Le sujet principal de cet article sera une particule colloïdale. Ici, nous allons considérer le concept de solution colloïdale et de micelles. Et aussi se familiariser avec la principale diversité d'espèces de particules liées au colloïdal. Arrêtons-nous séparément sur les différentes caractéristiques du terme à l'étude, sur certains concepts individuels et bien plus encore.
Présentation
Le concept de particule colloïdale est étroitement lié à diverses solutions. Ensemble, ils peuvent former une variété de systèmes microhétérogènes et dispersés. Les particules formant de tels systèmes varient généralement en taille de un à cent microns. Outre la présence d'une surface avec des frontières clairement séparées entre le milieu dispersé et la phase, les particules colloïdales se caractérisent par la propriété de faible stabilité et les solutions elles-mêmes ne peuvent pas se former spontanément. La présence d'une grande variété dans la structure de la structure interne et des tailles entraîne la création d'un grand nombre de méthodes d'obtention de particules.
Le concept d'un système colloïdal
Dans les solutions colloïdales, les particules sous toutes leursles agrégats forment des systèmes de type dispersé, intermédiaires entre des solutions définies comme vraies et grossières. Dans ces solutions, les gouttes, les particules et même les bulles qui forment la phase dispersée ont des tailles allant de un à mille nm. Ils sont répartis dans l'épaisseur du milieu dispersé, en règle générale, continus, et diffèrent du système d'origine par leur composition et/ou leur état d'agrégation. Pour mieux comprendre le sens d'une telle unité terminologique, mieux vaut la replacer dans le contexte des systèmes qu'elle forme.
Définir les propriétés
Parmi les propriétés des solutions colloïdales, on peut déterminer les principales:
- Les particules qui se forment n'interfèrent pas avec le passage de la lumière.
- Les colloïdes transparents ont la capacité de diffuser les rayons lumineux. Ce phénomène s'appelle l'effet Tyndall.
- La charge d'une particule colloïdale est la même pour les systèmes dispersés, de sorte qu'ils ne peuvent pas se produire en solution. Dans le mouvement brownien, les particules dispersées ne peuvent pas précipiter, ce qui est dû à leur maintien en état de vol.
Types principaux
Unités de classification de base des solutions colloïdales:
- Une suspension de particules solides dans les gaz est appelée fumée.
- Une suspension de particules liquides dans des gaz est appelée brouillard.
- À partir de petites particules de type solide ou liquide, en suspension dans un milieu gazeux, un aérosol se forme.
- Une suspension gazeuse dans un liquide ou un solide est appelée mousse.
- L'émulsion est une suspension liquide dans un liquide.
- Sol est un système dispersétype ultramicrohétérogène.
- Gel est une suspension de 2 composants. Le premier crée une armature tridimensionnelle dont les vides seront remplis de divers solvants de faible poids moléculaire.
- Une suspension de particules de type solide dans des liquides est appelée une suspension.
Dans tous ces systèmes colloïdaux, la taille des particules peut varier fortement selon leur nature d'origine et leur état d'agrégation. Mais même en dépit d'un nombre aussi varié de systèmes aux structures différentes, ils sont tous colloïdaux.
Diversité spécifique des particules
Les particules primaires aux dimensions colloïdales sont réparties dans les types suivants en fonction du type de structure interne:
- Suspensoïdes. Ils sont également appelés colloïdes irréversibles, qui sont incapables d'exister par eux-mêmes pendant de longues périodes.
- Colloïdes de type micellaire, ou, comme on les appelle aussi, semi-colloïdes.
- Colloides de type réversible (moléculaire).
Les processus de formation de ces structures sont très différents, ce qui complique le processus de les comprendre à un niveau détaillé, au niveau de la chimie et de la physique. Les particules colloïdales, à partir desquelles ces types de solutions sont formées, ont des formes et des conditions extrêmement différentes pour le processus de formation d'un système intégral.
Détermination des suspensoïdes
Les suspensoïdes sont des solutions contenant des éléments métalliques et leurs variations sous forme d'oxyde, d'hydroxyde, de sulfure et d'autres sels.
Tousles particules constitutives des substances précitées présentent un réseau cristallin moléculaire ou ionique. Ils forment une phase d'un type dispersé de substance - un suspensoïde.
Une caractéristique distinctive qui permet de les distinguer des suspensions est la présence d'un indice de dispersion plus élevé. Mais ils sont interconnectés par l'absence d'un mécanisme de stabilisation de la dispersion.
L'irréversibilité des suspensoïdes s'explique par le fait que le sédiment du processus de leur cuisson à la vapeur ne permet pas à une personne d'obtenir à nouveau des sols en créant un contact entre le sédiment lui-même et le milieu dispersé. Tous les suspensoïdes sont lyophobes. Dans de telles solutions, on appelle des particules colloïdales liées aux métaux et aux dérivés de sel qui ont été broyés ou condensés.
La méthode de production n'est pas différente des deux façons dont les systèmes de dispersion sont toujours créés:
- Obtention par dispersion (broyage de gros corps).
- La méthode de condensation des substances ioniques et moléculairement dissoutes.
