KOLLOID: JELLEMZŐK, TÍPUSOK, ALKALMAZÁSOK, PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

A kolloidok olyan keverékek, amelyekben apró oldhatatlan részecskék (úgynevezett diszperziós fázis) szét vannak szuszpendálva egy folyamatos diszpergáló közegben (vagy folyadékfázisban). A diszpergált fázis részecskéi, hasonlóan a diszpergáló fázis részecskéi, lehetnek gáz halmazállapotúak, folyékonyak vagy szilárd jellegűek.

A kolloidokra példa a köd, ahol a diszpergáló közeg levegő és a diszpergált fázis mikroszkopikus vízcseppek. Nyilvánvaló eset lehet egy lé, amelynek diszpergáló közege a víz, és a diszpergáló fázis az ásványi anyagok, vitaminok, hidrátok stb.

A felhők példa a gáznemű kolloidokra, mivel mikroszkopikus cseppeket vagy vízkristályokat tartalmaznak a levegőben szuszpendálva. Forrás: pexels.com

A diszpergált fázis részecskék sugara 0,001 μm és 0,1 μm között van (1 nm 1000 nm-nél). Ez a sugár olyan kicsi, hogy üledékessége nagyon alacsony, ezért a kolloidokat stabil keverékeknek tekintik; bár általában zavaros megjelenésűek.

A kolloidok sajátos tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a Tyndall-hatás. Ez a diszpergált fázisú részecskékből áll, amelyek minden irányban képesek a fény szórására.

A vízzel való affinitása miatt a kolloidokat hidrofil és hidrofób kategóriába sorolják. Ezen kívül ezekre a következő osztályozás létezik: emulzió, szilárd emulzió, szol, gél, hab, szilárd hab, folyékony aeroszol és szilárd aeroszol.

A kolloidok jellemzői

Fogalmazás

A gáz, a folyékony és a szilárd anyag kombinációja kolloidokat okozhat; kivéve azokat a gázkeverékeket, amelyek valódi oldatokat képeznek. Az, hogy a keverék kolloid diszperziót vagy szuszpenziót képez-e, a részecskék méretétől függ, amelyet az oldott anyaggal analógnak lehet tekinteni.

Adszorpció

Mivel a kolloid részecskék finoman el vannak osztva, ebből következik, hogy felületük nagyon nagy. Ennek következtében a kolloid részecskék adszorbeálnak ionokat, valamint gázokat, folyadékokat és szilárd anyagokat.

elektroforézis

A kolloid részecskék általában elektromosan töltöttek; ilyen a fehérjék és a nukleinsavak. Ezért ezek a makromolekulák elektromos mezőben mozoghatnak, az anód vagy a katód felé, az elektromos töltésüktől függően.

Dialízis

A kolloid részecskék sugara olyan, hogy megakadályozzák őket a dialízis membrán pórusán áthaladva, és lehetővé tegyék őket, hogy elválaszthassák őket más kisebb szuszpendált részecskéktől. Ezt a funkciót használják a nemkívánatos anyagok eltávolítására a kolloid szuszpenziókban.

Brown-mozgalom

A kolloid részecskék minden irányba véletlenszerű vibrációs mozgással bírnak, azaz Brown-mozgással. Ez a tulajdonság hozzájárul ahhoz, hogy a részecskék nem ülepednek, és hogy a kolloid szuszpenziók homogenitása és stabilitása megmarad.

Tyndall hatás

A szuszpenzióban levő kolloid részecskék minden irányba képesek a fény szórására, ez a jellemző az, hogy az oldatok nem jelennek meg. Ezért megfigyelhető egy kolloid szuszpenzión áthaladó fénysugár útja. Például egy fénysugár, amely megvilágítja a ködöt.

A kolloidok típusai

Emulzió

Ez egy kolloid, amelyet két nem elegyedő folyadék keveréke alkot; az egyik a diszpergált fázist, a másik a diszpergáló fázist képezi. Ez általában az olaj-víz keverék típusa.

Szilárd emulzió

Ez egy olyan típusú kolloid, amelyben diszpergált fázisa szilárd, fázisa vagy diszpergáló közege folyadék.

Hab

Ez egy olyan típusú kolloid, amelyben a diszpergált fázis olyan gáz, amely buborékot képez, amelyet a diszpergáló fázis vesz körül, amely folyadék.

A sörhab egy habos típusú kolloid példája, ahol a folyékony fázis a sörfolyadék, és a diszpergált fázis légbuborékok. Forrás: Akyurt motor Pexels-en keresztül.

