El tema principal d'aquest article serà una partícula col·loïdal. Aquí considerarem el concepte de solució col·loïdal i micel·les. I també familiaritzar-se amb la diversitat d'espècies principals de partícules relacionades amb col·loïdals. Detenem per separat les diferents característiques del terme en estudi, alguns conceptes individuals i molt més.
Introducció
El concepte de partícula col·loïdal està estretament relacionat amb diverses solucions. Junts, poden formar una varietat de sistemes microheterogenis i dispersos. Les partícules que formen aquests sistemes solen oscil·lar entre una i cent micres. A més de la presència d'una superfície amb límits clarament separats entre el medi dispers i la fase, les partícules col·loïdals es caracteritzen per la propietat de baixa estabilitat, i les solucions en si no es poden formar espontàniament. La presència d'una gran varietat en l'estructura de l'estructura interna i les mides provoca la creació d'un gran nombre de mètodes per obtenir partícules.
El concepte de sistema col·loïdal
En solucions col·loïdals, partícules en tots els seusels agregats formen sistemes de tipus dispers, que són intermedis entre solucions, que es defineixen com a vertaderes i gruixudes. En aquestes solucions, les gotes, les partícules i fins i tot les bombolles que formen la fase dispersa tenen mides d'un a mil nm. Es distribueixen en el gruix del medi dispers, per regla general, continus, i es diferencien del sistema original en composició i/o estat d'agregació. Per entendre millor el significat d'aquesta unitat terminològica, és millor considerar-la en el context dels sistemes que forma.
Definir propietats
Entre les propietats de les solucions col·loïdals, es poden determinar les principals:
- La formació de partícules no interfereix amb el pas de la llum.
- Els col·loides transparents tenen la capacitat de dispersar els raigs de llum. Aquest fenomen s'anomena efecte Tyndall.
- La càrrega d'una partícula col·loïdal és la mateixa per als sistemes dispersos, per la qual cosa no poden aparèixer en solució. En el moviment brownià, les partícules disperses no poden precipitar, la qual cosa es deu al seu manteniment en estat de vol.
Tipus principals
Unitats bàsiques de classificació de les solucions col·loïdals:
- Una suspensió de partícules sòlides en gasos s'anomena fum.
- Una suspensió de partícules líquides en gasos s'anomena boira.
- A partir de petites partícules de tipus sòlid o líquid, suspeses en un medi gasós, es forma un aerosol.
- Una suspensió de gas en líquids o sòlids s'anomena escuma.
- L'emulsió és una suspensió líquida en un líquid.
- Sol és un sistema disperstipus ultramicroheterogeni.
- Gel és una suspensió de 2 components. El primer crea un marc tridimensional, els buits del qual s'ompliran amb diversos dissolvents de baix pes molecular.
- Una suspensió de partícules de tipus sòlid en líquids s'anomena suspensió.
En tots aquests sistemes col·loïdals, la mida de les partícules pot variar molt depenent de la seva naturalesa d'origen i estat d'agregació. Però fins i tot malgrat un nombre tan divers de sistemes amb estructures diferents, tots són col·loïdals.
Diversitat d'espècies de partícules
Les partícules primàries amb dimensions col·loïdals es divideixen en els tipus següents segons el tipus d'estructura interna:
- Suspensoides. També s'anomenen col·loides irreversibles, que no poden existir per si mateixos durant llargs períodes de temps.
- Col·loides de tipus micel·lar o, com també s'anomenen, semi-coloides.
- Coloides de tipus reversible (moleculars).
Els processos de formació d'aquestes estructures són molt diferents, la qual cosa complica el procés d'entendre-les a nivell detallat, a nivell de química i física. Les partícules col·loïdals, a partir de les quals es formen aquest tipus de solucions, tenen formes i condicions extremadament diferents per al procés de formació d'un sistema integral.
Determinació de suspensoides
Els suspensoides són solucions amb elements metàl·lics i les seves variacions en forma d'òxid, hidròxid, sulfur i altres sals.
Totsles partícules constituents de les substàncies esmentades tenen una xarxa cristal·lina molecular o iònica. Formen una fase d'un tipus de substància dispersa: un suspensoide.
Una característica distintiva que permet distingir-les de les suspensions és la presència d'un índex de dispersió més elevat. Però estan interconnectats per la manca d'un mecanisme d'estabilització per a la dispersió.
La irreversibilitat dels suspensoides s'explica pel fet que el sediment del procés de la seva cocció al vapor no permet que una persona torni a obtenir sols creant contacte entre el propi sediment i el medi dispers. Tots els suspensoides són liòfobs. En aquestes solucions s'anomenen partícules col·loïdals relacionades amb metalls i derivats de la sal que s'han triturat o condensat.
El mètode de producció no és diferent de les dues maneres en què sempre es creen els sistemes dispersos:
- Obtenció per dispersió (molida de grans cossos).
- El mètode de condensació de substàncies iòniques i dissoltes molecularment.
