Παρασκευή και ιδιότητες κολλοειδών – φαινόμενο Tyndall.

Εισαγωγή

Τα κολλοειδή μπορούν να σχηματιστούν με διάφορες τεχνικές που περιλαμβάνουν φυσικές, χημικές καθώς και με τη χρήση κάποιων μεθόδων διασποράς. Αυτές οι τεχνικές βασίζονται σε διαφορετικές αρχές. Ας διερευνήσουμε περισσότερα σχετικά με αυτές τις τεχνικές για την προετοιμασία των κολλοειδών.

Τρόποι παρασκευής κολλοειδών 

Παρασκευή λυόφιλων διαλυμάτων:Για την παρασκευή του λυόφιλου διαλύματος, η διεσπαρμένη φάση τοποθετείται απευθείας στο μέσο διασποράς σε ψυχρές ή θερμές καταστάσεις.

Με αυτή τη μέθοδο μπορούν να σχηματιστούν κολλοειδή διαλύματα αμύλου, κόμμεος, ζελατίνης κ.λπ. με νερό. Διαλύματα κολλοειδών ηλεκτρολυτών όπως σαπούνια και χρωστικές ουσίες μπορούν επίσης να δημιουργηθούν με αυτήν τη μέθοδο.

Παρασκευή Λυοφοβικών Σολών:

Για την παρασκευή του λυοφοβικού διαλύματος, η ουσία διασπάται χύμα σε μικρότερα σωματίδια κολλοειδών διαστάσεων (γνωστά και ως Διασπορά) ή συλλέγοντας μικρότερα σωματίδια σε σωματίδια κολλοειδών διαστάσεων (γνωστά και ως συμπύκνωση). Για να αυξηθεί η σταθερότητα του κολλοειδούς διαλύματος, ορισμένες ουσίες εισάγονται στο sol, οι ουσίες που προστίθενται ονομάζονται σταθεροποιητές.

Μέθοδοι διασποράς:

Σε αυτή τη μέθοδο σωματίδια μεγαλύτερου μεγέθους διασπώνται σε μικρότερα, δηλαδή. το κολλοειδές μέγεθος στο μέσο διασποράς. Ξεκινώντας με το υλικό σε μεγαλύτερες ποσότητες παρασκευάζεται ένα κολλοειδές διάλυμα χρησιμοποιώντας κατάλληλες συσκευές για να μετατραπεί σε σωματίδια κολλοειδούς μεγέθους. Συνήθως αυτό γίνεται με φυσικές μεθόδους.

Ηλεκτρική διασπορά ή μέθοδος τόξου Bredig

Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται για την κατασκευή μεταλλικών λυμάτων όπως πλατίνα, ασήμι, χρυσός, χαλκός στο νερό. Εισάγεται μια πολύ υψηλή τάση και στη συνέχεια περνά ένα ηλεκτρικό τόξο ανάμεσα στις άκρες των ηλεκτροδίων. Αυτό παράγει μεγάλη θερμότητα  που έχει ως αποτέλεσμα τις μεταλλικές ράβδους να λιώνουν, να εξατμίζονται και ξαφνικά στη συνέχεια ψύχεται λόγω του σημείου πήξης, το μείγμα δημιουργεί το κολλοειδές διάλυμα του μετάλλου.

Πεπτοποίηση ή χημική διασπορά:

Η επαναλαμβανόμενη διασπορά του πρόσφατα παρασκευασμένου ιζήματος στο κολλοειδές διάλυμα με την τοποθέτηση ενός ηλεκτρολύτη που περιέχει κοινό ιόν ονομάζεται πεπτοποίηση. Ένας ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιείται για την πεπτοποίηση ονομάζεται παράγοντας πεπτοποίησης. Η πεπτοποίηση είναι μια αντίστροφη διαδικασία πήξης. Η δράση της πεπτοποίησης οφείλεται στην επιλεγμένη προσρόφηση ενός από τα πολλά ιόντα του ηλεκτρολύτη στο ίζημα.

Τεχνική διπλής αποσύνθεσης: 

Όταν το υδρόθειο διοχετεύεται μέσω ενός διαλύματος οξειδίου του αρσενίου μέσα σε απεσταγμένο νερό, αυτό που παίρνουμε είναι ένα κολλοειδές διάλυμα χλωριούχου αρσενίου.

As2O3 + 3H2S → As2S3 +  3H2O

Τεχνική Οξείδωσης

Διάλυμα κολλοειδών θείου παρασκευάζεται περνώντας το από ένα υδατικό διάλυμα διοξειδίου του θείου. Μπορεί ακόμη και να παρασκευαστεί περνώντας το αέριο μέσω ενός διαλύματος οξειδωτικού παράγοντα, για παράδειγμα βρωμιούχου νερού επίσης με νιτρικό οξύ.