Détermination des colloïdes micellaires
Les colloïdes micellaires sont également appelés semi-colloïdes. Les particules à partir desquelles elles sont créées peuvent provenir si le niveau de concentration en molécules de type amphiphiles est suffisant. Ces molécules ne peuvent former que des substances de faible poids moléculaire en les associant dans un agrégat d'une molécule - une micelle.
Les molécules de nature amphiphile sont des structures constituées d'un radical hydrocarboné avec des paramètres et des propriétés similaires à un solvant non polaire et un groupe hydrophile, quiaussi appelé polaire.
Les micelles sont des agglomérations spécifiques de molécules régulièrement espacées qui sont maintenues ensemble principalement grâce à l'utilisation de forces de dispersion. Les micelles se forment, par exemple, dans des solutions aqueuses de détergents.
Détermination des colloïdes moléculaires
Les colloïdes moléculaires sont des composés de haut poids moléculaire d'origine naturelle et synthétique. Le poids moléculaire peut aller de 10 000 à plusieurs millions. Les fragments moléculaires de ces substances ont la taille d'une particule colloïdale. Les molécules elles-mêmes sont appelées macromolécules.
Les composés de type macromoléculaire sujets à dilution sont dits vrais, homogènes. En cas de dilution extrême, ils commencent à obéir à la série générale de lois pour les formulations diluées.
Obtenir des solutions colloïdales de type moléculaire est une tâche assez simple. Il suffit de mettre en contact la substance sèche et le solvant correspondant.
La forme non polaire des macromolécules peut se dissoudre dans les hydrocarbures, tandis que la forme polaire peut se dissoudre dans les solvants polaires. Un exemple de ce dernier est la dissolution de diverses protéines dans une solution d'eau et de sel.
Réversibles ces substances sont appelées du fait que les soumettre à l'évaporation avec l'ajout de nouvelles portions de résidus secs amène les particules colloïdales moléculaires à prendre la forme d'une solution. Le processus de leur dissolution doit passer par une étape dans laquelle il gonfle. C'est un trait caractéristique qui distingue les colloïdes moléculaires, surdans le contexte d'autres systèmes discutés ci-dessus.
Dans le processus de gonflement, les molécules qui forment le solvant pénètrent dans l'épaisseur solide du polymère et écartent ainsi les macromolécules. Ces derniers, en raison de leur grande taille, commencent à se diffuser lentement dans les solutions. Extérieurement, cela peut être observé avec une augmentation de la valeur volumétrique des polymères.
Dispositif micellaire
Micelles du système colloïdal et leur structure seront plus faciles à étudier si l'on considère le processus de formation. Prenons l'exemple d'une particule AgI. Dans ce cas, des particules de type colloïdal se formeront lors de la réaction suivante:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Les molécules d'iodure d'argent (AgI) forment des particules pratiquement insolubles, à l'intérieur desquelles le réseau cristallin sera formé de cations d'argent et d'anions d'iode.
Les particules résultantes ont initialement une structure amorphe, mais ensuite, au fur et à mesure qu'elles cristallisent, elles acquièrent une structure d'apparence permanente.
Si vous prenez AgNO3 et KI dans leurs équivalents respectifs, alors les particules cristallines se développeront et atteindront des tailles importantes, dépassant même la taille de la particule colloïdale elle-même, puis rapidement précipité.
Si vous prenez l'une des substances en excès, vous pouvez en faire artificiellement un stabilisant, qui rendra compte de la stabilité des particules colloïdales d'iodure d'argent. En cas d'AgNO excessif3la solution contiendra plus d'ions argent positifs et NO3-. Il est important de savoir que le processus de formation des réseaux cristallins AgI obéit à la règle de Panet-Fajans. Par conséquent, il ne peut se dérouler qu'en présence d'ions qui composent cette substance, qui dans cette solution sont représentés par des cations d'argent (Ag+).
Les ions Argentum positifs continueront à être complétés au niveau de la formation du réseau cristallin du noyau, qui est fermement inclus dans la structure micellaire et communique le potentiel électrique. C'est pour cette raison que les ions qui sont utilisés pour compléter la construction du réseau nucléaire sont appelés ions déterminant le potentiel. Lors de la formation d'une particule colloïdale - les micelles - il existe d'autres caractéristiques qui déterminent l'un ou l'autre déroulement du processus. Cependant, tout a été considéré ici à l'aide d'un exemple avec la mention des éléments les plus importants.
Quelques concepts
Le terme particule colloïdale est étroitement lié à la couche d'adsorption, qui se forme simultanément avec des ions d'un type déterminant le potentiel, lors de l'adsorption de la quantité totale de contre-ions.
Un granule est une structure formée d'un noyau et d'une couche d'adsorption. Il a un potentiel électrique de même signe que le potentiel E, mais sa valeur sera plus petite et dépendra de la valeur initiale des contre-ions dans la couche d'adsorption.
La coagulation des particules colloïdales est un processus appelé coagulation. Dans les systèmes dispersés, il conduit à la formation de petites particulesles plus grands. Le processus est caractérisé par la cohésion entre de petits composants structurels pour former des structures coagulantes.