Determinació de col·loides micel·lars
Els col·loides micel·lars també s'anomenen semi-coloides. Les partícules a partir de les quals es creen poden sorgir si hi ha un nivell suficient de concentració de molècules de tipus amfifílic. Aquestes molècules només poden formar substàncies de baix pes molecular associant-les a un agregat d'una molècula: una micel·la.
Les molècules de naturalesa amfifílica són estructures constituïdes per un radical hidrocarbur amb paràmetres i propietats semblants a un dissolvent no polar i un grup hidròfil, quetambé anomenat polar.
Les micel·les són aglomeracions específiques de molècules regularment espaiades que es mantenen juntes predominantment mitjançant l'ús de forces dispersives. Les micel·les es formen, per exemple, en solucions aquoses de detergents.
Determinació de col·loides moleculars
Els col·loides moleculars són compostos d' alta molècula d'origen tant natural com sintètic. El pes molecular pot oscil·lar entre 10.000 i diversos milions. Els fragments moleculars d'aquestes substàncies tenen la mida d'una partícula col·loïdal. Les mateixes molècules s'anomenen macromolècules.
Els compostos de tipus macromolecular subjectes a dilució s'anomenen veritables, homogenis. Ells, en el cas de la dilució extrema, comencen a obeir la sèrie general de lleis per a formulacions diluïdes.
Aconseguir solucions col·loïdals de tipus molecular és una tasca bastant senzilla. N'hi ha prou de posar en contacte la substància seca i el dissolvent corresponent.
La forma no polar de les macromolècules es pot dissoldre en hidrocarburs, mentre que la forma polar es pot dissoldre en dissolvents polars. Un exemple d'això últim és la dissolució de diverses proteïnes en una solució d'aigua i sal.
Reversibles aquestes substàncies s'anomenen pel fet que sotmetre-les a evaporació amb l'addició de noves porcions de residus secs fa que les partícules col·loïdals moleculars prenguin forma de solució. El procés de la seva dissolució ha de passar per una etapa en la qual s'infla. És un tret característic que distingeix els col·loides molecularsamb el rerefons d' altres sistemes comentats anteriorment.
En el procés d'inflor, les molècules que formen el dissolvent penetren en el gruix sòlid del polímer i, per tant, separen les macromolècules. Aquests últims, per la seva gran mida, comencen a difondre's lentament en solucions. Externament, això es pot observar amb un augment del valor volumètric dels polímers.
Dispositiu micel·la
Les micel·les del sistema col·loïdal i la seva estructura seran més fàcils d'estudiar si tenim en compte el procés de formació. Prenem com a exemple una partícula AgI. En aquest cas, es formaran partícules de tipus col·loïdal durant la següent reacció:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Les molècules de iodur de plata (AgI) formen partícules pràcticament insolubles, dins de les quals la xarxa cristal·lina estarà formada per cations de plata i anions de iode.
Les partícules resultants tenen inicialment una estructura amorfa, però després, a mesura que es cristal·litzen gradualment, adquireixen una estructura d'aspecte permanent.
Si preneu AgNO3 i KI en els seus respectius equivalents, aleshores les partícules cristal·lines creixeran i assoliran mides significatives, superant fins i tot la mida de la partícula col·loïdal en si, i després ràpidament precipitar.
Si preneu una de les substàncies en excés, podeu fer-ne artificialment un estabilitzador, que informarà sobre l'estabilitat de les partícules col·loïdals de iodur de plata. En cas d'excés AgNO3la solució contindrà més ions de plata positius i NO3-. És important saber que el procés de formació de les xarxes cristal·lines AgI obeeix a la regla de Panet-Fajans. Per tant, només és capaç de procedir en presència d'ions que formen aquesta substància, que en aquesta solució estan representats per cations de plata (Ag+)..
Els ions Argentum positius es continuaran completant al nivell de formació de la xarxa cristal·lina del nucli, que està fermament inclosa a l'estructura de la micel·la i comunica el potencial elèctric. És per aquest motiu que els ions que s'utilitzen per completar la construcció de la xarxa nuclear s'anomenen ions determinants de potencial. Durant la formació d'una partícula col·loïdal -micel·les- hi ha altres característiques que determinen un o altre curs del procés. No obstant això, tot es va considerar aquí utilitzant un exemple amb la menció dels elements més importants.
Alguns conceptes
El terme partícula col·loïdal està estretament relacionat amb la capa d'adsorció, que es forma simultàniament amb ions de tipus determinant del potencial, durant l'adsorció de la quantitat total de contraions.
Un grànul és una estructura formada per un nucli i una capa d'adsorció. Té un potencial elèctric del mateix signe que el potencial E, però el seu valor serà més petit i depèn del valor inicial dels contraions a la capa d'adsorció.
La coagulació de partícules col·loïdals és un procés anomenat coagulació. En sistemes dispersos, condueix a la formació de petites partículesmés grans. El procés es caracteritza per la cohesió entre petits components estructurals per formar estructures coagulatives.
