dobijanje i osobine koloidnih disperzija.ppt compatibility mode

Dobijanje i osobine koloidno disperznih sistema

DOBIJANJE KOLOIDNIH DISPERZIJAMetode dispergovanja

� DISPERGOVANJE:

-intezivno sitnjenje grubo disperznih sistema pri čemu nastaju liofobni koloidi

- nespontan proces, potrebno uložiti energiju

DOBIJANJE KOLOIDNIH DISPERZIJAMetode dispergovanja

�Metode dispergovanja se djele prema obliku primjenjene energije na:

-mehanično dispergovanje (koloidni mlinovi ili homogenizatori, dispergatori)

-dispergovanje ultrazvučnim talasima (v >20 000 Hz; -dispergovanje ultrazvučnim talasima (v >20 000 Hz; kvarcni oscilatori; dispergovanje ulja, tablete, aerosoli, bjelančevine, boje.. )

-dispergovanje električnom strujom (jednosmjerna ili naizmjenična; dispergovanje metala za industriju Zn, Cu, Pb)

-hemijsko dispergovanje-peptizacija (dispergovanje hemijskim agensima-peptizatorima kao što su površinske aktivne materije, elektroliti...)

DOBIJANJE KOLOIDNIH DISPERZIJAMetode agregacije-kondezacije

� AGREGACIJA-KONDENZACIJA:

- agregacija atoma ili malih molekula iz pravih rastvora pri čemu nastaju liofobni koloidi

- spontani proces, praćen smanjenjem slobodne energije sistema

Vrste agregacija:Vrste agregacija:

1. Agregacija hemijskim reakcijama (redukcija, oksidacija, hidroliza, kristalizacija..)

2. Agregacija smanjenjem rastvorljivosti (dodatkom nerastvarača ili promjenom temperature)

PREČIŠĆAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDA

� Primarni koloidno disperzni sistemi sadrže nepotrebne primjese, kao što su mali molekuli, joni i supstance različitog hemijskog sastava i molekulskih masa→prečišćavanje i izdvajanje

Metode:

� DIJALIZA

� GEL FILTRACIJA

� ULTRAFILTRACIJA

PREČIŠĆAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDADijaliza

� Dijaliza je postupak odvajanja malih molekuli, atoma, jona od čestica koloida, pomoću polupropustljive (semipermeabilne membrane),u pravcu koncentracionog gradijenta.

• Semipermeabilna membranao Mali molekuli, atomi, joni→DAo Koloidi→NE

PREČIŠĆAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDADijaliza

PREČIŠĆAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDAGel filtracija

� Proces razdvajanja smješe rastvorenih supstanci propuštanjem kroz čestice gela.

� Princip razdvajanja kod granulisanog gela:� Princip razdvajanja kod granulisanog gela:

• molekuli veći od pora ne mogu ući u pore, već prolaze kroz prostor izmeñu čestica gela, nošene rastvaračem

• manje molekule ulaze u pore čestica gela i u njima se duže zadržavaju

PREČIŠĆAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDAGel filtracija

� Princip razdvajanja kod homogenog gela:

• molekuli najmanjih dimenzija i najvećih brzina difuzije, će najprije izlaziti iz gela

• molekuli većih dimenzija, sporiji, će se duže zadržavati

PREČIŠĆAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDAUltrafiltracija

• Ultrafiltracija je vrsta filtracije kod koje povišeni pritisaks jedne strane filtera potiskuje smješu rastvorenih supstanci u drugi dio gdje je pritisak manji, dok se pritiscis jedne i druge strane medijuma ne izjednače.

• Filtracija se vrši kroz specijalni filtracioni medijum, čija je • Filtracija se vrši kroz specijalni filtracioni medijum, čija je prosječna veličina pora 10nm.

