Sisteme coloidale , coloizi ( altă greacă κόλλα - lipici + εἶδος - vedere; „asemănător lipiciului”) - sisteme dispersate intermediare între soluțiile adevărate și sistemele grosiere - suspensii , în care particule, picături sau bule discrete ale fazei dispersate, având o dimensiune de cel puțin ar fi într-una dintre măsurătorile de la 1 la 1000 nm , distribuite într-un mediu de dispersie, de obicei continuu, diferit de primul ca compoziție sau stare de agregare . În același timp, scalele mai mici de 100 nm sunt considerate ca o subclasă specială numită sisteme coloidale „cuantice” [1] . LAParticulele sistemelor coloidale liber- disperse ( fumuri , soluri ) nu precipită.
Suspensiile coloidale fac obiectul de studiu în chimia coloidală . Acest domeniu de cercetare a fost introdus în 1845 de chimistul italian Francesco Selmi [2] , iar din 1861 a fost explorat de omul de știință scoțian Thomas Graham [3] .
În funcție de natura particulelor dispersate, coloizii sunt împărțiți în organici și anorganici , în funcție de intensitatea interacțiunii dintre faza dispersată și mediul dispersat - în liofili și liofobi . După starea de agregare a mediului dispersat se disting sistemele coloidale gazoase ( aerosoli ), lichide ( liosols ) și solide ( crio-și solidozols) [5] .
Dintre sistemele coloidale, hidrosolii au cea mai mare importanță pentru analiza chimică - sisteme dispersate microeterogene bifazice caracterizate printr-o dispersie extrem de mare, în care mediul de dispersie este apa - solventul cel mai frecvent utilizat în practica analitică. Există și organosoluri în care mediul de dispersie este solvenți neapoși ( organici ) . Ca urmare a aderenței moleculare a particulelor din faza dispersată , gelurile se formează din sol în timpul coagulării lor. În acest caz, nu are loc separarea fazelor; cu alte cuvinte, tranziția solurilor la un gel nu este o transformare de fază.
În timpul formării unui gel, întregul mediu de dispersie (de exemplu, apa într-un hidrosol) este ferm legat de suprafața particulelor fazei dispersate și de celulele structurii spațiale a gelului. Gelurile sunt capabile să-și refacă reversibil structura spațială în timp, dar după uscare, structura lor este distrusă și își pierd această capacitate.
Proprietățile coloidale ale halogenurilor de argintÎn procesul de titrare a ionilor de halogenură cu soluții de săruri de argint se obțin halogenuri de argint, care sunt foarte predispuse la formarea de soluții coloidale. În prezența unui exces de ioni Hal − , adică până la punctul de echivalență în titrarea halogenurilor cu ioni de argint sau după punctul de echivalență în titrarea ionilor de argint cu halogenuri , datorită adsorbției ionilor Hal − , particulele suspendate de AgHal capătă o sarcină negativă:
m AgHal + n Нal − → [AgHal ] m n Нal −În prezența unui exces de ioni Ag ± (adică până la punctul de echivalență la titrarea ionilor de argint cu halogenuri sau după punctul de echivalență la titrarea halogenurilor cu ioni de argint), particulele în suspensie capătă o sarcină pozitivă:
m AgHal + n Ag + → [AgHal] m n Ag +Astfel, sarcina unei particule suspendate [AgHal] m n Hal − sau [AgHal] m n Ag + este determinată de sarcina ionilor adsorbiți pe suprafața miezului micelului [AgHal] m , și depinde de prezența unui excesul de Hal - sau Ag + în sistem , provocând o sarcină negativă sau pozitivă a unei particule de sol în suspensie.
Pe lângă stratul de adsorbție situat pe suprafața miezului micelului și care provoacă o anumită sarcină electrică, micela include și o parte din ioni de semn opus, care formează al doilea strat (exterior) de ioni.
De exemplu, în procesul de titrare a iodurii de potasiu cu o soluție de azotat de argint
Ag + + NO 3 - + K + + I - → AgI + K + + NO 3 -Se formează micelii cu următoarea structură:
Particulele coloidale care poartă aceleași sarcini electrice se resping reciproc. Forțele de repulsie reciprocă împiedică particulele să se apropie suficient pentru a avea loc atracția reciprocă. În același timp, particulele încărcate au o capacitate mare de adsorbție , ele atrag particule care poartă sarcini electrice opuse și formează cu ele compuși puțin solubili. În primul rând, acești ioni sunt adsorbiți pe suprafața particulelor coloidale încărcate, care dau cele mai puțin solubile precipitate cu ioni care fac parte din aceste particule. În plus, acei ioni cu cea mai mare concentrație sunt adsorbiți. De exemplu, în timpul depunerii AgI, Br-, Cl-, SCN- și alți ioni pot co - precipita cu acesta. În timpul titrării halogenurilor care nu conțin impurități străine, precipitatul adsorb ionii Hal − prezenți în soluție , conferind sarcini negative particulelor de AgHal. În ambele cazuri, rezultatele titrarii sunt distorsionate. Prin urmare, este necesar să se respecte cu strictețe condițiile de precipitare recomandate în procedurile de determinare a anumitor substanțe.
Există mai multe metode de analiză a sistemelor coloidale, printre acestea se numără metode chimice și fizico-chimice: analiza folosind indicatori de adsorbție; metode bazate pe măsurarea împrăștierii luminii transmise ( nefelometrie și turbidimetrie ); metode bazate pe măsurarea vitezei de sedimentare ( Analiza sedimentării ), precum și a vitezei mișcării browniene în sistemele coloidale ( analiza traiectoriilor nanoparticulelor ), împrăștierea dinamică și statică a luminii.
| Starile termodinamice ale materiei | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Stări de fază |
| ||||||||||||||||
| Tranziții de fază |
| ||||||||||||||||
| Sisteme disperse | |||||||||||||||||
| Vezi si | |||||||||||||||||