SO2 + 2H2S →  2H2O + 3S

Τεχνική μείωσης:

Μια άλλη μέθοδος παρασκευής κολλοειδών διαλυμάτων μετάλλων όπως ο άργυρος, ο χρυσός μαζί με την πλατίνα περιλαμβάνει τη χρήση ενός αναγωγικού παράγοντα για την αναγωγή των διαλυμάτων αλάτων των μετάλλων.

Τεχνική υδρόλυσης:

Περιλαμβάνει τη χρήση ζεστού βραστού νερού για τη λήψη ανηγμένου διαλύματος χλωριούχου σιδήρου.

Φυσικές μέθοδοι προετοιμασίας

Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ποικιλία φυσικών μεθόδων για τη λήψη κολλοειδών διασπορών. Μερικές από αυτές παρατίθενται παρακάτω:

Ανταλλαγή Διαλύτη

Περιλαμβάνει την παρασκευή ενός κολλοειδούς διαλύματος ενός μετάλλου με την προσθήκη του αλκοολικού του διαλύματος σε μεγάλη  ποσότητα νερού. Αυτό το κολλοειδές παρασκεύασμα μπορεί να λάβει χώρα μόνο όταν το στοιχείο είναι περισσότερο διαλυτό στην αλκοόλη σε σύγκριση με το νερό. Παράδειγμα:Όταν ένα αλκοολούχο διάλυμα Θείου οδηγείται να περάσει μέσα από μεγάλη ποσότητα νερού, σχηματίζει ένα κολλοειδές διάλυμα Θείου. Αυτό οφείλεται στο ότι η διαλυτότητα του θείου είναι μεγαλύτερη στο νερό σε αντίθεση με το αλκοόλ.

Η τεχνική που περιλαμβάνει την υπερβολική ψύξη

Αυτή η τεχνική περιλαμβάνει την κατάψυξη ενός διαλύματος νερού σε οργανικούς διαλύτες όπως το χλωροφόρμιο, ο αιθέρας κ.λπ. για να σχηματιστούν διαλύματα κολλοειδών πάγου. Είναι αδύνατο τα μόρια του νερού να υπάρχουν χωριστά και να συνδυάζονται για να σχηματίσουν κολλοειδή μόρια.

Ιδιότητες των κολλοειδών- Φαινόμενο Tyndall

Όταν το φως διέρχεται από ένα αληθινό διάλυμα, τα διαλυμένα σωματίδια (διασπαρμένη φάση) είναι πολύ μικρά για να εκτρέψουν το φως. Ωστόσο, τα διαλυμένα σωματίδια ενός κολλοειδούς, όντας μεγαλύτερα από το πραγματικό διάλυμα, εκτρέπουν το φως. Το φαινόμενο Tyndall είναι η σκέδαση του φωτός στο ορατό φάσμα από κολλοειδή σωματίδια. Σίγουρα θα έχετε «δει» μια δέσμη φωτός να περνά μέσα από μια μικρή τρύπα σε ένα δωμάτιο ή από ομίχλη, καπνό ή διασπορά σωματιδίων σκόνης που αιωρούνται στον αέρα. Και τα τρία είναι παραδείγματα του φαινομένου Tyndall των κολλοειδών. Τα αιωρήματα μπορεί να διασκορπίσουν το φως, αλλά εάν τα  αιωρούμενα σωματίδια είναι άσκοπα  μεγάλα, το εναιώρημα μπορεί να μην είναι ορατό καθώς η σκέδαση φωτός δεν θα συμβεί καθόλου.

Παραδείγματα εφέ Tyndall

Η λάμψη μιας ακτίνας φωτός σε ένα ποτήρι γάλα είναι μια εξαιρετική επίδειξη του φαινομένου Tyndall. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αποβουτυρωμένο γάλα ή να αραιώσετε το γάλα με λίγο νερό, έτσι ώστε να μπορείτε να δείτε την επίδραση των κολλοειδών σωματιδίων στην πτώση του φωτός. δοκός.

Παραδείγματα του τρόπου με τον οποίο το φαινόμενο Tyndall διαχέει το κόκκινο φως μπορεί να φανούν στο κόκκινο χρώμα του καπνού από μοτοσικλέτες ή δίχρονους κινητήρες.

Η ορατή δέσμη των προβολέων των οχημάτων στην ομίχλη προκαλείται από το φαινόμενο Tyndall. Οι σταγόνες νερού μπορεί να διασκορπίσουν το φως, καθιστώντας τις δέσμες των προβολέων ορατές και θολές.

Συμπέρασμα

Τα κολλοειδή είναι πολύ διαφορετικά διαλύματα επειδή τα διεσπαρμένα σωματίδια τους είναι πολύ μεγαλύτερα από αυτά ενός πραγματικού διαλύματος. Τα διασκορπισμένα σωματίδια ενός κολλοειδούς δεν μπορούν να διαχωριστούν με τη μέθοδο της διήθησης, αλλά μπορούν να διασκορπίσουν το φως, ένα φαινόμενο γνωστό ως φαινόμενο Tyndall.