کلوئیدها

[mani24 29,665]

اصطلاح کلوئید از ترکیب دو کلمه یونانی Kolla (به معنی چسب) و eidos (به معنای شبیه) بدست آمده است که

 

اولین بار توسط دانشمند انگلیسی بنام "توماس گراهام" بکار برده شد.

 

 

کلوئیدها از یک نظر شبیه محلولها هستند و از جهاتی دیگر بکلی با آنها متفاوتند.

 

هر سیستم کلوئیدی حداقل دارای 2 بخش است:

 

 

1 – فاز پراکنده Dispersed Phase

 

 

2 – محیط پراکندگی Dispersion Medium

 

 

اما محلولهای حقیقی فقط یک فاز دارند و ماده حل شده و حلال باهم یک فاز را تشکیل میدهند.

 

اندازه ذرات کلوئیدی معمولا بین 50 تا 2000 آنگستروم است.

 

 

 

دسته بندی سیستمهای کلوئیدی:

 

 

 

فاز پراکنده - محیط پراکندگی - مثال

 

جامد - گاز - دود

 

جامد - مایع - چسب نشاسته، رنگها

 

جامد - جامد - بعضی آلیاژها

 

مایع - گاز - ابر

 

مایع - مایع - شیر

 

مایع - جامد - ژله

 

گاز - مایع - تخم مرغ زده شده، کف

 

گاز - جامد - خاکستر آتشفشانی

 

 

 

برخی از خواص کلوئیدها:

 

 

الف- پراکندن نور:

 

همه کلوئیدها نور را پراکنده میکنند که از این نظر با محلولهای حقیقی تفاوت دارند. پدیده پراکندن نور توسط کلوئیدها

 

به نام اثر تیندال معروف است. از راه پراکنده شدن نور توسط ذرات کلوئیدی، فقط از وجود آنها آگاه میشویم نه اینکه

 

بتوانیم آنها را ببینیم.

 

 

ب- حرکت براونی ذرات کلوئیدی:

 

ذرات کلوئیدی که جرم کمی دارند پیوسته از طرف مولکولهای حلال به اطراف پرت میشوند.

 

 

ج- عدم پایداری لازم:

 

در اثر اعمال برخی تغییرات مانند گرم کردن، انجماد و یا سانتریفوژ بر روی کلوئیدها، باعث ایجاد لخته یا رسوب در آنها

 

میشود و فاز پراکنده از محیط پراکندگی جدا میشود.

 

 

د- خواص الکتریکی:

 

یکی از مهمترین خواص ذرات پراکنده کلوئیدی، باردار بودن آنهاست. وقتی کلوئید Fe(OH)3 را در یک دستگاه الکترولیز

 

قرار میدهند، ذرات پراکنده به سمت قطب منفی حرکت کرده و در اطراف آن رسوب میکنند. پس مشخص است که

 

آنها دارای بار مثبت اند.

 

همه ذرات تشکیل دهنده فاز پراکنده در یک کلوئید یک نوع بار الکتریکی دارند که باعث پایداری سیستم کلوئید میشود

 

چون ذرات کلوئیدی با بار الکتریکی یکسان یکدیگر را دفع میکنند و مانع از لخته شدن و تجمع ذرات کلوئیدی میشوند.

 

اکثر هیدروکسیدهای فلزی بار مثبت بدست می آورند در مقابل سولفیدهای فلزی کلوئیدهایی با بار منفی ایجاد میکنند.

 

ذرات کلوئیدی بار الکتریکی خود را از راه جذب یونهای موجود در محیط پراکندگی بدست می آورند. در بعضی موارد ذرات یاد

 

شده فقط یونهای مثبت را جذب میکنند و دارای بار الکتریکی مثبت میشوند.

 

 

 

کاربرد کلوئیدها:

 

یکی از مهمترین کارهای مهم در تصفیه آب این است که ذرات ریز گل و لای و سایر ناخالصیها که بصورت معلق در آب وجود

 

دارند را از راه لخته کردن، از آب جدا میکنند.

 

در داروسازی بیشتر پادها و شربتهای مورد استفاده حالت کلوئیدی دارند. مواد در حالت کلوئیدی در تهیه سرامیک و لعابکاری

 

نیز مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در صنایع نساجی، چرمسازی، لاستیک سازی و کاغذ سازی و ساختن آلیاژهای

 

مرغوب، کلوئیدها کاربرد گسترده ای دارند.

 

و شاید جالبترین نکته در خصوص کلوئیدها، ارتباط آن با ستاره شناسی باشد! علاوه بر آنکه ابر و مه خود حالت کلوئیدی دارند،

 

مواد بین ستارگان نیز بطور عمده از گازها و گرد و غبار پراکنده در آنها تشکیل شده اند.

 

ستارگان دنباله دار و سحابیها نیز شامل تودهای بسیار عظیم سیستمهای کلوئیدی هستند. درخشانی ستارگان دنباله دار در

 

اثر پراکنده شدن نور خورشید از طرف ذرات بسیار ریز کلوئیدی تشکیل دهنده آنهاست.

[mani24 29,665]

اثر تيندال در محلول هاي كلوئيدي

 

 

اگر جسمي راكه نرم ساييده شده درآب بريزيم سه حالت امكان دارد رخ دهد:

 

1- محلول حقيقي تشكيل شود كه دراين حالت جسم به صورت اتم٬ مولكول و

 

يا يون در حلال به طور يك نواخت پراكنده شده و اندازه ذرات از (nm 1) تجاوز

 

نميكند.

