Колоїдні системи являють собою фізично і хімічно неоднорідні суміші. Це дисперсні системи, як правило, двокомпонентні, що мають вигляд фізично однорідних систем, хоча насправді обидва компоненти молекулярно не змішані один з одним. Термін «колоїдний» відноситься до частинок порядку величини, диспергованих у певному середовищі, що має діаметр приблизно від 1 до 100 нм. Це, наприклад, розчини таких речовин, як пептиди, білки, амил і синтетичні полімери.
Площа поверхні контактуючих фаз може бути макроскопічною. Товщина міжфазної поверхні становить близько 0,5-2 нм, тому колоїдна частинка повинна бути принаймні вдвічі більшою за товщину поверхневого шару. Отже, нижня межа розміру колоїдної частинки становить 1 нм, верхня — 100 нм. Колоїдні частинки можуть бути тривимірними, якщо всі розміри мають порядок колоїдної тонкості, двовимірними (ламелярними), коли два виміри мають цей порядок, або одновимірними (ниткоподібними), коли один вимір має колоїдну тонкість.
Дисперсійна система
Це система, що містить дисперсійне середовище і дисперговану речовину. Ми можемо розділити його на кілька видів:
- якщо дисперсна речовина являє собою сукупність частинок однакового розміру – вона монодисперсна,
- коли частинки дисперсної речовини мають різні розміри – вона полідисперсна,
- частинки дисперсної речовини мають однакову форму (наприклад, стрижні, кульки, ламелі) – мономорфні,
- якщо частинки дисперсної речовини мають різну форму – багатоформний.
Колоїдні системи
Дисперсна (дисперсійна) фаза присутня в невеликій кількості порівняно з кількістю другої фази, яка становить суцільне дисперсійне середовище. Суцільну фазу (наприклад, розчинник) називають дисперсійним середовищем. Дисперсна фаза утворена другим компонентом. Колоїдні частинки містяться між системами з молекулярною фрагментацією (наприклад, розчини) або механічною фрагментацією (суспензії). Як дисперсна, так і диспергова фаза можуть існувати в будь-яких агрегатних станах. Однією з основних умов стабілізації більшості колоїдних систем є електричний заряд частинок дисперсної фази. На поверхні кожної частинки є так званий електричний шар, тобто:
- нерухомий шар з сильно адсорбованих іонів і диполів безпосередньо на поверхні колоїдної частинки,
- дифузійний шар, в якому іони і диполі розташовані певним чином, але знаходяться на певній відстані від поверхні частинок, менш зв’язані з нею і можуть змінювати своє положення.
В результаті такого розташування іонів і диполів на межі колоїдної частинки і дисперсійного середовища створюється різниця потенціалів. Нейтралізація електричних зарядів колоїдів часто призводить до руйнування колоїдного стану шляхом поділу дисперсної фази у вигляді більших кластерів, що називається коагуляцією.
Отримання колоїдів
Багато речовин можна перевести в стан колоїдної фрагментації за допомогою відповідного дисперсійного середовища, температури і техніки роботи. Його можна отримати в процесі дисперсії (фрагментації) макроскопічних систем або в процесі конденсації атомів, іонів або молекул в агрегати (агреговані частинки) певних розмірів. Основні методи поділяються на дисперсійний і конденсаційний.
- Методи диспергування: механічне подрібнення (розмел), електродиспергування, ультразвукове розпилення, термічне розпилення, колоїдне розчинення, процес пептизації. Фрагментація — це робота проти згуртованих сил.
Вибір методу залежить від агрегатного стану дисперсійного середовища і дисперсної речовини. У випадку високомолекулярних речовин достатньо розчинити речовину у відповідному розчиннику (наприклад, полістирол у бензолі ). Якщо дисперсійним середовищем є органічна рідина, подрібнення слід проводити з додаванням вищих органічних кислот.
- У процесах конденсації атоми, іони або частинки утворюються в агрегати більших розмірів. Конденсація в розчинах пов’язана з перебігом хімічних реакцій або з певним фізичним явищем, і це зазвичай методи, що полягають у зниженні розчинності, відновленні, окисленні, реакціях обміну, полімеризації , гідролізі. У хімічній реакції частинки утворюються за рахунок металевого, іонного або ковалентного зв’язку, а у фізичних процесах — за рахунок міжмолекулярних сил.
Прикладом може служити реакція відновлення розчинів солей благородних металів, при якій виходять гідрозолі цих металів. Відновниками можуть бутиперекис водню , формальдегід, гідразин і солі заліза. Гідразоли золота, срібла і платини отримані хімічним відновленням. Розділені атоми металу об’єднуються в кластери атомів колоїдних розмірів. 
Колоїдний поділ
- Беручи до уваги те, як він переходить у колоїдний стан:
- асоціативний – спонтанно переходить у колоїдний стан,
- дисперсні – створені примусовою дробленням дисперсної речовини.
- Беручи до уваги стан речовини:
- аерозолі – диспергуючим середовищем є газ; наприклад: туман, пил,
- золі, колоїдні розчини – дисперсійним середовищем є рідина, наприклад: піна, молоко,
- пірозолі – дисперсійним середовищем є тверда речовина; наприклад пемза, фосфорні перли.
- З огляду на морфологію:
- ізометричний, де всі три виміри (довжина, ширина, висота) рівні; наприклад: кульки, кубики,
- анізометричний, де розміри відрізняються один від одного; наприклад, стрижні, пластини.
- Беручи до уваги спорідненість колоїдних частинок до розчинника:
- ліофільні – мають високу спорідненість до розчинника, високу довговічність,
- ліофобні – мають низьку спорідненість до розчинника.
Приклади колоїдів
Емульсії – колоїдні системи, в яких і дисперсійне середовище, і дисперсна речовина знаходяться в рідкому стані. Рідини не змішуються одна з одною, а одна диспергується в іншій у вигляді дрібних крапельок. Як правило, одна фаза – вода, а інша – так звана масляна фаза. За структурою та об’ємними співвідношеннями фаз емульсії можна розділити на систему вода-в-маслі без масла, де дисперсійною фазою є масло, а дисперсною фазою є вода і, аналогічно, масло-у-воді. o/w. Аерозолі отримують диспергуванням твердої речовини (дим) або рідини (туман) у газі. Дим є результатом дроблення твердих речовин у газі, а також у результаті хімічної реакції, наприклад NH 3 + HCl -> NH 4 Cl. Тумани є результатом конденсації рідин у перенасичених парах. Приклади розмірів частинок 10–1000 Å (ангстрем), наприклад, тютюновий дим 2–10 Å, краплі в хмарах 40–100 Å. Піни отримують диспергуванням газоподібної речовини в рідині. Частинки газу розділені тонкими шарами рідини, які утворюють скелет піни. Довговічність залежить від зміцнення мембран, що розділяють частинки газу, тонкими плівками поверхнево-активних речовин . У процесі збагачення руди – флотації – велике значення має утворення піни, розмір дисперсних частинок газу та їх міцність. Поверхнево-активні речовини, додані до водної суспензії тонко подрібненої руди, утворюють з нагнітаним повітрям дрібні частинки піни, які, вибірково взаємодіючи з рудою, відокремлюють її від пустої породи.
