קולואיד: מאפיינים, סוגים, יישומים, דוגמאות - כִּימִיָה - 2025

קולואידים הם תערובות שבו חלקיקים זעירים מסיסים (המכונה שלב לפזר) מופצים מושעים במדיום פיזור רציף (או שלב נוזל). חלקיקי השלב המפוזר, כמו אלו שבשלב הפיזור, יכולים להיות בעלי גזים, נוזלים או מוצקים.

דוגמאות לקולואידים כוללות ערפל, כאשר המדיום המפזר הוא אוויר והשלב המפוזר הוא טיפות מים מיקרוסקופיות. מקרה ברור מאליו הוא מיץ, כאשר המדיום המפזר הוא המים והשלב המתפזר המינרלים, הוויטמינים, ההידרטים וכו '.

עננים הם דוגמה לקולואידים גזים, מכיוון שהם מכילים טיפות מיקרוסקופיות או גבישים של מים המותלים באוויר. מקור: pexels.com

הרדיוס של חלקיקי השלבים המפוזרים הוא בין 0.001 מיקרומטר ל- 0.1 מיקרומטר (1nm ב 1000 ננומטר). רדיוס זה הוא כה קטן, עד ששקעו נמוך מאוד, וזו הסיבה שקולואידים נחשבים לתערובות יציבות; למרות שהם נוטים להראות מעונן.

לקולואידים קבוצה של מאפיינים משל עצמם, כמו אפקט Tyndall. זה מורכב בכך שחלקיקי השלב המפוזר מסוגלים לפזר אור לכל הכיוונים.

קולואידים, בשל זיקתם למים, מסווגים כהידרופיליים והידרופוביים. בנוסף, מבין אלה, יש את הסיווג הבא עבורם: תחליב, תחליב מוצק, סול, ג'ל, קצף, קצף מוצק, תרסיס נוזלי ואירוסול מוצק.

מאפייני קולואידים

הרכב

כל השילובים של גז, נוזל ומוצק יכולים לגרום לקולואידים; למעט תערובות גז היוצרות פתרונות אמיתיים. האם התערובת יוצרת פיזור קולואידלי, או השעיה, תלויה בגודל החלקיקים, שיכולים להיחשב מקבילים למומסים.

סְפִיחָה

מכיוון שהחלקיקים הקולואידיים מחולקים דק, יוצא כי שטח הפנים שלהם גדול מאוד. זה גורם לחלקיקים הקולואידיים לספוג יונים, כמו גם גזים, נוזלים ומוצקים.

אלקטרופורזה

חלקיקים קולואידיים נטענים בדרך כלל חשמלי; כזה הוא המקרה של חלבונים וחומצות גרעין. לכן, מקרומולקולות אלה יכולות לנוע בשדה חשמלי, לנוע לכיוון האנודה או הקתודה, תלוי במטען החשמלי שלהן.

דיאליזה

לחלקיקים הקולואידיים יש רדיוס שמונע מהם לעבור דרך נקבוביות ממברנות הדיאליזה, ומאפשרים להם להיפרד מחלקיקים מתלים קטנים אחרים. תכונה זו משמשת להסרת חומרים לא רצויים במתלים קולואידיים.

תנועה בראונית

חלקיקים קולואידיים ניחנים בתנועת רטט אקראית לכל הכיוונים, כלומר תנועה בראונית. מאפיין זה תורם לחלקיקים שלא להתיישב ונשמרים ההומוגניות והיציבות של המתלים הקולואידיים.

אפקט Tyndall

חלקיקים קולואידים במתלה מסוגלים לפזר אור לכל הכיוונים, מאפיין שפתרונות אינם מציגים. מסיבה זו ניתן לצפות בנתיב של קרן אור העוברת במתלה קולואידלי. לדוגמא, קרן אור המאירה את הערפל.

סוגי קולואידים

אֵמוּלְסִיָה

זהו קולואיד שנוצר על ידי תערובת של שני נוזלים בלתי ניתנים לחלוקה; האחד יוצר את השלב המפוזר והשני את השלב המפוזר. זה בדרך כלל סוג תערובת השמן-מים.

תחליב מוצק

זהו סוג של קולואיד בו השלב המפוזר שלו הוא מוצק, והשלב שלו או המדיום המפזר הוא נוזל.

קֶצֶף

זהו סוג של קולואיד בו השלב המפוזר הוא גז היוצר בועות, מוקף בשלב הפיזור, שהוא נוזל.

קצף בירה הוא דוגמה לקולואיד מסוג קצף, כאשר שלב הנוזלים הוא נוזל הבירה והשלב המפוזר הוא בועות אוויר מקור: Engin Akyurt via Pexels.

קצף מוצק

השלב המפוזר הוא גז ושלב הפיזור או המדיום הוא מוצק. סוג קולואיד זה מיוצר בייצור לחם וגבינה.

