КОЛОИД: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДОВЕ, ПРИЛОЖЕНИЯ, ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

На колоиди са смеси, където малки неразтворими частици (наречен дисперсната фаза) са разпределени суспендирани в непрекъснато диспергиращо среда (или течност фаза). Частиците на диспергираната фаза, като тези на диспергиращата фаза, могат да бъдат газообразни, течни или твърди.

Примерите за колоиди включват мъгла, където диспергиращата среда е въздух, а диспергираната фаза е микроскопични водни капчици. Очевиден случай би бил сок, като диспергиращата среда е водата и диспергиращата фаза минералите, витамините, хидратите и т.н.

Облаците са пример за газообразни колоиди, тъй като съдържат микроскопични капки или кристали вода, суспендирани във въздуха. Източник: pexels.com

Радиусът на частиците на дисперсната фаза е между 0,001 µm и 0,1 µm (1 nm при 1000 nm). Този радиус е толкова малък, че утаяването му е много ниско, поради което колоидите се считат за стабилни смеси; въпреки че са склонни да имат мътен вид.

Колоидите имат набор от собствени характеристики, като ефекта на Тиндал. Това се състои в това, че частиците от дисперсната фаза са способни да разпръскват светлина във всички посоки.

Колоидите поради афинитета си към водата се класифицират като хидрофилни и хидрофобни. В допълнение към тях за тях съществува следната класификация: емулсия, твърда емулсия, зол, гел, пяна, твърда пяна, течен аерозол и твърд аерозол.

Характеристики на колоидите

композиция

Всички комбинации от газ, течност и твърдо вещество могат да причинят колоиди; с изключение на газови смеси, които образуват истински разтвори. Дали сместа образува колоидна дисперсия или суспензия, зависи от размера на частиците, който може да се счита за аналог на разтвореното вещество.

адсорбция

Тъй като колоидните частици са фино разделени, от това следва, че повърхността им е много голяма. Това причинява колоидните частици да адсорбират йони, както и газове, течности и твърди вещества.

електрофореза

Колоидните частици обикновено са електрически заредени; такъв е случаят с протеините и нуклеиновите киселини. Следователно, тези макромолекули могат да се движат в електрическо поле, движейки се към анода или катода, в зависимост от техния електрически заряд.

диализа

Колоидните частици имат радиус, който не им позволява да преминават през порите на диализните мембрани, което им позволява да бъдат отделени от други по-малки суспендирани частици. Тази функция се използва за отстраняване на нежелани вещества в колоидни суспензии.

Браунов движение

Колоидните частици са надарени с произволно вибрационно движение във всички посоки, тоест броуновско движение. Тази характеристика допринася за факта, че частиците не утаяват и се поддържа хомогенността и стабилността на колоидните суспензии.

Тиндалов ефект

Колоидните частици в суспензия са способни да разпръскват светлина във всички посоки, което е характерно, че разтворите не присъстват. Поради тази причина може да се наблюдава пътят на светлинен лъч, преминаващ през колоидна суспензия. Например лъч светлина, който осветява мъглата.

Видове колоиди

емулсия

Това е колоид, образуван от сместа от две несмешими течности; едната формира диспергираната фаза, а другата диспергиращата фаза. Обикновено това е маслено-водната смес.

Твърда емулсия

Това е вид колоид, при който неговата дисперсна фаза е твърдо вещество, а неговата фаза или диспергираща среда е течност.

пяна

Това е вид колоид, при който дисперсната фаза е газ, който образува мехурчета, заобиколен от диспергиращата фаза, която е течност.

Бирената пяна е пример за колоид от пяна, където течната фаза е бирената течност, а дисперсната фаза е въздушните мехурчета. Източник: Енгин Акюрт чрез Pexels.

Твърда пяна

Дисперсната фаза е газ, а диспергиращата фаза или среда е твърдо вещество. Този вид колоид се получава при направата на хляб и сирене.

Слънце и гелове

Това е колоидна система, в която диспергиращата фаза е твърда, а дисперсираната фаза е течност под формата на струпвания. Кондензацията или хидролизата на солта произвежда гел, който образува твърд материал, напълнен с течност.

Твърди се, че геловете имат плътност, подобна на течностите, но тяхната структура наподобява тази на твърдите вещества.

Течен аерозол

Това е вид колоид, при който дисперсираната фаза е течност, а диспергиращата фаза или среда е газ.

Твърд спрей

Това е колоидна система, в която дисперсираната фаза е твърдо вещество, а диспергиращата фаза или среда е газ.

Приложения

биологичен

Колоидите присъстват в клетките на живите същества. Във формите на слънца и гелове те съставят цитоплазмата и ядрото. Затова животът се разглежда като израз на наличието на колоиди.

индустриален

Колоидите се използват в бои, пластмаси, селскостопански инсектициди, мастила, цименти, сапуни, смазочни материали, перилни препарати, лепила, както и в много храни.

Боите са съставени от колоидни пигменти, диспергирани в течни разтворители, способни да образуват стабилен твърд филм, докато боята изсъхне.

Мастилото, използвано при печат във вестници, е направено от колоиден черен въглерод в масло. Междувременно мастилото в химикалките е съставено от колоиди от гел тип.

лечебен

Колоидни разтвори се използват за разширяване на обема на плазмата при пациенти с постоперативна хиповолемия. Сребърните колоиди се използват като антибиотици, които инактивират ензимите в бактерии, гъбички и вируси. За медни колоиди се отбелязва, че имат противораково действие. По същия начин живачните колоиди имат антисифилитично действие.

Колоидите са част от механизмите за доставка и транспортиране на лекарства, като хидрогели, микроемулсии, липозоми, мицели, наночастици и нанокристали.

Подове

Основните колоидни компоненти на почвите са минерални седименти под формата на глина и хумус. Почвените колоиди играят важна роля за съхранението и обмена на минерали, необходими на растенията, особено Ca ²⁺, Mg ²⁺ и K ⁺.

Сгъстители

Колоидите придават средно желаните свойства на течността на пасти за зъби, лосиони, смазочни материали и др., Осигурявайки им стабилизация и поддържане на техните фази.

храни

Колоидите могат да се считат за повсеместни в храните, тъй като те присъстват в почти всички тях. Например, яйченият белтък е колопоид, подобен на зол, който е изграден от протеинови молекули с дълги вериги, плътно навити поради водородни връзки.

Загряването на яйчния белтък нарушава протеиновите връзки и колоидният зол се трансформира в хидрогел.

Примери за колоиди

Твърда емулсия: сирене, масло и желе.

Емулсия: мляко, крем за лице и майонеза.

Пяна: крем за бръснене, бита сметана и бирена пяна.

Твърда пяна: гъба, гума и пемза.

Подметки: суров яйчен белтък, боя и китайско мастило.

Гелове: пържен яйчен белтък, топче мастило и желатин.

Течен аерозол: мъгла, мъгла, облаци и роса.

Твърд аерозол: дим, автомобилни изгорели материали и прахови частици във въздуха.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Law J., & Brar A. (15 декември 2019 г.). Колоиди. Химия LibreTexts. Възстановено от: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2020). Колоидна. Възстановено от: en.wikipedia.org
4. Чарлз Клей. (30 април 2018 г.). Характеристики на колоид. Sciencing. Възстановено от: sciaching.com
5. Конус А. (1995). Използването на колоиди в клиничната практика. Британско списание за болничната медицина, 54 (4), 155–159.
6. QuimiNet. (7 февруари 2013 г.). Колоидни разтвори и тяхното използване в медицината. Възстановено от: quiminet.com