KOLOIDI
DISPERZNI SISTEMI Disperzni sistemi sistemi u kojima je jedna ili više supstancija (disperzna faza) u većoj ili manjoj meri usitnjena i ravnomerno raspoređena u okružujućoj sredini (disperzno sredstvo). Heterogeni sistemi između čestica disperzne faze i disperznog sredstva postoji granična površina sa određenom slobodnom površinskom energijom (osim ako se radi o pravim rastvorima).
KLASIFIKACIJA DISPERZNIH SISTEMA Kriterijumi na osnovu kojih se vrši klasifikacija: agregatno stanje disperzne faze i disperznog sredstva dimenzije dispergovanih čestica
KLASIFIKACIJA DISPERZNIH SISTEMA Podela na osnovu agregatnog stanja disperznog sredstva i sredine stanje disperznog sredstva stanje disperzne sredine naziv disperzije primeri gas tečnost pena pena na pivu, sneg od belanca, pena za gašenje gas čvrsto čvrsta pena šećerna pena, sunđer tečnost gas aerosol magla, oblaci tečnost tečnost emulzija mleko, majonez tečnost čvrsto čvrsta emulzija buter, sir čvrsto gas dim smog, prašina u vazduhu čvrsto tečnost sol boja, deterdženti čvrsto čvrsto čvrst sol legure, opal, rubin
KLASIFIKACIJA DISPERZNIH SISTEMA Podela na osnovu veličine čestica: mikroheterogeni ili grubo disperzni sistemi: 100 nm ultramikroheterogeni ili koloidni sistemi: 1-100 nm pravi rastvori ili molekulsko/jonsko disperzni sistemi: veličina molekula ili jona
POREĐENJE DISPERZNIH SISTEMA < 1 nm 100 nm pravi rastvori koloidni sistemi grubo disperzni sistemi atomi mali molekuli atomski joni poliatomski joni elektroliti (soli) gasovi glukoza rastvorena u vodi agregati atoma, molekula ili jona makromolekuli (proteini) plazma (proteini, albumini, globulini, fibrinogen) grupe čestica zrnca minerala (pesak) ćelije (crvena krvna zrnca, bela krvna zrnca, krvne pločice)
POREĐENJE DISPERZNIH SISTEMA < 1 nm 100 nm pravi rastvori koloidni sistemi grubo disperzni sistemi molekulsko kretanje Braunovo kretanje kreću se pod dejstvom gravitacije
KOLOIDI Pojave na granici faza (graničnoj površini između disperzne faze i disperznog sredstva) određuju svojstva i ponašanje koloidnog sistema. veliki stepen disperznosti nezasićeno polje sila (velika slobodna površinska energija) adsorpcija na površini koloidnih čestica
KOLOIDI KARAKTERISTIKE Tindalov efekat Braunovo kretanje difuzija dijaliza elektroforeza elektroosmoza
OPTIČKE OSOBINE KOLOIDA Tindalov efekat Svetlost može biti apsorbovana, reflektovana, polarizovana ili rasejana dispergovanom fazom koloida. razrez rasejana svetlost izvor svetlosti
OPTIČKE OSOBINE KOLOIDA Tindalov efekat
BRAUNOVO KRETANJE
DIFUZIJA KOLOIDNIH ČESTICA Važe Fikovi zakoni: J D c x c t D 2 c 2 x D 2 x RT 2 N 6 r A
DIJALIZA Koloidne čestice i makromolekuli ne prolaze kroz ćelijske membrane, pergament ili celofan, usled čega se mogu odvojiti od čestica molekulskih dimenzija. Ovaj postupak se naziva dijaliza.
ELEKTROFOREZA Elektroforeza: kretanje naelektrisanih koloidnih čestica (disperzne faze) u odnosu na nepokrednu disperznu sredinu pod dejstvom električnog polja.
ELEKTROOSMOZA Elektroosmoza: kretanje disperzne sredine u odnosu na disperznu fazu (molekuli rastvarača prolaze kroz pore pregrade).
