Коллоиды

При добавлении соли в воду она растворяется с образованием раствора. И наоборот, при добавлении песка в воду и его перемешивании, частицы песка распределяются по жидкости, образуя суспензию, и, наконец, оседают на дно. Однако при добавлении муки в воду вода становится мутной.

Это происходит потому, что мука и вода образуют коллоидную дисперсию или коллоид. Коллоид это смесь, в которой частицы растворенного вещества тонко диспергированы в среде, подобной растворителю. Диспергированные частицы и диспергирующая среда могут быть любой комбинацией твердого вещества и жидкости, как в минерале опал, жидкости и жидкости, такой как молоко, жидкость и газ, например взбитые сливки, за исключением того, что они не могут быть одновременно газами.

Коллоид по своим свойствам занимает промежуточное положение между суспензиями и растворами. Коллоиды представляют собой гетерогенные смеси, подобные суспензии, в отличие от растворов, которые являются однородными. Коллоидные частицы размером от 5 до 1000 нанометров намного больше, чем обычные молекулы растворенных веществ, которые имеют размер около 1 нанометра или меньше, и мельче, чем взвешенные частицы, которые имеют размер 10 000 нанометров или больше.

Лазерный луч, проходящий через раствор, невидим, но его легко увидеть в коллоидной дисперсии. Это потому, что коллоидные частицы достаточно велики, чтобы рассеивать свет, а частицы растворенного вещества слишком малы для этого. Это рассеяние света коллоидными частицами называется эффектом Тиндаля.

Коллоидные частицы могут оставаться стабильно рассредоточенными по среде, сталкиваясь с другими молекулами и постоянно перемещаясь по случайной траектории. Это движение называется броуновским движением. Если центрифугировать суспензию, раствор и коллоид, отделяется только суспензия.

Коллоиды на водной основе могут быть гидрофильными, водолюбивыми или гидрофобными, водобоязненными. Например, при добавлении агара, экстракта морских водорослей, в горячую воду, он образует гидрофильный коллоид. Гидрофобные коллоиды, такие как масло и уксус, нестабильны в воде и имеют тенденцию к разделению.

Такие коллоидные дисперсии можно стабилизировать, добавляя другие вещества, которые прикрепляются к поверхности коллоидных частиц. Эти добавки могут быть ионами, которые отталкивают другие ионы на соседних коллоидных частицах, чтобы оставаться диспергированными. Другие добавки могут покрывать поверхность коллоидных частиц гидрофильными группами.

Например, стеарат натрия, тип мыла, содержит ион натрия вместе с полярной головкой и длинным неполярным хвостом жирной кислоты. В воде молекулы мыла собираются в сферы, так что их гидрофобные хвосты направлены внутрь, а заряженные гидрофильные головки находятся снаружи. Эти сферические структуры называются мицеллами.

Гидрофобные хвосты связывают неполярное масло внутри мицелл, в то время как гидрофильные головки снаружи взаимодействуют с водой. Этим объясняются явления, наблюдаемые при промывании мыла водой и удалении масла.