Kolloide

Wenn Salz dem Wasser zugesetzt wird, löst es sich zu einer Lösung auf. Umgekehrt, wenn Sand zu Wasser gegeben und gerührt wird, verteilen sich die Sandpartikel in der Flüssigkeit, um eine Suspension zu bilden, und setzen sich schließlich am Boden ab.

Wenn jedoch Mehl dem Wasser zugesetzt wird, trübt sich das Wasser. Dies liegt daran, dass Mehl und Wasser eine kolloidale Dispersion oder ein Kolloid bilden.

Ein Kolloid ist ein Gemisch, bei dem Partikel einer gelösten Substanz in einem lösungsmittelähnlichen Medium fein dispergiert werden.

Die dispergierten Partikel und das Dispergiermedium können eine beliebige Kombination aus fest und flüssig sein, wie Opal, flüssig und flüssig, wie Milch, flüssig und gasförmig, wie Schlagsahne, mit der Ausnahme, dass sie nicht beide Gase sein können.

Die Eigenschaften eines Kolloids liegen zwischen denen von Suspensionen und Lösungen.

Kolloide sind heterogene Gemische wie Suspensionen, im Gegensatz zu Lösungen, die homogen sind.

Mit einer Größe von 5 bis 1000 Nanometern sind kolloidale Partikel viel größer als die üblichen gelösten Moleküle, die etwa 1 Nanometer oder weniger groß sind, und kleiner als suspendierte Partikel, die 10.000 Nanometer oder größer sind.

Ein Laserstrahl, der eine Lösung durchdringt, ist unsichtbar, aber in einer kolloidalen Dispersion leicht zu erkennen. Dies liegt daran, dass die kolloidalen Partikel groß genug sind, um das Licht zu streuen, während die gelösten Partikel zu klein sind, um dies zu tun.

Diese Streuung des Lichts durch kolloidale Teilchen wird als Tyndall-Effekt bezeichnet.

Kolloidale Partikel können stabil im Medium verteilt bleiben, indem sie mit anderen Molekülen kollidieren und sich ständig auf einer zufälligen Bahn bewegen. Diese Bewegung wird als Brownsche Bewegung bezeichnet.

Werden eine Suspension, eine Lösung und ein Kolloid zentrifugiert, trennt sich nur die Suspension.

Kolloide auf Wasserbasis können hydrophil, wasserliebend oder hydrophob und wasserfürchtend sein.

Wenn zum Beispiel Agar, ein Algenextrakt, zu heißem Wasser gegeben wird, bildet er ein hydrophiles Kolloid.

Hydrophobe Kolloide wie Öl und Essig sind in Wasser instabil und neigen dazu, sich zu trennen.

Solche kolloidalen Dispersionen können durch Zugabe anderer Substanzen, die sich an die Oberflächen der kolloidalen Partikel anlagern, stabilisiert werden. Bei diesen Additiven kann es sich um Ionen handeln, die andere Ionen auf benachbarten kolloidalen Partikeln abstoßen, um dispergiert zu bleiben.

Andere Additive können die Oberfläche der Kolloidpartikel mit hydrophilen Gruppen überziehen. Zum Beispiel hat Natriumstearat, eine Art Seife, ein Natriumion zusammen mit einem polaren Kopf und einem langen unpolaren Fettsäureschwanz

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In Wasser aggregieren die Seifenmoleküle in Kugeln, so dass ihre hydrophoben Schwänze nach innen zeigen, während ihre geladenen hydrophilen Köpfe nach außen zeigen. Diese kugelförmigen Strukturen werden Mizellen genannt.

Die hydrophoben Schwänze schließen das unpolare Öl in den Mizellen ein, während die hydrophile Außenseite mit Wasser interagiert. Dies erklärt die Phänomene, die auftreten, wenn Seife mit Wasser gewaschen und Öl entfernt wird.