KLASIFIKACIJA KOLOIDA Kriterijumi na osnovu kojih se vrši klasifikacija: (ne)jednakost veličine dispergovanih čestica oblik dispergovanih čestica afinitet prema disperznoj sredini
KLASIFIKACIJA KOLOIDA Podela na osnovu (ne)jednakosti veličine dispergovanih čestica: čestice iste veličine: monodisperzni koloidi čestice različite veličine: polidisperzni koloidi
KLASIFIKACIJA KOLOIDA Podela na osnovu oblika čestica: trodimenzioni: globularni sistemi dvodimenzioni: filmovi jednodimenzioni: končani/vlaknasti/fibrilarni sistemi
KLASIFIKACIJA KOLOIDA Podela na osnovu afiniteta prema disperznoj sredini: ne adsorbuju molekule rastvarača: liofobni (hidrofobni, organofobni, lipofobni) koloidi adsorbuju molekule rastvarača: liofilni (hidrofilni, organofilni, lipofilni) koloidi
KOLOIDI I RASTVARAČ Liofobni: sličan površinski napon kao disperzna sredina slična viskoznost u električnom polju se kreću u određenom smeru koagulacija pri dodatku male količine elektrolita Liofilni: manji površinski napon od disperzne sredine veća viskoznost u električnom polju se ili ne kreću, ili se kreću u oba smera manja težnja ka taloženju
PODELA KOLOIDA liofobni koloidi liofilni koloidi
RANA FAZA RASTA KRISTALA NaI + AgNO 3 AgI + Na + + NO 3 - višak
RAST KRISTALA NaI + AgNO 3 AgI + Na + + NO 3 - višak
ŠIRENJE KRISTALNE REŠETKE NaI + AgNO 3 AgI + Na + + NO 3 - višak
RAST KRISTALA NaI + AgNO 3 AgI + Na + + NO 3 - višak negativno naelektrisana koloidna čestica
STRUKTURA LIOFOBNIH ČESTICA KI + AgNO 3 AgI + K + + NO 3 -
ELEKTROKINETIČKI POTENCIJAL Razlika električnog potencijala na površinama micele i granule dovodi do pojave elektrokinetičkog ili zeta ( ) potencijala. Izoelektrično stanje: pri nestajanju difuznog sloja, dimenzije micele i granule su identične i - potencijal je jednak nuli.
ELEKTROKINETIČKI POTENCIJAL Koloidne čestice termodinamički nestabilne, ali kinetički stabilne. Da bi do koagulacije došlo, potrebno je kod liofobnih čestica smanjiti vrednost - potencijala do kritične vrednosti ( krit 0,03 V) razaranjem dvojnog električnog sloja, što se postiže: 1. dodavanjem jona suprotnog naelektrisanja od koloidnih čestica; 2. mešanjem dva kolodina rastvora kod kojih su kolodine čestice suprotnih naelektrisanja.
ELEKTRIČNO ODBIJANJE
KOAGULACIJA Privlačne sile nadvladavaju odbojne sile.
PODELA KOLOIDA liofobni koloidi liofilni koloidi
LIOFILNI KOLOIDI Stabilnost potiče od: solvatnog omotača koji se vezuje za česticu preko njenih liofilnih grupa (dominantno) prisustva dvojnog električnog sloja (u manjoj meri) Do koagulacije dolazi: kada se ukloni solvatni omotač (organska jedinjenja kao alkohol ili aceton uklanjaju molekula vode iz hidratnog omotača) kada se doda elektrolit
ZNAČAJ KOLOIDA Brojni sistemi sa kojima se srećemo u svakodnevnom životu su u koloidnom stanju: mnogi oblici hrane (mleko, bistre supe) mnogi medicinski preparati sapuni i deterdženti boje i lakovi dim, prašina, oblaci, magla
PRIMER: DETERDŽENT