Rastvori 3

Koloidni rastvori

Koloidno disperzni sistemi su oni disperzni sistemi u kojima je veličina čestica disperzne faze od 1 do 100nm.

Prema agregatnom stanju disperznog sredstva i disperzne faze postoje razne kombinacije koloidno-disperznih sistema:

Slika je loša, ali se nadam da se vidi poenta :)

U velikom broju disperznih sistema disperzno sredstvo je tečnost, najčešće voda, a disperzna faza čvrsta supstanca - njih nazivamo koloidnom rastvorima.

Zbog velike površine čestica disperzne faze, koloidni rastvori imaju veliku površinsku energiju koja se izražava u  J/m².

Stabilnost vodenih čestica potiče od njihovog električnog naboja i omotača koji ih okružuje. U zavisnosti od vrste omotača razlikujemo hidrofobne i hidrofilne koloide.

Koloidni rastvori se od pravih rastvora razlikuju po:

1) Faradej-Tindalovom efektu - koloidne čestice rasipaju svetlosne zrak u svim smerovima te se svetlosni zrak koji prolazi kroz koloidni rastvor vidi kao difuzna svetlost.

2) Broju čestica - broj koloidnih čestica u odnodu na broj čestica pravog rastvora, iste mase, veoma je mali pa su i koncentracije koloidnih rastvora male u odnosu na koncntracije pravih rastvora.

Hidrofobni koloidi

Površinska energija disperzne faze koloida smanjuje se na taj način što vezuje molekule ili jone iz rastvora i time smanjuje površinski napon. Ta pojava s naziva adsorpcija.

Hidrofobni koloidi nemaju afinitet prema disperznom sredstvu pa zbog toga adsorbuju iz rastvora pozitivne ili negativne jone te su sve čestice istoimeno naelektrisane. Zbog tog naboja koloidni rastvor je stabilan.

Koloidni rastvor može da apsorbuje u monomolekulski sloj samo pozitivne (gradi pozitivan sol) ili samo negativne (gradi negativan sol) jone. Jezgro koloidne čestice čine pozitivni i negativni joni vezani josnkom vezom. Jezgro i monomolekulski sloj čine pokretljivu granulu.

Na adsorbovane jone vezuju se suprotno naelektrisani joni i čine difuzni sloj koloidne čestice, te na površini čvrte faze postoji dvostruki sloj. Granula i difuzni sloj čine micelu koloidne čestice.

Taloženje koloidnog ratvora se čini dodatkom elektrolita koji sadrži (dodaje se suprotno naelektrisan jon):

KOLOIDNI JON + SUPROTNO NAELEKTRISAN JON = KOAGULAT

Nastali talog se naziva koagulat, a proces koagulacija jer se pri procesu ne razara struktura koloidne čestice, već se gradi amforan talog.

Prelazak taloga u koloidni rastvor naziva se peptizacija.

shematski prikaz micele

shematski prikaz granule

Hidrofobni koloidi:AgCl, As₂S₃, Sb₂S₃, CuS, NiS, Fe(OH)₃, Cr(OH)₃ …  

Hidrofilni koloidi

Hidrofilni kolidi na svojoj površini adsorbuju vodu. NJihovi rastvori su viskozni, te pri dovoljno velikim koncentracijama očvršćavaju u pihtijastu masu koja sadrži mnogo vode, a naziva se gel. Dodatkom većih količina vode, gel prlazi u sol i obrnuto, sol gubitkom vode prelazi u gel.

Zbog toga se hidrofilni koloidi nazivaju i reverzibilnim koloidima.

Hidrofobni koloidi postaju stabilniji ako im se doda hidrofili koloid pa se još nazivaju i zaštitnim koloidima.

Hidrofilni koloidi (koncentrovani rastvori): H₂SiO₃, Al(OH)₃, V₂O₅, želatin, skrob, celuloza...

Dobijanje koloidih rastvora

Koloidni rastvori se dobijaju disperzijom grubo disperznih sistema u koloidnim mlinovima, peptizacijom koagulata ili kondenzacijom.

Kondenzacija se vrši prilikom taloženja teško rastvornih supstanci, ako se rast kristalnih klica zaustavi u području koloidnih dimenzija.