שמשות וג'לים

זוהי מערכת קולואידית בה שלב הפיזור הוא מוצק והשלב המפוזר הנו נוזל בצורה של אשכולות. העיבוי או ההידרוליזה של הסול מייצרים ג'ל היוצר חומר מוצק מלא בנוזל.

אומרים כי לג'לים צפיפות דומה לנוזלים, אך המבנה שלהם דומה לזה של מוצקים.

תרסיס נוזלי

זהו סוג של קולואיד בו השלב המפוזר הנו נוזל, ושלב הפיזור או המדיום הוא גז.

ספריי מוצק

זוהי מערכת קולואידלית בה השלב המפוזר הוא מוצק, והשלב או המדיום המתפזר הוא גז.

יישומים

בִּיוֹלוֹגִי

קולואידים קיימים בתאים של יצורים חיים. בצורות השמשות והג'לים הם מהווים את הציטופלסמה והגרעין. לכן החיים נחשבים לביטוי לנוכחות קולואידים.

תַעֲשִׂיָתִי

קולואידים משמשים בצבעים, פלסטיקה, קוטלי חרקים חקלאיים, דיו, מלטים, סבונים, חומרי סיכה, חומרי ניקוי, דבקים, כמו גם במזונות רבים.

צבעים מורכבים מפיגמנטים קולואידיים המפוזרים בממסים נוזליים, המסוגלים ליצור סרט יציב ויציב ככל שהצבע מתייבש.

הדיו המשמש בהדפסת עיתונים עשוי מפחמן שחור קולואיד בשמן. בינתיים הדיו במכלאות מורכב מקולואידים מסוג ג'ל.

תְרוּפָתִי

פתרונות קולואידיים משמשים להרחבת נפח פלזמה בחולים עם היפובולמיה לאחר הניתוח. קולואידים מכסף משמשים כאנטיביוטיקה המפעילה אנזימים בחיידקים, פטריות ווירוסים. לקולואידים נחושת יש פעילות נגד סרטן. באופן דומה, לקולואידים בכספית יש פעולה אנטי-היליטית.

קולואידים הם חלק ממנגנוני מסירה והובלה של תרופות, כגון הידרוגלים, מיקרו-אמולסיות, ליפוזומים, מיקרונים, חלקיקים וננו-קריסטלים.

רצפות

המרכיבים הקולואידיים העיקריים של קרקעות הם משקעים מינרליים בצורה של טיט וחומוס. לקולואידים בקרקע תפקיד חשוב באחסון והחלפת המינרלים הנדרשים על ידי צמחים, בעיקר Ca ²⁺ , Mg ²⁺ ו- K ⁺ .

סוכני עיבוי

קולואידים מעניקים תכונות זרימה בינוניות רצויות למשחות שיניים, קרמים, חומרי סיכה וכו ', ומספקים ייצוב ושמירה על שלביהם.

אוכלים

קולואידים יכולים להיחשב כמגיעים בכל מקום במזונות, מכיוון שהם קיימים כמעט בכולם. לדוגמה, לבן ביצה הוא קולואיד דמוי סול, המורכב ממולקולות חלבון בעלות שרשרת ארוכה, שנפצעו בחוזקה בגלל קשרי מימן.

חימום לבן ביצה מפרק את קשרי החלבון והסול הקולואיד הופך להידרוג'ל.

דוגמאות לקולואידים

תחליב מוצק: גבינה, חמאה וג'לי.

תחליב: חלב, קרם פנים ומיונז.

קצף: קרם גילוח, קצפת וקצף בירה.

קצף מוצק: ספוג, גומי ואבן ספוג.

סוליות: לבן ביצה גולמית, צבע ודיו סיני.

ג'לים: לבן ביצה מטוגן, דיו כדורי וג'לטין.

תרסיס נוזלי: ערפל, ערפל, עננים וטל.

תרסיס מוצק: עשן, חומרי פליטה לרכב וחומרים חלקיקים באוויר.

הפניות

1. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
2. משפטים ג'יי, ובראר א '(15 בדצמבר 2019). קולואידים. כימיה LibreTexts. התאושש מ: chem.libretexts.org
3. ויקיפדיה. (2020). קולואיד. התאושש מ: en.wikipedia.org
4. צ'ארלס קליי. (30 באפריל 2018). מאפייני קולואיד. מדע. התאושש מ: sciencing.com
5. קון א '(1995). השימוש בקולואידים בפרקטיקה קלינית. כתב העת הבריטי לרפואה בבית חולים, 54 (4), 155–159.
6. QuimiNet. (7 בפברואר 2013). פתרונות קולואידיים והשימושים שלהם ברפואה. התאושש מ: quiminet.com