ลักษณะของสถานะคอลลอยด์

พื้นที่ผิวของขั้นตอนการสัมผัสอาจเป็นภาพขนาดมหึมา ความหนาของพื้นผิวระหว่างผิวหน้าประมาณ 0.5-2 นาโนเมตร ดังนั้นอนุภาคคอลลอยด์ต้องมีความหนาอย่างน้อยสองเท่าของชั้นผิว ดังนั้น ขีดจำกัดล่างของขนาดของอนุภาคคอลลอยด์คือ 1 นาโนเมตร ขีดจำกัดบนคือ 100 นาโนเมตร อนุภาคคอลลอยด์สามารถเป็นสามมิติได้หากทุกมิติอยู่ในลำดับของความละเอียดคอลลอยด์ สองมิติ (ลาเมลลาร์) ซึ่งสองมิติอยู่ในลำดับนี้ หรือหนึ่งมิติ (คล้ายเกลียว) เมื่อหนึ่งมิติมีความละเอียดคอลลอยด์

ระบบการกระจาย

เป็นระบบที่มีตัวกลางกระจายตัวและสารกระจายตัว เราสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท:

1. ถ้าสารที่กระจายตัวเป็นชุดของอนุภาคที่มีขนาดเท่ากัน – เป็นสารที่มีการกระจายตัวเดี่ยว
2. เมื่ออนุภาคของสารที่กระจัดกระจายมีขนาดต่างกัน – มันคือโพลีดิสเพอร์ส
3. อนุภาคของสารที่กระจัดกระจายจะมีรูปร่างเหมือนกัน (เช่น แท่ง ลูกบอล ลาเมลลา) – โมโนมอร์ฟิค
4. ถ้าอนุภาคของสารที่กระจัดกระจายมีรูปร่างต่างกัน – หลายรูปแบบ

ระบบคอลลอยด์

ระยะการกระจายตัว (การกระจายตัว) มีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยเมื่อเทียบกับจำนวนของระยะที่สอง ซึ่งประกอบขึ้นเป็นสื่อการกระจายอย่างต่อเนื่อง เฟสต่อเนื่อง (เช่น ตัวทำละลาย) เรียกว่าตัวกลางกระจาย เฟสกระจายเกิดขึ้นจากองค์ประกอบที่สอง อนุภาคคอลลอยด์มีอยู่ระหว่างระบบที่มีการกระจายตัวของโมเลกุล (เช่น สารละลาย) หรือการกระจายตัวเชิงกล (สารแขวนลอย) ทั้งเฟสกระจายและเฟสกระจายสามารถมีอยู่ในสถานะการรวมใดๆ หนึ่งในเงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการรักษาเสถียรภาพของระบบคอลลอยด์ส่วนใหญ่คือประจุไฟฟ้าของอนุภาคของเฟสที่กระจายตัว บนพื้นผิวของแต่ละอนุภาคจะมีชั้นไฟฟ้าที่เรียกว่า:

• ชั้นที่อยู่นิ่งซึ่งทำจากไอออนและไดโพลที่ถูกดูดซับอย่างแรง บนพื้นผิวของอนุภาคคอลลอยด์โดยตรง
• ชั้นการแพร่กระจายซึ่งมีการจัดเรียงไอออนและไดโพลด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง แต่อยู่ห่างจากพื้นผิวของอนุภาคในระยะที่แน่นอนจะมีพันธะน้อยกว่าและสามารถเปลี่ยนตำแหน่งได้

อันเป็นผลมาจากการจัดเรียงตัวของไอออนและไดโพลดังกล่าว ความต่างศักย์จะถูกสร้างขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างอนุภาคคอลลอยด์และตัวกลางที่กระจายตัว การทำให้เป็นกลางของประจุไฟฟ้าของคอลลอยด์มักจะนำไปสู่การทำลายสถานะคอลลอยด์โดยการแยกเฟสที่กระจัดกระจายออกไปในรูปแบบของกลุ่มก้อนที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งเรียกว่าการแข็งตัว

การได้รับคอลลอยด์

สารหลายชนิดสามารถเปลี่ยนเป็นสถานะของการแตกตัวเป็นคอลลอยด์ได้โดยใช้ตัวกลางในการกระจายตัว อุณหภูมิ และเทคนิคการทำงานที่เหมาะสม สามารถรับได้ในกระบวนการกระจายตัว (การแยกส่วน) ของระบบขนาดใหญ่หรือในกระบวนการควบแน่นของอะตอม ไอออน หรือโมเลกุลเป็นมวลรวม (อนุภาครวม) ที่มีขนาดเฉพาะ วิธีการพื้นฐานแบ่งออกเป็นวิธีการกระจายตัวและการควบแน่น

1. วิธีการกระจายตัว: การบดเชิงกล (การบด), การกระจายตัวด้วยไฟฟ้า, การทำให้เป็นละอองอัลตราโซนิก, การทำให้เป็นละอองด้วยความร้อน, การละลายคอลลอยด์, กระบวนการเปปไทเซชัน การแยกส่วนเป็นงานที่ต่อต้านแรงที่เหนียวแน่น

การเลือกวิธีการขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัวของตัวกลางที่กระจายตัวและสารที่กระจายตัว ในกรณีของสารโมเลกุลใหญ่ การละลายสารในตัวทำละลายที่เหมาะสมก็เพียงพอแล้ว (เช่น พอลิสไตรีนใน เบนซิน ) ถ้าตัวกลางในการกระจายตัวเป็นของเหลวอินทรีย์ ควรทำการบดด้วยการเติมกรดอินทรีย์ที่สูงขึ้น