• U zavisnosti od toga da li membrana propušta koloidne čestice ili ne, razlikuju se dvije vrste ultrafiltracije:

1.Molekularna filtracija

2.Membranska filtracija

PREČIŠĆAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDAUltrafiltracija

MOLEKULARNA FILTRACIJA MEMBRANSKA FILTRACIJA

-OTKLANJANJE MALIH MOLEKULA,SOLI I RASTVARAČA ODMAKROMOLEKULA I KOLOIDNIH ČESTICA KOJE OSTAJU NA

MEMBRANI

-RAZDVAJANJE KOLOIDNIH ČESTICA OD MIKROSKOPSKIH ČESTICA KOJE SE ZADRŽAVAJU NA MEMBRANI

OSOBINE KOLOIDNIH SISTEMA

� Kinetičke osobine koloidnih sistema (Braunovo kretanje, difuzija, sedimentacija)

� Optičke osobine koloidnih sistema (Tindalov efekat, ultramikroskop)ultramikroskop)

� Električne osobine koloidnih sistema

� Stabilnost koloidnih sistema

Kinetičke osobineBraunovo kretanje

• Braunovo kretanje

1828.-čestice polena suspendovane u vodi se neprestano kreću, kretanje je haotično,dolazi do meñumelukulskh sudara.meñumelukulskh sudara.

• Koloidne čestice ostaju dispergovane u disperznom sredstvu jednim delom zahvaljujući slučajnim sudarima sa ostalim molekulama i atomima.

Kinetičke osobineSedimentacija

• Taloženje čestica prema veličini ili gustini u pravcu gravitacije.

• Sedimentacija gravitacijom - NE

• Sedimentacija centrifugalnom silom-DA• Sedimentacija centrifugalnom silom-DA

• Centrifugalno ubrzanje je više stotina hiljada puta veće od gravitacije.

Kinetičke osobineDifuzija

• Koloidne čestice ne podležu taloženju pod dejstvom gravitacije.

• Homogeno su rasporeñene u rastvoru.

• Gradijent koncentracije →migracija čestica → difuzija• Gradijent koncentracije →migracija čestica → difuzija

• Difuzija koloidnih čestica je spor proces

• Fick-ov zakon

Kinetičke osobineOsmotski pritisak

• Osmoza je proces prodiranja rastvarača kroz polupropustljivu membranu u pravcu veće koncentracije.

• Osmotski pritisak (π) je pritisak kojim treba delovati da bi se onemogućila osmoza.

• Srazmeran je koncentraciji i temperaturi, a obrnuto • Srazmeran je koncentraciji i temperaturi, a obrnuto srazmjeran molekulskoj masi.

Optičke osobine

• zavisi od veličine, oblika i strukture koloidnih čestica

• Pokazuju niz optičkih osobina:

� optička aktivnost

� refrakcija� refrakcija

� apsorpcija

� rasipanje svjetlosti-karakteristika koloidnih disperzija, u odnosu na prave rastvore

� fluorescencija

� dvojno prelamanje

Optičke osobine koloidaRasipanje svjetlosti

• Nastaje interekcijom svjetlosnog zraka (VIS) sa česticama koloidne disperzije→centri rasipanja su koloidne čestice.

• Kao rezultat tri osnovna uzorka intezivnog RASIPANJA svjetlosti: REFLEKSIJA (odbijanje)svjetlosti:

REFRAKCIJA (prelamanje)

DIFRAKCIJA (savijanje)

nastaju efekti koji nisu svojstveni malim molekilima:

ZAMUĆENOST koloidnih disperzija-nisu providni nego u

manjem ili većem stepenu zamućeni

OPALESCENCIJA koloidnih disperzija-pokazuju izvjesno

prelivanje spektralnih boja

Optičke osobine koloidaRasipanje svjetlosti -Tindalov efekat

• Tindalov efekat objašnjava pojavu rasipanja svjetlosti.

• Tindalov efekat se dešava kada kroz koloidni sistem propusti uzan snop svjetlosti, na koloidnim česticama dolazi do rasipanja svjetlosti u svim pravcima.

• Koloidne čestice postaju novi izvor svjetlosti i vide se kao • Koloidne čestice postaju novi izvor svjetlosti i vide se kao svijetle tačke ako se posmatraju u pravcu okomitom na pravac prostiranja svjetlosti i cijeli koloidni sistem je zamućen.


Šta je Tindal zapazio?

Optička posuda sa vodom i nekoliko kapi mlijeka(koloidni rastvor).

