koloidal sistemler

Kolloidlerin sınıflandırılması

Koloidal sistemlerin birkaç sınıflandırması vardır, yani:

1. dispersiyon ortamının fiziksel durumuna göre,
2. sürekli fazın türüne göre,
3. kolloidin dağılmış faza afinitesi ile,
4. kolloidin yapısı gereği,
5. pıhtılaşmanın tersine çevrilebilirliği ile.

Dispersiyon ortamının fiziksel durumuna göre kolloidlerin sınıflandırılması

Tablo 1 Dispersiyon ortamının fiziksel durumuna göre kolloidlerin sınıflandırılması. Ek olarak, sıvı sürekli fazlar da doğalarına göre sınıflandırılabilir. Dispersiyon ortamı olarak su içeren kolloidal bir sisteme hidrosol denir. Dispersiyon ortamı organik bir sıvı ise, koloidal sistem organosol olarak adlandırılır. Bu aynı zamanda , çözücünün afinitesine dayalı olarak kolloidlerin sınıflandırılmasıyla da doğrudan ilgilidir:

1. Liyofilik kolloidler, çözücüye afinite ile karakterize edilen bu tür kolloidlerdir. İçinde güçlü bir şekilde çözünürler (veya suda hidratlanırlar), kararlıdırlar ve herhangi bir pıhtılaşma faktörüne karşı daha az hassastırlar.
2. Öte yandan, liyofobik kolloidler sürekli faza afinite göstermezler. Bu nedenle hiç çözülmezler veya çok az çözünürler.

Sürekli fazın su olduğu yerlerde, bu tür liyofobik kolloidlere hidrofobik denir. Hidrasyona uğramazlar, ancak çözeltiden gelen iyonlar yüzeylerinde adsorbe olur. Polar solventlerde emülgatör olmadan stabil değildirler. Bu tür sistemlerin örnekleri arasında süt veya mayonez bulunur. Makromolekül hidrofilik grupların bu molekülleri suda asılı tuttuğu hidrofilik kolloidler, proteinleri, jelatini veya jöleleri içerir.

Kolloid yapıya göre sınıflandırma

1. Ökolloidler olarak da adlandırılan moleküler kolloidler , sürekli fazda dağılmış bileşiklerin (proteinler, kauçuk, nişasta) moleküllerinden oluşur. Solvent molekülleri, arayüzü belirsiz kılan makromoleküllere nüfuz edebilir. Bunlar, mutlaka bir elektrik yüküne sahip olmayan kolloidlerdir.
2. AgCl, Fe(OH) ₃ gibi bazı kimyasal bileşiklerin moleküllerinin etrafında belirli sayıda atom veya molekül toplanarak ayrı bir faz oluşturan koloidal moleküllerle aynı büyüklükte agregatlar ürettiğinde oluşan faz kolloidleri . Bu tür kolloidlerin yüzeylerinde elektrik yükü vardır; altın, gümüş veya metal oksitlerin sollarını içerirler.
3. Birliktelik kolloidleri (miseller olarak adlandırılır), sodyum dodesil sülfat (SDS) durumunda olduğu gibi daha büyük bir parçacık oluşturan ilişkili moleküllerden oluşur.

Pıhtılaşmanın tersine çevrilebilirliğine göre kolloidlerin sınıflandırılması

Pıhtılaşma, dağılmış maddenin bireysel parçacıklarının agrega adı verilen daha büyük kümeler oluşturmak için birleştiği bir süreçtir. Daha sonra sistemden bir tortu şeklinde çökelirler. Bu nedenle pıhtılaşma, dağılmış fazı büyük tortu kümeleri veya sıvı damlaları şeklinde ayırarak koloidal sistemi yok eder. Bu işlemin tersine çevrilebilir olup olmadığına bağlı olarak, kolloidleri pıhtılaşmanın olduğu şekilde sınıflandırırız:

1. geri dönüşümsüz , burada sol bir pıhtılaşmaya dönüştürüldükten sonra orijinal durumuna geri dönemez. Bu, yüzey elektrik yükünün nötrleştirilmesinin bir sonucudur. Böyle bir işlemin bir örneği, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapılarını yok eden protein kolloidlerinin sıcaklık kaynaklı denatürasyonudur.
2. geri dönüşümlü , burada bir pıhtılaşmaya dönüştürülen kolloidler, onları tekrar bir sol haline dönüştüren peptizasyona tabi olabilir. Bu gibi durumlarda pıhtılaşma, kolloidi çevreleyen solvasyon kabuğunun çıkarılmasından kaynaklanır. Böyle bir işleme örnek olarak, içine sodyum klorür eklenip suyla seyreltildikten sonra sol formuna dönebilen tavuk yumurta akının pıhtılaşması gösterilebilir.

Bir kolloidin stabilitesini etkileyen faktörler

1. Dağılan parçacığın boyutu: daha küçük parçacıklar normalde daha yüksek stabilite gösterir.
2. Yüzey elektrik yükünün varlığı.
3. Solvasyon kabuğunun varlığı (hidrofilik kolloidler için).

Koloidal sistemlerin kinetik özellikleri

1. Sıvı veya gaz halindeki sürekli bir fazda dağılmış faz moleküllerinin kaotik hareketleri olan Brownian hareketleri . Dispersiyon ortamı ile kolloid moleküllerin çarpışmasından kaynaklanırlar.
2. Difüzyon , daha yüksek konsantrasyonlu bir bölgeden daha düşük konsantrasyonlu bir bölgeye hareket eden kolloid moleküllerin bir özelliğidir. Parçacıkların boyutu büyük olduğundan, bu işlemin hızı düşüktür.
3. Yerçekiminin kolloid moleküllere etki ederek damarın dibine düşmelerine neden olan etkisi olan sedimantasyon . Bu işlem yavaş ilerler ve makromoleküllerin moleküler kütlesini belirlemek için kullanılabilir.

Kolloidlerin optik özellikleri

Gerçek çözeltilerden farklı olarak, sıvı koloidal sistemlerdeki parçacıklar, görünür ışığı dağıtacak kadar büyüktür. Bu, ortamın ve dağılmış fazın kırılma indisleri farklı olduğunda meydana gelir. Saçılmanın ana faktörleri kırınım ve yansımadır. Saçılma her yönde eşit olarak gerçekleşir.

Kolloidlerin elektriksel özellikleri

1. Dağılmış faz parçacıklarının sabit difüzyon tabakası ile dağılmış faz arasındaki potansiyel farkından kaynaklanan elektrokinetik potansiyel . Dağınık parçacıkların yüzeyindeki potansiyeldir ve koloidal sistemlerin kararlılığı üzerinde büyük etkisi vardır.
2. Elektroforez veya aslında "elektroforetik hareketlilik", kolloidlerin başka bir özelliğidir. Molekülün şekli ve boyutu, pH değeri, uygulanan elektrik alan şiddeti veya sıcaklık gibi faktörlerden etkilenir.
3. Elektroozmoz, üniter bir elektrik alanındaki bir koloidal sistemin sıvı fazının başka bir olası hareketini ifade eder. Hızı, sistemin elektrokinetik potansiyeli ile doğru, viskozitesi ile ters orantılıdır.
4. Bir sıvının bir kılcal boru sistemi veya bir zardan mekanik olarak indüklenen akışının neden olduğu akış potansiyeli . Bu, potansiyellerde bir fark gerektirir.
5. Örneğin yerçekimi kuvvetinin etkisi altında, dağılım ortamına göre yüklü koloidal parçacıkların hareketinden kaynaklanan sedimantasyon potansiyeli .