Das Hauptthema dieses Artikels wird ein kolloidales Teilchen sein. Hier betrachten wir das Konzept der kolloidalen Lösung und der Mizellen. Machen Sie sich auch mit der wichtigsten Artenvielf alt von Partikeln im Zusammenhang mit kolloidalen Partikeln vertraut. Lassen Sie uns separat auf die verschiedenen Merkmale des untersuchten Begriffs, einige einzelne Konzepte und vieles mehr eingehen.
Einführung
Das Konzept eines kolloidalen Teilchens ist eng mit verschiedenen Lösungen verbunden. Zusammen können sie eine Vielzahl von mikroheterogenen und dispergierten Systemen bilden. Die Teilchen, die solche Systeme bilden, liegen üblicherweise in der Größenordnung von 1 bis 100 Mikron. Neben dem Vorhandensein einer Oberfläche mit klar getrennten Grenzen zwischen dem dispergierten Medium und der Phase zeichnen sich kolloidale Partikel durch die Eigenschaft geringer Stabilität aus, und die Lösungen selbst können sich nicht spontan bilden. Das Vorhandensein einer großen Vielf alt in der Struktur der inneren Struktur und Größe führt zur Schaffung einer großen Anzahl von Methoden zur Gewinnung von Partikeln.
Das Konzept eines kolloidalen Systems
In kolloidalen Lösungen können Partikel in all ihrenAggregate bilden Systeme eines dispergierten Typs, die zwischen Lösungen liegen, die als wahr und grob definiert werden. In diesen Lösungen haben Tropfen, Partikel und sogar Blasen, die die dispergierte Phase bilden, Größen von einem bis tausend nm. Sie sind in der Regel kontinuierlich in der Dicke des dispergierten Mediums verteilt und unterscheiden sich in Zusammensetzung und/oder Aggregatzustand vom ursprünglichen System. Um die Bedeutung einer solchen Begriffseinheit besser zu verstehen, ist es besser, sie vor dem Hintergrund der Systeme zu betrachten, die sie bildet.
Eigenschaften definieren
Unter den Eigenschaften kolloidaler Lösungen lassen sich die wichtigsten bestimmen:
- Bildende Partikel stören den Lichtdurchgang nicht.
- Transparente Kolloide haben die Fähigkeit, Lichtstrahlen zu streuen. Dieses Phänomen wird Tyndall-Effekt genannt.
- Die Ladung eines kolloidalen Teilchens ist für disperse Systeme gleich, weshalb sie in Lösung nicht auftreten können. Bei der Brownschen Bewegung können dispergierte Teilchen nicht ausfallen, was darauf zurückzuführen ist, dass sie im Flugzustand geh alten werden.
Haupttypen
Grundlegende Klassifikationseinheiten kolloidaler Lösungen:
- Eine Suspension von festen Partikeln in Gasen wird als Rauch bezeichnet.
- Eine Suspension von flüssigen Partikeln in Gasen nennt man Nebel.
- Aus kleinen Partikeln fester oder flüssiger Art, die in einem gasförmigen Medium suspendiert sind, wird ein Aerosol gebildet.
- Eine Gassuspension in Flüssigkeiten oder Feststoffen nennt man Schaum.
- Emulsion ist eine flüssige Suspension in einer Flüssigkeit.
- Sol ist ein verteiltes Systemultramikroheterogener Typ.
- Gel ist eine Suspension aus 2 Komponenten. Die erste erzeugt ein dreidimensionales Gerüst, dessen Hohlräume mit verschiedenen Lösungsmitteln mit niedrigem Molekulargewicht gefüllt werden.
- Eine Suspension fester Partikel in Flüssigkeiten wird als Suspension bezeichnet.
In all diesen kolloidalen Systemen können die Partikelgrößen je nach Herkunft und Aggregatzustand stark variieren. Aber trotz einer so unterschiedlichen Anzahl von Systemen mit unterschiedlichen Strukturen sind sie alle kolloidal.
Artenvielf alt der Partikel
Primärpartikel mit kolloidalen Abmessungen werden nach der Art ihrer inneren Struktur in folgende Typen eingeteilt:
- Suspensoide. Sie werden auch als irreversible Kolloide bezeichnet, die für längere Zeit nicht alleine existieren können.
