Sistemi colloidali

Classificazione dei colloidi

Esistono diverse classificazioni dei sistemi colloidali, vale a dire:

1. dallo stato fisico del mezzo di dispersione,
2. dal tipo di fase continua,
3. dall’affinità del colloide alla fase dispersa,
4. dalla struttura del colloide,
5. dalla reversibilità della coagulazione.

Classificazione dei colloidi in base allo stato fisico del mezzo di dispersione

Tabella 1 Classificazione dei colloidi in base allo stato fisico del mezzo di dispersione. Inoltre, le fasi continue liquide possono anche essere classificate per loro natura. Un sistema colloidale con acqua come mezzo di dispersione è chiamato idrosol. Se il mezzo di dispersione è un liquido organico, il sistema colloidale è chiamato organosol. Questo è anche direttamente correlato alla classificazione dei colloidi basata sull’affinità del solvente:

1. I colloidi liofili sono tali colloidi caratterizzati dall’affinità con il solvente. Sono fortemente solvatati in esso (o idratati in acqua), sono stabili e meno sensibili a fattori di coagulazione di qualsiasi tipo.
2. D’altra parte, i colloidi liofobici non mostrano affinità con la fase continua. Questo è il motivo per cui non subiscono alcuna o solo limitata solvatazione.

Dove la fase continua è l’acqua, tali colloidi liofobici sono indicati come idrofobici. Non subiscono idratazione, ma gli ioni della soluzione si adsorbono sulla loro superficie. Nei solventi polari, non sono stabili senza un emulsionante. Esempi di tali sistemi includono latte o maionese. I colloidi idrofili, in cui i gruppi idrofili di macromolecole mantengono queste molecole sospese nell’acqua, includono proteine, gelatina o gelatine.

Classificazione per struttura colloidale

1. I colloidi molecolari , detti anche eucolloidi , sono formati dalle molecole di composti (proteine, gomma, amido) disperse nella fase continua. Le molecole di solvente possono penetrare nelle macromolecole, il che rende poco chiara l’interfaccia. Questi sono colloidi che non hanno necessariamente una carica elettrica.
2. Colloidi di fase , che si formano quando attorno alle molecole di alcuni composti chimici, come AgCl, Fe(OH) ₃ , si raccoglie un certo numero di atomi o molecole, producendo aggregati della stessa dimensione delle molecole colloidali che formano una fase separata. Tali colloidi hanno una carica elettrica sulla loro superficie; includono sol di oro, argento o ossidi metallici.
3. I colloidi di associazione (chiamati micelle) sono costituiti da molecole associate che formano una particella più grande, come nel caso del sodio dodecil solfato (SDS).

Classificazione dei colloidi in base alla reversibilità della coagulazione

La coagulazione è un processo in cui le singole particelle della sostanza dispersa si combinano per formare gruppi più grandi chiamati aggregati. Quindi precipitano dal sistema sotto forma di sedimento. Pertanto, la coagulazione distrugge il sistema colloidale separando la fase dispersa sotto forma di grandi ammassi di sedimenti o gocce di liquido. In base al fatto che tale processo sia reversibile, classifichiamo i colloidi in tali in cui la coagulazione è:

1. irreversibile , dove il sol non può ripristinare il suo stato originale una volta convertito in un coagulato. Questo è il risultato della neutralizzazione della carica elettrica superficiale. Un esempio di tale processo è la denaturazione indotta dalla temperatura dei colloidi proteici, che distrugge le loro strutture secondarie, terziarie e quaternarie.
2. reversibile , dove i colloidi convertiti in un coagulato possono essere soggetti a peptizzazione, che li riconverte in un sol. In tali casi, la coagulazione deriva dalla rimozione del guscio di solvatazione che circonda il colloide. Un esempio di tale processo può essere la coagulazione dell’albume d’uovo di gallina, che può tornare alla forma di sol dopo avervi aggiunto cloruro di sodio e diluito in acqua.

Fattori che influenzano la stabilità di un colloide

1. Dimensione della particella dispersa: le particelle più piccole mostrano normalmente maggiore stabilità.
2. La presenza di una carica elettrica superficiale.
3. La presenza del guscio di solvatazione (per colloidi idrofili).

Proprietà cinetiche dei sistemi colloidali

1. Moti browniani , che sono movimenti caotici delle molecole di fase disperse in una fase continua liquida o gassosa. Sono causati dalle collisioni di molecole colloidali con il mezzo di dispersione.
2. Diffusione , che è una caratteristica delle molecole colloidali che si spostano da una regione a maggiore concentrazione a una a minore concentrazione. La velocità di tale processo è bassa, poiché le particelle sono di grandi dimensioni.
3. Sedimentazione , che è l’effetto della gravità che agisce sulle molecole colloidali, facendole cadere sul fondo del recipiente. Questo processo procede lentamente e può essere utilizzato per determinare la massa molecolare delle macromolecole.

Proprietà ottiche dei colloidi

A differenza delle vere soluzioni, le particelle nei sistemi colloidali liquidi sono abbastanza grandi da diffondere la luce visibile. Ciò si verifica quando gli indici di rifrazione del mezzo e della fase dispersa sono differenti. I fattori chiave per lo scattering sono la diffrazione e la riflessione. La dispersione avviene uniformemente in ogni direzione.

Proprietà elettriche dei colloidi

1. Potenziale elettrocinetico , che deriva dalla differenza di potenziale tra lo strato di diffusione stazionario delle particelle della fase dispersa e la fase dispersa. È il potenziale alla superficie delle particelle disperse e ha un grande impatto sulla stabilità dei sistemi colloidali.
2. L’elettroforesi , o meglio la “mobilità elettroforetica”, è un’altra caratteristica dei colloidi. È influenzato da fattori quali la forma e le dimensioni della molecola, il valore del pH, l’intensità del campo elettrico applicato o la temperatura.
3. L’elettroosmosi si riferisce a un altro possibile movimento della fase liquida di un sistema colloidale in un campo elettrico unitario. La sua velocità è direttamente proporzionale al potenziale elettrocinetico e inversamente proporzionale alla viscosità del sistema.
4. Potenziale di flusso , che è causato da un flusso indotto meccanicamente di un liquido attraverso un sistema di tubi capillari o una membrana. Ciò comporta una differenza di potenziale.
5. Potenziale di sedimentazione , che è causato dal movimento di particelle colloidali cariche in relazione al mezzo di dispersione, ad esempio sotto l’influenza della forza di gravità.