kolloid
A kolloid (görögből colla "Ragasztó" és eidos "Alak, megjelenés") olyan klaszterek (legfeljebb 50 000 atomot tartalmazó részecskék) vagy kis szilárd anyagok (> 50 000 atomot tartalmazó részecskék) rendszere, amelyek finom eloszlásúak a közegben. Ennek az úgynevezett kolloid-diszperz fázisnak a részecskéi általában 1 és 1000 nm közötti méretűek legalább egy dimenzióban, és magát a közeget diszperziós közegnek nevezik. A kolloidokkal foglalkozó kémia területe a kolloid kémia.
További ajánlott szakismeretek
Mi a skálám érzékenysége?
Magasabb mérési teljesítmény 6 egyszerű lépésben
Biztonságos mérési tartomány a pontos eredmények érdekében
Tartalomjegyzék
Fogalommeghatározások és formák
A diszperziós fázis és a diszperziós közeg egyaránt lehet szilárd, folyékony vagy gáz. Kombinációjuktól és néhány további tulajdonságuktól függően különböző kifejezéseket használnak a kolloidok specifikus formáira, amelyek többsége idősebb, mint maga a kolloidé, ezért ez egy olyan kollektív kifejezés, amelyet általában csak nagyon homályosan lehet meghatározni. A merev meghatározás a formák sokfélesége miatt nem lenne túl hatékony, ami azt jelenti, hogy a kolloid kifejezés - bizonyos körülmények között - nagy önkénynek van kitéve, vagy legalábbis ilyennek tekintik. A kolloid tartalmának megértése ezért általában csak példák összegyűjtésével és specifikus kolloid tulajdonságainak hangsúlyozásával érhető el.
Az anyagok gázban való diszperzióit, például ködöt, ködöt vagy füstöt, aeroszolnak nevezzük. Az anyag típusától függően megkülönböztetünk folyékony és szilárd részecskék aeroszoljait.
Egy másik csoport egy folyadék diszperziójából áll egy másik folyadékban, feltéve, hogy a kettő nem keverhető egymással. Példák ezekre az úgynevezett emulziókra számos kozmetikum, tej vagy majonéz. Ha kettőnél több anyag van, vagyis úgynevezett több kolloid, akkor az egyik több emulzióról beszél.
Ezzel szemben a legkisebb szilárd részecskék diszperzióit egy folyadékban nevezzük Sol, kolloid oldat vagy kolloid szuszpenzió. Ide tartoznak például a kolloid arany, a kolloid ezüst, az iszap, a festékek és a lakkok. A kolloid oldatok a valódi (molekulárisan diszpergálódó) és a szuszpenziók (nagyjából diszpergálódó) között állnak. Ha a diszperziós fázis koncentrációja olyan magas, hogy nincs vagy csak nagyon csekély a folyékonyság, akkor pasztának hívják. Ha hosszú láncú makromolekulák vesznek részt az egyes részecskék, például zselé vagy ragasztó helyett, ezt gélnek nevezik.
A felületaktív anyagok (felületaktív anyagok) aggregálódnak egy oldószerben, ezért az eredményt micellának vagy asszociációs kolloidnak nevezik. Rendezett szerkezetek kialakításakor folyékony kristályokról beszélünk.
A tejkvarc példája a folyadék szilárd anyagban való diszperziójának. Egy másik csoport a szilárd anyagok szilárd anyagokban való diszperziói (szilárd diszperziók), például opálüvegben, fekete gyémántban vagy színes műanyagokban. Ha a diszperz fázis gáz, akkor habról (folyékony) vagy szilárd habról (szilárd) beszélünk.
Az eloszlás típusa szerinti megkülönböztetés is lehetséges. Ha a diszperziós fázis és a diszpergálószer egyértelműen megkülönböztethető, akkor ez egy egyszerű kolloid. Ha azonban a hozzárendelés egyértelmű lehetősége nélkül összefonódó hálózatokat alkotnak, akkor hálózati kolloidokról beszélünk.
A kolloidok nagyságrendje változó, és például emulziók esetén az 1000 nm-es határ felett is lehet. Ezenkívül csak legalább egy dimenzióra vonatkozik, így megkülönböztethető a kolloidok szerkezetében is. A kaolinit példa egy nagyon vékony lemezes agyagásványra, ezért kolloid rendszert is alkot. Ez vonatkozik azokra a szálszerű vagy hálózatszerű struktúrákra is, amelyek kolloid dimenziókkal rendelkeznek két térbeli irányban. A kolloidoknak tehát nem feltétlenül kell egyedi részecskékből állniuk. Az egy nanométer körüli alsó határ némileg szembetűnőbb, mivel a molekulárisan diszpergált rendszerek tulajdonságaira meglehetősen egységes átmenet következik be.
elnevezéstan
A megközelítőleg azonos szemcseméretű diszperz rendszereket monodiszperznek vagy izodiszperznek, a különböző részecskeméretűeket polidiszperzeknek.
jellemzők
A felszíni kémia hatásai a térfogatukhoz viszonyítva nagyon nagy interfészek miatt különleges szerepet játszanak a kolloidokban. A kolloidoknak általában Tyndall-hatása is van.
sztori
A kolloidokat már az emberiség használta, amikor még nem volt tudomásunk arról, hogy mi is ez valójában. A kolloidok intenzív tudományos vitáját azonban csak nemrégiben rögzítették.
A kolloid arany formáit az alkimisták már ismerték, és Pierre Joseph Macquer 1744-ben azt gyanította, hogy ez az arany finom eloszlása lehet egy diszperzióban. Selmi 1845-ben végezte el első empirikus tanulmányait, majd 1856-ban Michael Faraday kolloid arannyal végzett kísérleteit követte. A kolloid szót 1861-ben Thomas Graham találta ki, aki azonban olyan anyagokhoz használta, amelyek lassan diffundálnak a porózus membránokon keresztül, például tipikusan ragasztó. Hosszú ideig azonban hiányoztak az elméleti ismeretek a kolloid tulajdonságok magyarázatához, valamint a kolloidok célzott előállításának technikai lehetőségeihez, amelyek könnyen jellemezhetők és mindenekelőtt sajátosságaikban reprodukálhatók.
A kolloid rendszerek kinetikai elméletét először Marian Smoluchowski hozta létre.
A kolloidok kémiáját és tulajdonságait különösen Zsigmondy Richárd (1925-es Nobel-díj) és munkatársai tanulmányozták.