- Mizellare Kolloide oder auch Halbkolloide genannt.
- Reversible Kolloide (molekular).
Die Prozesse der Bildung dieser Strukturen sind sehr unterschiedlich, was den Prozess des Verständnisses auf einer detaillierten Ebene, auf der Ebene der Chemie und Physik, erschwert. Kolloidale Partikel, aus denen solche Lösungen gebildet werden, haben extrem unterschiedliche Formen und Bedingungen für den Prozess der Bildung eines integralen Systems.
Bestimmung von Suspensoiden
Suspensoide sind Lösungen mit Metallelementen und deren Variationen in Form von Oxiden, Hydroxiden, Sulfiden und anderen Salzen.
Alledie konstituierenden Teilchen der vorgenannten Substanzen haben ein molekulares oder ionisches Kristallgitter. Sie bilden eine Phase einer dispergierten Art von Substanz - ein Suspensoid.
Ein Unterscheidungsmerkmal, das es ermöglicht, sie von Suspensionen zu unterscheiden, ist das Vorhandensein eines höheren Dispersionsindex. Aber sie sind durch das Fehlen eines Stabilisierungsmechanismus für die Dispersion miteinander verbunden.
Die Irreversibilität von Suspensoiden erklärt sich aus der Tatsache, dass das Sediment ihres Dampfprozesses es einer Person nicht erlaubt, wieder Sole zu bekommen, indem ein Kontakt zwischen dem Sediment selbst und dem dispergierten Medium hergestellt wird. Alle Suspensoide sind lyophob. In solchen Lösungen werden kolloidale Partikel genannt, die mit Metallen und Salzderivaten verwandt sind, die zerkleinert oder kondensiert wurden.
Die Herstellungsweise unterscheidet sich nicht von den beiden Arten, wie disperse Systeme immer entstehen:
- Gewinnung durch Dispersion (Zerkleinern großer Körper).
- Die Methode der Kondensation ionischer und molekular gelöster Stoffe.
Bestimmung mizellarer Kolloide
Mizellare Kolloide werden auch als Halbkolloide bezeichnet. Die Partikel, aus denen sie entstehen, können entstehen, wenn eine ausreichende Konzentration an Molekülen vom amphiphilen Typ vorhanden ist. Solche Moleküle können nur Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht bilden, indem sie sie zu einem Aggregat eines Moleküls - einer Mizelle - verbinden.
Moleküle amphiphiler Natur sind Strukturen, die aus einem Kohlenwasserstoffrest mit ähnlichen Parametern und Eigenschaften wie ein unpolares Lösungsmittel und einer hydrophilen Gruppe bestehen, dieauch polar genannt.
Micellen sind spezifische Agglomerationen von Molekülen mit regelmäßigen Abständen, die hauptsächlich durch den Einsatz von Dispersionskräften zusammengeh alten werden. Micellen entstehen beispielsweise in wässrigen Lösungen von Waschmitteln.
Bestimmung molekularer Kolloide
Molekularkolloide sind hochmolekulare Verbindungen natürlichen und synthetischen Ursprungs. Das Molekulargewicht kann von 10.000 bis zu mehreren Millionen reichen. Molekülfragmente solcher Substanzen haben die Größe eines kolloidalen Teilchens. Die Moleküle selbst werden Makromoleküle genannt.
Verbindungen eines makromolekularen Typs, die einer Verdünnung unterliegen, werden als wahr, homogen bezeichnet. Sie fangen bei extremer Verdünnung an, der allgemeinen Reihe von Gesetzen für verdünnte Formulierungen zu gehorchen.
Kolloidale Lösungen des molekularen Typs zu bekommen ist eine ziemlich einfache Aufgabe. Es genügt, die Trockensubstanz und das entsprechende Lösungsmittel in Kontakt zu bringen.
Die unpolare Form von Makromolekülen kann sich in Kohlenwasserstoffen lösen, während die polare Form sich in polaren Lösungsmitteln lösen kann. Ein Beispiel für letzteres ist das Auflösen verschiedener Proteine in einer Lösung aus Wasser und Salz.
