koloidi i rastvara Č liofobni: •sličan površinski napon kao disperzna sredina •slična...
TRANSCRIPT
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
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
Podela na osnovu agregatnog stanja disperznog sredstva i sredine
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
pravi
rastvori
koloidni
sistemi
grubo
disperzni
sistemi
< 1 nm 100 nm
• 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
pravi
rastvori
koloidni
sistemi
grubo
disperzni
sistemi
< 1 nm 100 nm
• 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.
izvor
svetlosti
razrez rasejana
svetlost
OPTIČKE OSOBINE KOLOIDA
Tindalov efekat
BRAUNOVO KRETANJE
DIFUZIJA KOLOIDNIH ČESTICA
Važe Fikovi zakoni:
rN
RTxD
A 62
2
2
2
x
cD
t
c
x
cDJ
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 + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-
višak
RAST KRISTALA
NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-
višak
ŠIRENJE KRISTALNE REŠETKE
NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-
višak
RAST KRISTALA
NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-
višak
negativno
naelektrisana
koloidna
čestica
STRUKTURA LIOFOBNIH ČESTICA
KI + AgNO3 AgI + K+ + NO3-
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