Propuštena svetlost crvena nepolarizovana,Propuštena svetlost crvena nepolarizovana,Propuštena svetlost crvena nepolarizovana,Propuštena svetlost crvena nepolarizovana,

Rasuta svetlost plava i polarizovanaRasuta svetlost plava i polarizovanaRasuta svetlost plava i polarizovanaRasuta svetlost plava i polarizovana


Svakodnevni primjeri Tindalovog efekta

Električne osobine koloidaElektroforeza

• Usmjereno kretanje koloidnih čestica pod dejstvom jednosmjerne struje prema suprotno naelektrisanim elektrodama

• Služi za odreñivanje znaka naelektrisanja, brzine pokretljivvosti, razdvajanje koloida u smješi i kvalitativno pokretljivvosti, razdvajanje koloida u smješi i kvalitativno i kvantitativno odreñivanje.

Stabilnost koloidnih sistema

Koloidni sistemi su stabilni.


Činioci koji su važni za stabilnost koloidnih sistema:

� Braunovo kretanje� Braunovo kretanje

� interakcija sa disperznim sredstvom

� elektrostatske interakcije

� zemljina teža


Koloidne čestice imaju veliku površinsku slobodnu energiju.


• Koloidne čestice imaju veliku površinsku slobodnu energiju, koju teže da smanje putem:

� spontanim stapanjem (koalescencijom) ili agregacijom koloidnih čestica

� adsorpcijom jona iz rastvora

Stabilnost koloidnih sistemaKoagulacija koloida

• Koagulacija je proces u kome koloidne čestice gube stabilnost, grupišu se i talože.

• Nastaje usled promjene sastava sistema ili promjene temperature.temperature.

• Čestice se grupišu obrazujući agreagte.

• Agregati koloidnih čestica zovu se flokule.

• Proces koagulacije zove se i flokulacija.

Stabilnost koloidnih sistemaKoagulacija koloida


Liofobni koloidi

Nenaelektrisani liofobni koloidi :

• nemaju solvatni omotač, niti naelektrisanje -VEOMA SU NESTABILNI

• velike čestice pokazuju sedimentacionu nestabilnost

• male čestice velike površinske energije pokazuju agregacionu nestabilnost

Stabilnost koloidnih sistemaLiofobni koloidi

• Naelektrisani liofobni koloidi :

• nemaju solvatni omotač,te nemaju afinitet prema disperznom sredstvu

• ali adsorbuju iz rastvora pozitivne ili negativne jone, pa • ali adsorbuju iz rastvora pozitivne ili negativne jone, pa su sve čestice istoimeno naelektrisane, usled čega se odbijaju- STABILNI SISTEMI


Destabilizacija (koagulacija) naelektrisanih liofobnih koloida

• Hidrofobni koloidi se destabilizuju neutralisanjem njihovih naelektrisanja.

• Destabilzacija se izvodi dodavanjem jona suprotnog • Destabilzacija se izvodi dodavanjem jona suprotnog naboja tj. dodatakom elektrolita (isoljavanje), pa su čestice nenaelektrisane i nesolvatisane pa se talože.


Liofilni koloidi

• Čestice liofilnih koloida, usled velikog afiniteta ka vodi, obavijene su plaštom molekula vode tj.imaju solvatisani sloj, koji sprečavaju spajanje koloidnih čestica u veće sloj, koji sprečavaju spajanje koloidnih čestica u veće agregate -VEOMA SU STABILNI.

• Dodatna stabilizacija je prisutna, ako su čestice naelektrisane.

• Ostaju stabilni i kada izgube naelektrisanje jer im ostaje solvatni omotač.


Destabilizacija (koagulacija) liofilni koloida

• NAJČEŠĆE-vrši se dodatkom visokih koncentracija elektrolita (isoljavanje), koji uklanjaju:

• naelektrisanje

• solvatni omotač-dehidratacija hidrofilne čestice


Peptizacija

• Taloženje liofilnih koloida je reverzibilan proces-dodatkom rastvarača ponove se prevode u koloidni rastvor.rastvor.

• Taloženje liofobnih koloida je ireverzibilan proces-dodatkom nerastavrača ne mogu se prevesti u rastvor, jer u talogu sadrže jone koji su izazvali koagulaciju.

• Pepetizacija je prevoñenje liofobnog taloga u rastvor:-uklanjanjem jona ispiranjem ili dijalizom-dodatkom peptizatora (PAM, liofilni koloid)

HVALA NA PAŽNJI!

dobijanje i osobine koloidnih disperzija.ppt compatibility mode

Documents