KOLOIDI - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/13_Koloidi.pdf · ČVRSTI SOLOVI Primeri koloidnih...

KOLOIDI

MATERIJAMATERIJA

SUPSTANCESUPSTANCE SMEŠESMEŠE

ELEMENTIELEMENTI JEDINJENJAJEDINJENJA HOMOGENEHOMOGENE HETEROGENEHETEROGENE

pravi rastvori

suspenzija

od domanje od

veće od

< 1 nm

> 100 nm

KOLOIDI

Tomas Grem je dao ime rastvorima kod kojih je primetio da:Čestice dispergovane faze sporo difunduju.Čestice dispergovane faze ne prolaze kroz polupropustljivu membranu.Ne kristališu taloženjem iz rastvora.

KOLOIDI

Koloidi se sastoje iz disperznog sredstva i dispergovane supstanceu bilo kom agregatnom stanju.

Sistemi koji odgovaraju koloidnom stepenu disperzije zovu se i SOL.

Veličina čestica dispergovane supstance u koloidnim sistemima je od 1 do 100 nm.

KOLOIDIDISPE

RZNO SRE

DSTVO GAS

TEČNOST

MAGLA, SPREJEVI DIM, SMOG

TEČN

OST

TEČNE PENE

EMULZIJE

KOLOIDNI RASTVORI,FINE SUSPENZIJE

ČVRSTOGAS

ČVRSTO

ČVRSTA PENA, POROZNA TELAČVRSTE EMULZIJE

ČVRSTI SOLOVI

Primeri koloidnih sistema

DISPERGOVANA FAZA

KOLOIDI

DOBIJANJE DISPERZOIDA

‐mehaničkim silama ‐hemijskim reakcijama(u medijujum koji je nerstvarač za proizvod)‐ dodatkom nerastvrača (smanjenjem rastvorljivosti) 

USITNJAVANJEM(DISPERGOVANJEM)

Koloidnečestice

Materijal    u masi  

Prah   AtomiKlaster

‐ peptizacija

UKRUPNJAVANJEM(KONDENZACIJOM)

‐ Koloidni sistemi kod kojih dispergovana faza nije rastvorljiva u datom medijumu

KOLOIDI

PODELA KOLOIDA PREMA VRSTI INTERAKCIJE KOLOIDNE ČESTICE I DISPERZIONOG MEDIJUMA

LIOFILINI 

LIOFOBNIKoloidini sistemi kod kojih nema interakcije između čestica i disperznog sredstva

Koloidini sistemi kod kojih postoje privlačne interakcije između koloidnihčestica i disperznog stedstva.

Ako je medijum voda → HIDROFOBNI

Ako je medijum voda → HIDROFILNI

KOLOIDI

STRUKTURA KOLOIDNE ČESTICE HIDROFOBNOG KOLOIDA

Jezgro koloidne čestice

Dvojni električni slojAdsorpcioni sloj

Difuzioni sloj

Vrsta jona u adsorpcionom sloju određuje naelektrisanje koloidne čestice.

Primeri: ‐ pozitivne koloidne čestice su hidroksidi metala,...‐ negativne koloidne čestice su sulfidi metala, metali (Au, Ag),...

KOLOIDI

RASTVORI MAKROMOLEKULA

Pored disperzoida postoje i makromolekuli i micelarni koloidi.

Liofilni koloidi kod kojih je veličina molekula takva da u rastvoru ima veličinu koloidne čestice. 

Makromolekuli – molekuli velike molarne mase koji se sastoje od velikog broja atoma međusobno povezanih kovalentnim vezama.

n CH2=CH2 –(CH2 – CH2)n–eten polietilen

Polietilen molarme mase 650000 g/molu koncentrovanom rastvoru1·10–7m = 100 nm

dužina lanca 1·10–5 m = 1 μm

KOLOIDI

MICELARNI KOLOIDIMolekul sa hidrofilnim i hidrofobnim delom

CH3‐(CH2)11‐OSO3–Na+

Cilindrične micele Bimolekulski paralelni slojevi

Hidrofilni deo  

Hidrofobni deo  

Promenom koncentracije

Površinski aktivne supstance

Polimeri koji imaju npr. hidrofilni i hidrofobni deo molekula – amfifilni molekuli 

KOLOIDI

SVOJSTVA KOLOIDA

VELIKI ODNOS POVRŠINA/ZAPREMINA

Ukupnapovršina

m = const.

6 cm2       60 000 000 cm260 cm2       

1 mm 1 nm1 cmDužinastranice

Veliki uticaj površinskih pojava na sojstva.

KOLOIDI

SVOJSTVA KOLOIDA

BRAUNOVO KRETANJE

Kretanje cik‐cak putanjom usled sudara čestica sa molekulima rastvarača.

Usled ovog kretanja koloidne čestice se ne talože pod dejstvom gravitacionih sila.

Brzina kretanja čestica zavisi od njihove veličine; manje čestice se brže kreću.

KOLOIDI

TINDALOV EFEKAT

OPTIČKA SVOJSTVA KOLOIDA

OPALESCENCIJA

Kod mutnih koloida – različita boja svetlosti posmatrana iz različitih pravaca.

Propuštena svetlost

Odbijena svetlost

Rasipanje svetlosti na površini koloidnih čestica koje postaju izvori svetlosti. 

Rasipanje svetlosti različitih talasnih dužina.

KOLOIDI

KOAGULACIJA LIOFOBNIH KOLOIDA

Koagulacija je proces slepljivanja koloidnih čestica u veće agregate usled poremećaja stabilnosti koloidnog sistema.

Koagulati Al(OH)3, Fe(OH)3, Cu(OH)2

Do koagulacije može doći

Spontano – starenje koloida

Izazvana spoljašnji uticajima

KOLOIDI

Zagrevanjem se povećava kinetička energija → češći sudari → slepljivanje.

Izazvana spoljašnjim uticajima

Dodatkom elektrolita

Narušava se dvojni električni sloj.

Elektroliti koji sadrže višestruko naelektrisane jone imaju veću moćkoagulacije (npr. SO4

2– je efikasniji od Cl–).

Mešanjem dva hidrofobna koloida različitog naelektrisanja.

Neutralizacija koloidnih čestica različitog naelektrisanja.

KOAGULACIJA LIOFOBNIH KOLOIDA

KOLOIDI

Hidrofilni koloidi su otporniji na dejstvo elektrolita.

Mogu imati ulogu zaštitnog koloida za sprečavanje uticaja elektrolita na hidrofobne koloide.

Hidrofobni koloid

Adsorbovani hidrofilni koloid

KOLOIDI

GELKoloidni sistem koji se sastoji iz trodimenzione mreže nastale kovalentnim povezivanjem ili međumolekulskim interakcijama. 

Ima svojstva čvrstih tela i tečnosti.

Apsorbuje velike količine rastvarača(hidrogelovi i organogelovi).

Ima velike viskozitete.

Mogu biti povratni i nepovratni.