Kolloidal sistemler fiziksel ve kimyasal olarak heterojen karışımlardır. Bunlar, fiziksel olarak homojen sistemler görünümünde olan, genellikle iki bileşenli dispersiyon sistemleridir, ancak aslında her iki bileşen de moleküler olarak birbiriyle karıştırılmamıştır. "Koloidal" terimi, yaklaşık olarak 1 ila 100 nm arasında bir çap boyutuna sahip olan belirli bir ortam içinde dağılmış bir büyüklük sırasına sahip parçacık anlamına gelir. Bunlar örneğin peptidler, proteinler, amilum ve sentetik polimerler gibi maddelerin çözeltileridir.
Temas eden fazların yüzey alanı makroskobik olabilir. Yüzler arası yüzeyin kalınlığı yaklaşık 0.5-2 nm’dir, bu nedenle koloidal parçacık, yüzey tabakasının kalınlığının en az iki katı olmalıdır. Bu nedenle, bir koloidal parçacığın boyutunun alt sınırı 1 nm, üst sınırı 100 nm’dir. Koloidal parçacıklar, tüm boyutlar kolloidal incelik düzeyindeyse üç boyutlu, iki boyutun bu düzende olduğu durumlarda iki boyutlu (lamel) veya bir boyut kolloidal incelik düzeyindeyse tek boyutlu (iplik benzeri) olabilir.
Dispersiyon sistemi
Dispersiyon ortamı ve dispersiyon madde içeren bir sistemdir. Bunu birkaç türe ayırabiliriz:
- dağılmış madde aynı boyutta bir dizi parçacık ise – bu tek dağılımlıdır,
- dağılmış maddenin parçacıkları farklı boyutlara sahip olduğunda – çoklu dağılımdır,
- dağılmış maddenin parçacıkları aynı şekle sahiptir (örn. çubuklar, toplar, ince tabakalar) – monomorfik,
- dağılmış maddenin parçacıkları farklı şekillere sahipse – çok biçimli.
kolloid sistemler
Dağınık (dağılım) faz, sürekli dağılım ortamını oluşturan ikinci fazın miktarına kıyasla az miktarda bulunur. Sürekli faza (örn. çözücü) dispersiyon ortamı denir. Dağıtılmış faz, ikinci bileşen tarafından oluşturulur. Koloidal parçacıklar, moleküler parçalanma (örn. çözeltiler) veya mekanik parçalanma (süspansiyonlar) içeren sistemler arasında tutulur. Hem dağılmış hem de dağılmış fazlar, herhangi bir kümelenme halinde mevcut olabilir. Çoğu koloidal sistemin stabilizasyonu için temel koşullardan biri, dağılmış fazın parçacıklarının elektrik yüküdür. Her parçacığın yüzeyinde sözde bir elektrik katmanı vardır, yani:
- doğrudan kolloidal parçacığın yüzeyinde güçlü bir şekilde adsorbe edilmiş iyonlardan ve dipollerden oluşan sabit tabaka,
- iyonların ve dipollerin belirli bir şekilde düzenlendiği, ancak parçacıkların yüzeyinden belirli bir mesafede bulunduğu difüzyon tabakası, ona daha az bağlanır ve konumlarını değiştirebilir.
İyonların ve dipollerin bu şekilde düzenlenmesinin bir sonucu olarak, koloidal parçacık ile dispersiyon ortamı arasındaki arayüzde bir potansiyel farkı yaratılır. Kolloidlerin elektrik yüklerinin nötralizasyonu, genellikle, pıhtılaşma adı verilen daha büyük kümeler şeklinde dağılmış fazın ayrılmasıyla kolloid halinin yok olmasına yol açar.
Kolloidlerin elde edilmesi
Uygun bir dispersiyon ortamı, sıcaklık ve çalışma tekniği kullanılarak birçok madde koloidal parçalanma durumuna dönüştürülebilir. Makroskobik sistemlerin dağılma (parçalanma) sürecinde veya atomların, iyonların veya moleküllerin belirli boyutlarda agregatlara (toplanmış parçacıklar) yoğunlaştırılması sürecinde elde edilebilir. Temel yöntemler dispersiyon ve yoğunlaştırma yöntemleri olarak ikiye ayrılır.
- Dispersiyon yöntemleri: mekanik öğütme (öğütme), elektrik dispersiyon, ultrasonik atomizasyon, termal atomizasyon, koloidal çözünme, peptizasyon işlemi. Parçalanma, birleştirici güçlere karşı bir çalışmadır.