Szilárd hab

A diszpergált fázis gáz, a diszpergáló fázis vagy közeg szilárd anyag. Az ilyen típusú kolloidot kenyér és sajt előállításánál állítják elő.

Napok és gélek

Ez egy kolloid rendszer, amelyben a diszpergáló fázis szilárd, és a diszpergált fázis folyadék klaszterek formájában. A szol kondenzációja vagy hidrolízise során gélt kapunk, amely szilárd anyagot képez folyadékkal megtöltve.

Azt mondják, hogy a gélek sűrűsége hasonló a folyadékokhoz, de szerkezetük hasonló a szilárd anyagokéhoz.

Folyékony aeroszol

Ez egy olyan kolloid típus, amelyben a diszpergált fázis folyadék, és a diszpergáló fázis vagy közeg gáz.

Szilárd spray

Ez egy kolloid rendszer, amelyben a diszpergált fázis szilárd anyag, a diszpergáló fázis vagy közeg pedig gáz.

Alkalmazások

Biológiai

A kolloidok jelen vannak az élőlények sejtjeiben. Napok és gélek formájában képezik a citoplazmát és a magot. Ezért az élet a kolloidok jelenlétének kifejezése.

Ipari

A kolloidokat használnak festékekben, műanyagokban, rovarirtó szerekhez a mezőgazdaságban, tintákban, cementekben, szappanokban, kenőanyagokban, mosó- és tisztítószerekben, ragasztókban, valamint számos élelmiszerben.

A festékek folyékony oldószerekben diszpergált kolloid pigmentekből állnak, amelyek képesek stabil szilárd filmet képezni a festék megszáradásakor.

Az újságnyomtatáshoz használt tinta kolloid fekete szénből készül olajban. Eközben a tollban lévő tinta gél típusú kolloidokból áll.

gyógyhatású

Kolloid oldatokat alkalmaznak plazma térfogatnövelésére posztoperatív hypovolemiaban szenvedő betegekben. Az ezüst kolloidokat antibiotikumokként használják, amelyek inaktiválják a baktériumok, gombák és vírusok enzimeit. A rézkolloidok rákellenes aktivitással bírnak. Hasonlóképpen, a higanykolloidok antiszifilitikus hatásúak.

A kolloidok a gyógyszer-leadó és szállító mechanizmusok részei, például hidrogélek, mikroemulziók, liposzómák, micellák, nanorészecskék és nanokristályok.

szintjei

A talaj fő kolloid komponensei az ásványi üledékek agyag és humusz formájában. A talaj kolloidjai fontos szerepet játszanak a növényekben szükséges ásványi anyagok, különösen a Ca ²⁺, Mg ²⁺ és K ⁺ tárolásában és cseréjében.

Sűrítőszerek

A kolloidok a közepes kívánt folyási tulajdonságokat biztosítják a fogkrémekhez, testápolókhoz, kenőanyagokhoz stb., Biztosítva számukra a fázisuk stabilizálását és fenntartását.

élelmiszerek

A kolloidok mindenütt jelen vannak az élelmiszerekben, mivel szinte mindegyikben megtalálhatók. Például a tojásfehérje egy szol-szerű kolloid, amely hosszú láncú fehérjemolekulákból áll, amelyek hidrogénkötések miatt szorosan vannak feltekerve.

A tojásfehérje melegítése megszakítja a fehérjekötéseket és a kolloid szol hidrogéllé alakul.

Példák kolloidokra

Szilárd emulzió: sajt, vaj és zselé.

Emulzió: tej, arckrém és majonéz.

Hab: borotvakrém, tejszínhab és sörhab.

Szilárd hab: szivacs, gumi és horzsakő.

Talpak: nyers tojásfehérje, festék és kínai tinta.

Gélek: sült tojásfehérje, golyóstoll és zselatin.

Folyékony aeroszol: köd, köd, felhők és harmat.

Szilárd aeroszol: füst, autó kipufogógázok és részecskék a levegőben.

Irodalom

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
2. Law, J. és Brar A. (2019. december 15.). Kolloidok. Kémia LibreTexts. Helyreállítva: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2020). Kolloid. Helyreállítva: en.wikipedia.org
4. Charles Clay. (2018. április 30.). A kolloid tulajdonságai. Sciencing. Helyreállítva: sciencing.com
5. Cone A. (1995). A kolloidok alkalmazása a klinikai gyakorlatban. A kórházi orvoslásról szóló brit folyóirat, 54 (4), 155–159.
6. QuimiNet. (2013. február 7). Kolloid oldatok és felhasználásuk a gyógyászatban. Helyreállítva: quiminet.com