 

2- اگر اندازه ذرات بزرگتر از (nm 100 ) باشد.به تدريج ته نشين مي شوند.اين

 

مخلوط سوسپانسيون ناميده مي شود.

 

3- اگر اندازه ذرات بين 1 تا حدود 100 متغير باشدومعمولا به صورت پراكنده در

 

همه جاي مخلوط باقي مي مانند .اين گونه مخلوط هارا كلوييد مي نامند.در

 

واقع وقتي يكي ازسه بُعد ذرات كمتراز nm100 باشد خواص غير عادي نشان

 

مي دهند .

 

اگر يك باريكه نور از درون يك كلوييد عبور دهيم .نور به وسيله ذرات كلوييد بزرگتر

 

پراكنده مي شود و از پهلو قابل مشاهده است اين اثر راتيندال مي نامند.اين اثر

 

در پرتو نور افكن درهواي شب مي توان ديد در اين حالت نور با قطره هاي آب معلق

 

درهوا٬ پراكنده مي شود. و يا به هنگام عبور باريكه نور خورشيد ازدرون يك روزنه

 

٬ كه ذرات گرد وغبار معلق موجود درهوا ٬ نور را پراكنده مي نمايند.

 

كلوييد ها از دو فاز پراكنده و فاز پيوسته تشكيل مي شوند و برمبناي حالت فازهاي

 

آن راطبقه بندي مي كنند.

 

آ- آئروسول : مايعات وجامدات پراكنده درگاز را گويند. مانند مه مايع و دود جامد پراكنده

 

در گاز است.

 

ب - امولسيون: مايع و يا جامد پراكنده در مايع را گويند.مانند سس مايونز امولسيون مايع٬

 

و پنير امولسيون جامد پراكنده در مايع مي باشد.

 

پ- سل: جامد پراكنده در مايع يا درجامد گويند. مانند ژله ها و رنگهاي ساختماني جامد

 

پراكنده درمايع ٬ و مرواريد و عقيق سل جامد هستند.

 

ت- كف: گازهاي پراكنده درمايع و يا جامد راگويند. مانند خامه زده شده يك كف مايع و

 

پفك كف جامد به شمار مي رود.

[mani24 29,665]

تفاوت بین محلول کلوئیدی و محلول امولسیون

 

امولسیون (و همینطور

سوسپانسیون

) ، زیر مجموعه‌ای از محلول کلوئیدی به حساب می‌آیند.

 

تنها تفاوت اساسی که می‌توان قائل شد، در اندازه ذرات محلول امولسیون و

محلول کلوئیدی

 

است.

 

بطوری که اندازه ذرات محلول سوسپانسیون و امولسیون بزرگتر از محلول کلوئیدی است و

 

محلول کلوئیدی نیز دارای ذرات بزرگتر از محلولهای حقیقی است.

 

اندازه ذرات محلول امولسیون در حدود میلیمتر است، در حالی که اندازه ذرات محلول

 

کلوئیدی در حدود میلیمتر است.

 

 

تفاوت محلول امولسیون با محلول حقیقی

 

در محلولهای کلوئیدی و امولسیون (و سوسپانسیون) ، مسیر نور مشخص است و نور در آن

 

منعکس و پراکنده می‌شود، ولی در محلول حقیقی مسیر نور مشخص نیست. یعنی عبور نور

 

بدون انتشار صورت می‌گیرد و ذرات کلوئیدی برخلاف محلول حقیقی قابلیت دیالیز ندارند، یعنی

 

از غشاء نیم تراوا عبور نمی‌کنند. بنابراین از روش دیالیز برای جدا کردن اجسام این دو دسته

 

استفاده می‌کنند.

 

نمونه‌ای از یک امولسیون حیاتی مانند انحلال ، حالت کلوئیدی منحصر به دو فاز جامد و مایع

 

نیست، بلکه سایر

حالات ماده

هم می‌تواند دو به دو چنین حالتی را بوجود آورد که هرکدام به

 

اسمی بین عامه مشهور شده است.

 

چنانکه کف ، حالت کلوئیدی حباب هوا در مایع است و مه و ابر ، تفوق مایع در گاز است و

 

شیر معمولی ، مخلوط دو مایع می‌باشد که همان امولسیون است.

 

تفاوت بین امولسیون ، لخته شدن و ژل

 

همانطور که گفته شد، به پخش و پراکندگی مایع در مایع دیگر ، امولسیون گفته می‌شود که

 

بطور کلی آنها را به دو دسته متمایز تقسیم می‌کنند: سیستم آب در روغن و سیستم روغن

 

در آب.

 

اما ممکن است که فاز و محیط پخش ، یک جامد و ذرات پخش شونده ، یک مایع باشد.در این

 

صورت یک ژل بدست می‌آید که مانند کلوئیدها و امولسیون سیلان ندارد. به عبارت دیگر ، به

 

هم چسبیدن ذرات کلوئید را به یکدیگر و ته نشین شدن آنها را به صورت ذرات بزرگتر ، لخته

 

شدن می‌گویند و اگر به صورت توده نیمه جامد تبدیل شوند، آن را ژله شدن می‌نامند.