Kolloid rendszerek , kolloidok ( más görögül κόλλα - ragasztó + εἶδος - nézet; "ragasztószerű") - diszpergált rendszerek a valódi oldatok és a durva rendszerek között - szuszpenziók , amelyekben diszkrét részecskék, cseppek vagy buborékok diszpergált fázisúak legalább az egyik mérésnél 1 és 1000 nm között van, diszperziós közegben elosztva, rendszerint folyamatos, összetételében vagy aggregációs állapotában különbözik az elsőtől . Ugyanakkor a 100 nm-nél kisebb skálákat egy speciális alosztálynak tekintik, amelyet "kvantumméretű" kolloid rendszereknek neveznek [1] . A szabadon eloszló kolloid rendszerekben ( füstök , szolok ) a részecskék nem válnak ki.
A kolloid szuszpenziók a kolloidkémia tanulmányozásának tárgyát képezik . Ezt a kutatási területet 1845-ben Francesco Selmi olasz kémikus vezette be [2] , 1861 óta pedig Thomas Graham skót tudós [3] kutatja .
A diszpergált részecskék természete szerint a kolloidokat szerves és szervetlenekre , a diszpergált fázis és a diszpergált közeg közötti kölcsönhatás intenzitása szerint osztják fel - liofilekre és liofóbokra . A diszpergált közeg aggregációs állapota szerint gáz halmazállapotú ( aeroszolok ), folyékony ( lioszolok ) és szilárd (krio- és solidozolok) kolloid rendszereket különböztetnek meg [5] .
A kolloid rendszerek közül a hidroszolok a legnagyobb jelentőségűek a kémiai elemzésben – kétfázisú, rendkívül nagy diszperzitású mikroheterogén diszperz rendszerek, amelyekben a diszperziós közeg víz – az analitikai gyakorlatban leggyakrabban használt oldószer. Vannak olyan organoszolok is , amelyekben a diszperziós közeg nem vizes ( szerves ) oldószer . A diszpergált fázis részecskéinek molekuláris adhéziója következtében a szolokból koagulációjuk során gélek képződnek . Ebben az esetben nem történik fázisszétválás; más szóval a szolok géllé alakulása nem fázisátalakulás.
A gél képződése során a teljes diszperziós közeg (például a hidroszolban lévő víz) szilárdan megköti a diszpergált fázis részecskéinek felületét és a gél térszerkezetének sejtjeit. A gélek képesek időben reverzibilisen helyreállítani térszerkezetüket, de száradás után szerkezetük tönkremegy és ezt a képességüket elvesztik.
Ezüsthalogenidek kolloid tulajdonságaiA halogenidionok ezüstsó-oldatokkal történő titrálása során ezüst-halogenideket kapnak, amelyek nagyon hajlamosak kolloid oldatok képződésére. Hal - ionok feleslegének jelenlétében , azaz a halogenidek ezüstionokkal történő titrálásánál az ekvivalenciapontig vagy az ezüstionok halogenidekkel történő titrálásánál az ekvivalenciapontig, a Hal - ionok adszorpciója miatt , Az AgHal lebegő részecskéi negatív töltést kapnak:
m AgHal + n Нal − → [AgHal ] m n Нal −Feleslegben lévő Ag ± ionok jelenlétében (azaz az ekvivalenciapontig ezüstionok halogenidekkel történő titrálásakor vagy az ekvivalenciapont után halogenidek ezüstionokkal történő titrálásakor) a szuszpendált részecskék pozitív töltést kapnak:
m AgHal + n Ag + → [AgHal] m n Ag +Így a lebegő részecske [AgHal] m n Hal − vagy [AgHal] m n Ag + töltését a micellamag felszínén adszorbeált ionok töltése [AgHal] m határozza meg , és függ egy Hal − vagy Ag + feleslege a rendszerben , ami negatív vagy pozitív töltését okozza a szuszpendált szol részecske.
A micella a micellamag felszínén elhelyezkedő, bizonyos elektromos töltést okozó adszorpciós rétegen kívül ellentétes előjelű ionok egy részét is tartalmazza, amelyek a második (külső) ionréteget alkotják.
Például a kálium -jodid ezüst-nitrát oldattal történő titrálása során
Ag + + NO 3 - + K + + I - → AgI + K + + NO 3 -a következő szerkezetű micellák képződnek:
Az azonos elektromos töltést hordozó kolloid részecskék taszítják egymást. A kölcsönös taszító erők megakadályozzák, hogy a részecskék elég közel kerüljenek ahhoz, hogy kölcsönös vonzalom létrejöhessen. Ugyanakkor a töltött részecskék nagy adszorpciós kapacitással rendelkeznek , magukhoz vonzzák az ellentétes elektromos töltést hordozó részecskéket, és nehezen oldódó vegyületeket képeznek velük. Először is, azok az ionok adszorbeálódnak a töltött kolloid részecskék felületén, amelyek a legkevésbé oldható csapadékot adják az ezen részecskékhez tartozó ionokkal . Ezenkívül a legmagasabb koncentrációjú ionok adszorbeálódnak. Például az AgI lerakódása során Br - , Cl - , SCN - és más ionok együtt kicsapódhatnak vele. Az idegen szennyeződést nem tartalmazó halogenidek titrálása során a csapadék adszorbeálja az oldatban lévő Hal - ionokat , negatív töltést kölcsönözve az AgHal részecskéknek. Mindkét esetben a titrálási eredmények torzulnak. Ezért szigorúan be kell tartani az egyes anyagok meghatározására vonatkozó eljárásokban javasolt csapadékviszonyokat.
A kolloid rendszerek elemzésére számos módszer létezik, ezek között vannak kémiai és fizikai-kémiai módszerek: adszorpciós indikátorokkal végzett elemzés; az áteresztett fény szóródásának mérésén alapuló módszerek ( nefelometria és turbidimetria ); az üledékképződés sebességének mérésén alapuló módszerek ( Sedimentation analysis ), valamint a Brown -mozgás sebessége kolloid rendszerekben ( nanorészecskék pályáinak elemzése ), dinamikus és statikus fényszórás.
| Az anyag termodinamikai állapotai | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fázis állapotok |
| ||||||||||||||||
| Fázisátmenetek |
| ||||||||||||||||
| Diszpergált rendszerek |
| ||||||||||||||||
| Lásd még | |||||||||||||||||