirulina + Chlorella – naturalne oczyszczanie organizmu
Spirulina i Chlorella to naturalny produkt, który dostarcza witaminy, minerały, a także inne niezbędne do prawidłowego funkcjonowania składniki odżywcze. Dodatkowo skutecznie wspomaga oczyszczanie organizmu, regulację metabolizmu i wzmacnianie układu … Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‐Biała 2010.
- Kowalska M., Żbikowska A., Sposoby określania wielkości cząstek ze szczególnym uwzględnieniem wykorzystania metody rozpraszania światła laserowego w układach emulsyjnych, Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego, 1/2013.
- Solomons T., Fryhle C., Snyder S., Chemia organiczna, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2022.
