Colloïdes

Lorsque le sel est ajouté à l'eau, il se dissout pour former une solution. Inversement, lorsque du sable est ajouté à l'eau et agité, les particules de sable se répandent dans le liquide pour former une suspension, et enfin s'installent au fond. Cependant, lorsque de la farine est ajoutée à l'eau, l'eau devient trouble.

En effet, la farine et l'eau forment une dispersion colloïdale ou un colloïde. Un colloïde est un mélange dans lequel les particules d'une substance semblable à un soluté sont finement dispersé dans un milieu de type solvant. Les particules dispersées et le milieu dispersant peuvent être toute combinaison de solide et de liquide, comme l'opale, liquide et liquide, tel que lait, liquide et gaz, telle que la crème fouettée, sauf qu'ils ne peuvent pas être tous les deux des gaz.

Les propriétés d'un colloïde sont intermédiaires entre celles de suspensions et de solutions. Les colloïdes sont des mélanges hétérogènes, comme des suspensions, contrairement aux solutions, qui sont homogènes. D'une taille de 5 à 1000 nanomètres, les particules colloïdales sont beaucoup plus grosses que les molécules de soluté habituelles, qui sont d'environ 1 nanomètre ou moins, et plus petits que les particules en suspension, qui sont de 10, 000 nanomètres ou plus.

Un rayon laser traversant une solution est invisible mais peut être facilement vue dans une dispersion colloïdale. C'est parce que les particules colloïdales sont suffisamment grosses pour diffuser la lumière tandis que les particules de soluté sont trop petit pour pour agir ainsi. Cette diffusion de la lumière par les particules colloïdales s'appelle l'effet Tyndall.

Les particules colloïdales peuvent rester stables dispersés dans tout le milieu par collision avec d'autres molécules et se déplaçant constamment dans un chemin aléatoire. Ce mouvement est appelé mouvement brownien. Si une suspension, une solution et un colloïde sont centrifugés, seule la suspension se sépare.

Les colloïdes à base d'eau peuvent être hydrophiles, aimant l'eau, ou hydrophobe, craignant l'eau. Par exemple, lorsque l'agar, un extrait d'algue, est ajouté à l'eau chaude, il forme un colloïde hydrophile. Colloïdes hydrophobes, tels que l'huile et le vinaigre, sont instables dans l'eau et ont tendance à se séparer.

De telles dispersions colloïdales peuvent être stabilisées en ajoutant d'autres substances qui se fixent aux surfaces des particules colloïdales. Ces additifs peuvent être des ions qui repoussent autres ions sur les particules colloïdales voisines de rester dispersé. D'autres additifs peuvent couvrir la surface des particules colloïdales avec des groupes hydrophiles.

Par exemple, le stéarate de sodium, un type de savon, a un ion sodium avec une tête polaire et une longue queue d'acide gras non polaire. Dans l'eau, les molécules de savon s'agrègent en sphères de sorte que leurs queues hydrophobes pointent vers l'intérieur tandis que leurs têtes hydrophiles chargées sont à l'extérieur. Ces structures sphériques sont appelées micelles.

Les queues hydrophobes retiennent l'huile non polaire à l'intérieur des micelles tandis que l'extérieur hydrophile interagit avec de l'eau. Cela explique les phénomènes observés lorsque le savon est lavé à l'eau et que l'huile est éliminée.