shimidoon.ir

خواص کلوئیدها

در این بخش به بررسی برخی خصوصیات فیزیکی، نوری، مکانیکی و الکتریکی کلوئیدها می پردازیم:

1. خصوصیات فیزیکی کلوئیدها:

1-1) ناهمگنی:

مخلوط های کلوئیدی، به طور ذاتی ناهمگن بوده واز دو فاز پراکنده و محیط پراکندگی تشکیل شده اند.

1-2) قابلیت مشاهده ی ذرات پراکنده:

اگرچه محلول های کلوئیدی ماهیتی ناهمگن دارند، اما ذرات پراکنده موجود در آنها، با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نبوده؛ بنابرای یکدست به نظر می رسند و برخلاف محلو ل ها، دارای ظاهری کدر یا مات هستند.

1-3) قابلیت تصفیه پذیری:

ذرات کلوئیدی، به دلیل اندازه بسیار کوچکشان، به راحتی از یک کاغذ صافی معمولی عبور می کنند؛ با این حال، می توان آن ها را توسط غشاء حیوانات، غشاء سلفون و اولترافیلترها حفظ کرد.

1-4) پایداری:

به دلیل وجود بار مشابه  بر روی ذرات کلوئیدی، این ذرات یکدیگر را دفع کرده و امکان ترکیب و تشکیل ذرات بزرگ تر برای آن ها وجود ندارد؛ بنابراین اگر مخلوط های کلوئیدی برای مدتی طولانی ساکن باقی بمانند، ته نشین نخواهند شد مگر تعداد بسیار اندکی از ذرات با اندازه ی نسبتا بزرگ.

لازم به ذکر است، اگر بار ذرات کلوئیدی از بین برود، آزادانه به یکدیگر نزدیک شده و اندازه آن ها رشد می کند و وقتی اندازه ی ذرات به اندازه کافی بزرگ شود، رسوب می کنند؛ که از این پدیده تحت عنوان انعقاد یا لخته شدن یاد می شود.

1-5) رنگ:

رنگ محلول کلوئیدی به اندازه ذرات کلوئیدی موجود در آن بستگی دارد. ذرات بزرگتر نور با طول موج طولانی تر را جذب و بنابراین نوری با طول موج کوتاه تر را انتقال می دهند؛ به عنوان مثال، یک مخلوط حاوی ذراتی با اندازه 150 نانومتر، بنفش به نظر می رسد، در حالی که مخلوطی حاوی  ذرات با اندازه 60 نانومتر، زرد نارنجی به نظر می رسد.

2. خصوصیات نوری کلوئیدها:

یکی از خصوصیات سیستم های کلوئیدی که آنها را از محلول های واقعی متمایز می کند، آن است که، ذرات کلوئیدی نور را پراکنده می کنند؛ درواقع هنگامی که یک پرتو نور همگرا، از یک محلول کلوئیدی که در تاریکی نگه داشته شده عبور می کند، مسیر پرتوی نور، با یک نور مایل به آبی، روشن می شود.

اثر تیندال

پراکندگی نور توسط کلوئیدها، معروف به اثر تیندال (Tyndall)، اولین بار توسط جان تیندال، فیزیکدان بریتانیایی، در سال 1869 توضیح داده شد.

جان تیندال (John Tyndall)

3. خصوصیات مکانیکی کلوئیدها:

به دلیل کوچک بودن ذرات کلوئیدی، به علت برخورد تصادفی آن ها با مولکول های محیط پراکندگی، حرکت هر ذره، بطور مداوم تغییر می کند.

حرکت براونی

حرکت تصادفی ذرات کلوئیدی، که بصورت زیگ زاگ بوده و سبب پایداری حالت تعلیق آن ها می شود، معروف به حرکت براونی می باشد و اولین بار توسط رابرت براون، گیاه شناس انگلیسی، در سال 1827 کشف شد. لازم به ذکر است که حرکت براونی، با افزایش اندازه ذرات کلوئیدی، کاهش می یابد.

رابرت براون (Robert Brown)

4. خصوصیات الکتریکی کلوئیدها:

همان طور که در بخش پایداری کلوئید ها مطرح شد، یکی از مهمترین خواص ذرات کلوئیدی، دارا بودن نوع خاصی از بار الکتریکی می باشد. در یک مخلوط کلوئیدی خاص، تمام ذرات کلوئیدی یک نوع بار مشخص را حمل می کنند، در حالی که محیط پراکندگی دارای بار مساوی اما مخالف بار ذرات است.

بنابراین، بار موجود در ذرات کلوئیدی با محیط پراکندگی متعادل می شود و محلول کلوئیدی به طور کلی از نظر الکتریکی خنثی است. به عنوان مثال، در یک سل هیدروکسید فریک، ذرات هیدروکسید فریک کلوئیدی بار مثبت دارند، در حالی که محیط پراکندگی یک بار منفی برابر و مخالف دارد.

بر اساس ماهیت بار، مخلوط های کلوئیدی ممکن است به عنوان سل های دارای بار مثبت و منفی طبقه بندی شوند. در زیر چند نمونه ی متداول از این سل ها آورده شده است:

الف) سل های دارای بار مثبت:

سل های هیدروکسید فلزی نظیر: Fe(OH) 3، Al(OH) 3، Cr(OH) 3 و …

ب) سل های دارای بار منفی:

 سل های فلزی نظیر: سل های Au، Ag، Cu، Pt و …

 سل های سولفید فلزی نظیر: As2S3، CdS و …

ج) سل نشاسته.

د) سل رنگ های اسیدی مانند قرمز کنگو.