Kolloider
Detta är en kort sammanfattning av ett stort område. För mer information, se wikipedia-artikeln Colloid och vidare länkar därifrån.
Kolloidala system, eller kolloider, är system som innehåller små partiklar fördelade i en kontinuerlig fas. Med ”små” menas här att åtminstone en av partikelns, eller aggregatets, dimensioner är i storleksområdet 1-1000 nm. I en del litteratur kallas istället själva partiklarna kolloider.
Namnet kolloid infördes 1861 av den skotske kemisten Thomas Graham. En del kolloider är termodynamiskt stabila, men flertalet kolloider aggregerar efter hand samman till makroskopiska aggregat, se figur 1. Eftersom dessa makroskopiska aggregat som regel har en annan densitet än den omgivande kolloidala lösningen kommer de att avskiljas från lösningen i en sedimentationsprocess när de blivit tillräckligt stora.
Orsaken till att vissa kolloider är stabila och inte bildar fällningar, medan andra är instabila och faller ut, är skillnader i partikel-partikel interaktionerna mellan olika typer av kolloider. För vissa kolloider är partikel-partikel interaktionen alltid repulsiv, oberoende av avståndet mellan kolloiderna, se energiprofilen i figur 6-3. Dessa kolloider är termodynamiskt stabila.
För andra kolloider kan partikel- partikel interaktionen vara repulsiv på stora avstånd, men kraftigt attraktiv på korta avstånd, se figur 6-4. Dessa kolloider är inte termodynamiskt stabila och bildar för eller senare en fällning. Om energibarriären för en sammanslagning av de två partiklarna är hög kan det ta lång tid innan kolloiderna bildar en fällning.
Två typer av kolloider
Kolloider delas traditionellt in i grupperna, lyofila och lyofoba kolloider.
Lyofila kolloider bildas (dispergeras) spontant vid kontakt med dispersionsmedlet och är oftast termodynamiskt stabila inom ett stort koncentrationsintervall. Lyofila kolloider har ofta en hög ytladdningstäthet som stabiliserar kolloiderna från att aggregera. Interaktionen mellan lyofila kolloider ger oftast upphov till en interaktionsprofil enligt figur 6-3.
Exempel på lyofila kolloider är:
- Miceller
- Enzymer
- Polyelektrolyter, d.v.s. polymerer med laddade monomerer (t.ex. polyakrylater i akrylfärg)
Lyofoba kolloider kräver energitillförsel för att bildas ( malning, dispergering ) och är inte termodynamiskt stabila. Dock kan vissa lyofoba kolloider vara dispergerade under ganska lång tid innan de fasseparerar. Interaktionen mellan lyofoba kolloider ger oftast upphov till en interaktionsprofil enligt figur 6-4. Exempel på lyofoba kolloider är:
- Finfördelade mineralpartiklar, t.ex. lerpartiklar
- Emulsioner
Klassificering av lyofoba kolloider
De lyofoba kolloiderna brukar betecknas med speciella benämningar beroende på fastypen på det dispergerade ämnet samt dispersionsmedlet, se följande tabell taget från Wikipedia:
| Kolloider | Mediets fas | |||
| fast | vätska | gas | ||
| Partiklarnas fas |
fast | fast sol | suspension (sol) | aerosol: rök |
| vätska | gel | emulsion | aerosol: dimma | |
| gas | fast skum | skum | (finns inte) | |