Yöntemin seçimi, dağıtma ortamının ve dağıtılan maddenin agregasyon durumuna bağlıdır. Makromoleküler maddeler söz konusu olduğunda, maddenin uygun bir çözücü (örn. benzen içinde polistiren) içinde çözülmesi yeterlidir. Dispersiyon ortamı organik bir sıvı ise, daha yüksek organik asitlerin eklenmesiyle öğütme yapılmalıdır.
- Yoğunlaştırma işlemlerinde, atomlar, iyonlar veya parçacıklar daha büyük boyutlarda agregalar halinde oluşturulur. Çözeltilerdeki yoğuşma, kimyasal reaksiyonların seyri veya belirli bir fiziksel fenomen ile ilişkilidir ve bunlar genellikle çözünürlüğü azaltma, indirgeme, oksidasyon, değişim reaksiyonları, polimerizasyon , hidrolizden oluşan yöntemlerdir. Bir kimyasal reaksiyonda, parçacıklar metalik, iyonik veya kovalent bağlarla ve fiziksel süreçlerde moleküller arası kuvvetlerle oluşturulur.
Bir örnek, içinde bu metallerin hidrosollerinin elde edildiği soy metal tuzlarının çözeltilerinin indirgeme reaksiyonudur. İndirgeyici maddeler,hidrojen peroksit , formaldehit, hidrazin ve ferrik tuzlar olabilir. Altın, gümüş ve platinin hidrazolleri kimyasal indirgeme ile elde edildi. Ayrılmış metal atomları, koloidal boyutlara sahip atom kümeleri halinde birleşir. 
kolloid bölümü
- Koloidal bir duruma geçme şekli dikkate alındığında:
- ilişkisel – kendiliğinden koloidal bir duruma dönüşen,
- dağılım – dağılmış maddenin zorla parçalanmasıyla yaratılır.
- Maddenin durumunu dikkate alarak:
- aerosoller – dağıtma ortamı gazdır; örneğin: sis, toz,
- soller, koloidal çözeltiler – dağılım ortamı bir sıvıdır, örneğin: köpük, süt,
- pirozoller – dağıtma ortamı bir katıdır; örneğin pomza, fosfor incileri.
- Morfoloji dikkate alındığında:
- üç boyutun da (uzunluk, genişlik, yükseklik) eşit olduğu izometrik; örneğin: toplar, küpler,
- boyutların birbirinden farklı olduğu anizometrik; örneğin, çubuklar, plakalar.
- Koloidal parçacıkların çözücüye olan yakınlığı dikkate alındığında:
- liyofilik – çözücüye yüksek afiniteye, yüksek dayanıklılığa sahiptir,
- liyofobik – solvente düşük afiniteye sahiptir.
kolloid örnekleri
Emülsiyonlar – hem dispersiyon ortamının hem de disperse maddenin sıvı halde olduğu koloidal sistemler. Sıvılar birbiriyle karışmaz, biri diğerinin içinde minik damlacıklar halinde dağılır. Tipik olarak, su bir fazdır ve diğeri sözde yağ fazıdır. Fazların yapısı ve hacim oranları göz önüne alındığında, emülsiyonlar, yağda su w/o sistemine bölünebilir, burada dağılma fazı yağdır ve dağılmış faz sudur ve benzer şekilde su içinde yağdır. o/w. Aerosoller, bir katı (duman) veya sıvının (sis) bir gaz içinde dağıtılmasıyla elde edilir. Duman, gazdaki katıların parçalanmasının ve ayrıca kimyasal bir reaksiyonun sonucudur, örneğin NH3 + HCI -> NH4Cl . Sisler, sıvıların aşırı doymuş buharlarda yoğunlaşmasının sonucudur. Örnek partikül boyutları 10 – 1000 Å (Angstrom), örneğin tütün dumanı 2 – 10 Å, bulutlarda damlalar 40 – 100 Å. Köpükler, gaz halindeki bir maddenin bir sıvı içinde dağıtılmasıyla elde edilir. Gaz parçacıkları, köpük iskeletini oluşturan ince sıvı katmanlarıyla ayrılır. Dayanıklılık, gaz partiküllerini ayıran zarların ince sürfaktan filmleri ile güçlendirilmesine bağlıdır. Cevher zenginleştirme işlemi – yüzdürmede köpüklerin oluşumu, dağılmış gaz parçacıklarının boyutu ve dayanıklılıkları büyük önem taşır. İnce öğütülmüş cevherin su süspansiyonuna eklenen sürfaktanlar, enjekte edilen havayla birlikte cevherle seçici bir şekilde etkileşime girerek onu gangdan (atık kaya) ayıran ince köpük parçacıkları oluşturur.