2. ในกระบวนการควบแน่น อะตอม ไอออน หรืออนุภาคจะก่อตัวเป็นมวลรวมขนาดใหญ่ขึ้น การควบแน่นในสารละลายมีความเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีหรือปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจง และโดยปกติแล้ววิธีการเหล่านี้จะประกอบด้วยการลดความสามารถในการละลาย การรีดักชัน การออกซิเดชัน ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน พอลิเมอไรเซชัน ไฮโดรไลซิส ในปฏิกิริยาเคมี อนุภาคเกิดจากพันธะโลหะ ไอออนิก หรือโควาเลนต์ และในกระบวนการทางกายภาพ เกิดจากแรงระหว่างโมเลกุล

ตัวอย่างคือปฏิกิริยาการลดลงของสารละลายของเกลือโลหะมีตระกูล ซึ่งได้รับไฮโดรซอลของโลหะเหล่านี้ ตัวรีดิวซ์อาจเป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ฟอร์มัลดีไฮด์ ไฮดราซีน และเกลือเฟอริก ไฮดราโซลของทองคำ เงิน และแพลทินัมได้มาจากการรีดิวซ์ทางเคมี อะตอมของโลหะที่แยกจากกันรวมกันเป็นกลุ่มของอะตอมที่มีขนาดคอลลอยด์

การแบ่งคอลลอยด์

1. โดยคำนึงถึงวิธีที่มันเข้าสู่สถานะคอลลอยด์:
   1. เชื่อมโยง – เปลี่ยนเป็นสถานะคอลลอยด์โดยธรรมชาติ
   2. การกระจาย – สร้างขึ้นโดยการบังคับการแตกตัวของสารที่กระจายตัว
2. โดยคำนึงถึงสถานะของสสาร:
   1. ละอองลอย – ตัวกลางในการกระจายตัวคือก๊าซ ตัวอย่างเช่น: หมอก, ฝุ่น,
   2. โซล, สารละลายคอลลอยด์ – ตัวกลางในการกระจายคือของเหลว, ตัวอย่างเช่น: โฟม, นม,
   3. ไพโรซอล – ตัวกลางที่กระจายเป็นของแข็ง ตัวอย่างเช่น หินภูเขาไฟ ไข่มุกเรืองแสง
3. โดยคำนึงถึงสัณฐานวิทยา:
   1. ภาพสามมิติที่ทั้งสามมิติ (ความยาว ความกว้าง ความสูง) เท่ากัน ตัวอย่างเช่น ลูกบอล ลูกบาศก์
   2. แอนิเมเมตริกซึ่งขนาดต่างกัน ตัวอย่างเช่น แท่ง จาน
4. โดยคำนึงถึงความสัมพันธ์ของอนุภาคคอลลอยด์กับตัวทำละลาย:
   1. lyophilic – มีความสัมพันธ์กับตัวทำละลายสูง มีความทนทานสูง
   2. lyophobic – มีความสัมพันธ์กับตัวทำละลายต่ำ

ตัวอย่างของคอลลอยด์

อิมัลชัน – ระบบคอลลอยด์ที่ทั้งตัวกลางกระจายตัวและสารกระจายตัวอยู่ในสถานะของเหลว ของเหลวไม่ผสมกัน แต่ของเหลวหนึ่งจะกระจายตัวอยู่ในอีกของเหลวหนึ่งในรูปของหยดเล็กๆ โดยทั่วไปแล้วน้ำเป็นเฟสหนึ่งและอีกเฟสหนึ่งเรียกว่าเฟสน้ำมัน โดยคำนึงถึงโครงสร้างและอัตราส่วนปริมาตรของเฟส อิมัลชันสามารถแบ่งออกเป็นระบบน้ำในน้ำมันโดยไม่มีระบบ โดยที่เฟสการกระจายตัวคือน้ำมัน และเฟสการกระจายตัวคือน้ำ และในทำนองเดียวกันคือน้ำมันในน้ำ โอ๊ย. ละอองลอยได้มาจากการกระจายของแข็ง (ควัน) หรือของเหลว (หมอก) ในก๊าซ ควันเป็นผลมาจากการแตกตัวของของแข็งในแก๊ส และเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี เช่น NH ₃ + HCl -> NH ₄ Cl หมอกเป็นผลมาจากการควบแน่นของของเหลวในไอระเหยที่อิ่มตัวยิ่งยวด ตัวอย่างขนาดอนุภาค 10 – 1000 Å (อังสตรอม) เช่น ควันบุหรี่ 2 – 10 Å หยดในก้อนเมฆ 40 – 100 Å โฟมได้มาจากการกระจายสารที่เป็นก๊าซในของเหลว อนุภาคของก๊าซถูกแยกออกด้วยชั้นของเหลวบาง ๆ ซึ่งก่อตัวเป็นโครงโฟม ความทนทานขึ้นอยู่กับการเสริมแรงของเมมเบรนที่แยกอนุภาคของก๊าซด้วยฟิล์มบางๆ ของ สารลดแรงตึงผิว การก่อตัวของโฟม ขนาดของอนุภาคก๊าซที่กระจายตัว และความทนทานมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการเพิ่มคุณค่าแร่ – การลอยตัว สารลดแรงตึงผิวที่เติมลงในสารแขวนลอยน้ำของแร่บดละเอียดจะก่อตัวเป็นฟองละเอียดของโฟมด้วยอากาศที่ฉีดเข้าไป ซึ่งเมื่อทำปฏิกิริยากับแร่อย่างเลือกสรรแล้ว จะแยกแร่ออกจาก gangue (หินเสีย)