Reversibel Diese Substanzen werden aufgrund der Tatsache genannt, dass sie durch Verdunstung unter Zugabe neuer Portionen trockener Rückstände dazu führen, dass molekulare kolloidale Partikel die Form einer Lösung annehmen. Der Prozess ihrer Auflösung muss ein Stadium durchlaufen, in dem er anschwillt. Es ist ein charakteristisches Merkmal, das molekulare Kolloide auszeichnetvor dem Hintergrund anderer oben diskutierter Systeme.
Beim Quellprozess dringen die Moleküle, die das Lösungsmittel bilden, in die feste Dicke des Polymers ein und drücken dabei die Makromoleküle auseinander. Letztere beginnen aufgrund ihrer Größe langsam in Lösungen zu diffundieren. Äußerlich ist dies an einer Erhöhung des Volumenwertes von Polymeren zu beobachten.
Mizellengerät
Mizellen des kolloidalen Systems und ihre Struktur lassen sich leichter untersuchen, wenn wir den Formungsprozess berücksichtigen. Nehmen wir als Beispiel ein AgI-Partikel. In diesem Fall werden bei der folgenden Reaktion kolloidale Partikel gebildet:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Moleküle von Silberjodid (AgI) bilden praktisch unlösliche Teilchen, in denen das Kristallgitter durch Silberkationen und Jodanionen gebildet wird.
Die resultierenden Partikel haben zunächst eine amorphe Struktur, aber dann, wenn sie allmählich kristallisieren, nehmen sie eine dauerhafte Erscheinungsstruktur an.
Wenn Sie AgNO3 und KI in ihren jeweiligen Äquivalenten einnehmen, werden kristalline Partikel wachsen und beträchtliche Größen erreichen, die sogar die Größe der kolloidalen Partikel selbst übertreffen, und zwar schnell Niederschlag.
Wenn Sie eine der Substanzen im Übermaß einnehmen, können Sie daraus künstlich einen Stabilisator herstellen, der über die Stabilität von kolloidalen Silberjodidpartikeln Auskunft gibt. Bei zu viel AgNO3die Lösung enthält mehr positive Silberionen und NO3-. Es ist wichtig zu wissen, dass der Prozess der Bildung von AgI-Kristallgittern der Panet-Fajans-Regel gehorcht. Daher kann es nur in Gegenwart von Ionen ablaufen, aus denen diese Substanz besteht, die in dieser Lösung durch Silberkationen dargestellt werden (Ag+).
Positive Argentum-Ionen werden weiterhin auf der Ebene der Bildung des Kristallgitters des Kerns vervollständigt, der fest in die Mizellenstruktur eingeschlossen ist und das elektrische Potential kommuniziert. Aus diesem Grund werden die Ionen, die zum Aufbau des Kerngitters verwendet werden, als potentialbestimmende Ionen bezeichnet. Während der Bildung eines kolloidalen Partikels - Micellen - gibt es andere Merkmale, die den einen oder anderen Verlauf des Prozesses bestimmen. Hier wurde jedoch alles anhand eines Beispiels mit Nennung der wichtigsten Elemente betrachtet.
Einige Konzepte
Der Begriff kolloidales Teilchen steht in engem Zusammenhang mit der Adsorptionsschicht, die gleichzeitig mit Ionen potentialbestimmender Art bei der Adsorption der Gesamtmenge an Gegenionen gebildet wird.
Ein Granulat ist eine Struktur, die aus einem Kern und einer Adsorptionsschicht besteht. Es hat ein elektrisches Potential mit dem gleichen Vorzeichen wie das E-Potential, aber sein Wert ist kleiner und hängt vom Anfangswert der Gegenionen in der Adsorptionsschicht ab.
Die Koagulation von kolloidalen Partikeln ist ein Prozess, der Koagulation genannt wird. In dispergierten Systemen führt es zur Bildung kleiner Partikelgrößere. Der Prozess ist gekennzeichnet durch Kohäsion zwischen kleinen Strukturkomponenten, um koagulative Strukturen zu bilden.
