Koloid: co to je, definice, vlastnosti, velikost částic a příklady
Koloid: přehledná definice, vlastnosti, velikost částic (5–200 nm) a konkrétní příklady. Srozumitelně o disperzních fázích a praktickém využití.
Koloid může být směs jedné látky, která se může rovnoměrně rozprostřít uvnitř jiné látky. Mohou se nacházet ve dvou různých fázích nebo stavech hmoty.
Jednou z látek může být disperzní médium, například voda nebo plyn. Druhou látkou je druh disperzního prostředí, někdy nazývaný "vnitřní fáze". To nikdy nejsou drobné pevné částice. V opačném případě, je-li disperzním prostředím plyn, mohou být vnitřní fází buď drobné částice, nebo drobné kapičky kapaliny.
Definice a velikost částic
Definice: Koloid je systém, v němž je jedna látka mikroskopicky rovnoměrně rozptýlená v jiné látce. Částice disperzní fáze mají průměr obvykle v rozmezí nanometrů až mikrometrů. V literatuře se jako hranice často uvádí rozmezí přibližně 1–1000 nanometrů (1 nm až 1 μm); v praxi se mnohé kolodní částice pohybují v rozsahu přibližně 5–200 nm.
Hlavní vlastnosti koloidních systémů
- Tyndallův jev: koloidní částice rozptylují světlo, což způsobuje patrný paprsek světla v koloidním roztoku (na rozdíl od pravého roztoku).
- Brownův pohyb: drobné částice jsou neustále bombardovány molekulami disperzního média a vykazují neuspořádaný pohyb.
- Stabilita: koloidy obvykle nevsedimentují rychle; stabilitu ovlivňují elektrostatické síly, sterické efekty a přítomnost povrchově aktivních látek.
- Filtrace: kolodiální částice nelze odstranit běžnou filtrace přes papírový filtr; pro oddělení se používají ultrafiltrace, centrifugace nebo koagulace.
- Osmotický tlak a viskozita: kolodní systémy vykazují odlišné osmotické a viskózní chování než roztoky s molekulami malých rozměrů.
Klasifikace koloidů
Podle stavu disperzní fáze a disperzního média se koloidy rozdělují do typických skupin:
- Sol: pevná disperzní fáze v kapalině (např. jílové suspenze, pigmenty).
- Gel: síťovitá struktura pevné fáze v kapalině (např. želatina, agar).
- Emulze: kapalina rozptýlená v jiné kapalině (např. mléko, majonéza).
- Pěna: plyn rozptýlený v kapalině (např. pěna v pivu) nebo v pevné látce.
- Aerosol: kapalné kapky nebo pevné částice rozptýlené v plynu (např. mlha, kouř).
- Smok/roztok: pevné částice rozptýlené v plynu (např. kouř, prach).
- Solidní koloidy: pevné disperzní fáze v pevné matrici (např. některé keramické materiály).
Příklady
- mléko (emulze tuku ve vodě)
- krém na obličej nebo mast (emulze)
- majonéza (emulze oleje ve vodě stabilizovaná žloutkem)
- krémy a gely (kosmetika, farmacie)
- bobtnavé jílě a suspenze (sol)
- želatina, agar (gely)
- kouř a prach v ovzduší (aerosoly a pevné koloidy)
- krev (směs buněk a proteinů v plazmě — komplexní koloidní systém)
- mlha a aerosoly používané v lékařství (inhalátory)
Příprava a stabilizace
Koloidy lze připravit dvěma hlavními způsoby:
- Disperze: mechanické rozptýlení větších částic na menší (např. mletí, homogenizace).
- Kondenzace: chemické nebo fyzikální vytváření malých částic z molekul (srážení, polymerizace, sol–gel procesy).
Stabilizace koloidů se provádí:
- elektrostatickou repulzí (nabité částice se odpuzují),
- sterickou stabilizací (přítomnost polymerních nebo povrchově aktivních molekul, které zabraňují agregaci),
- kontrolou pH, iontové síly a přidáním stabilizátorů.
Koagulace a flokulace
Při snížení stability (např. přidáním elektrolytů, změnou pH nebo vyšší teplotou) dochází k agregaci částic — k koagulaci nebo flokulaci, což vede ke srážení nebo sedimentaci. V technologii se tyto procesy využívají k oddělení částic, například při úpravě vody.
Měření a pozorování
Velikost a chování koloidních částic se zjišťuje pomocí metod jako:
- dynamické rozptylové světlo (DLS),
- elektronová mikroskopie (TEM, SEM),
- statický rozptyl světla,
- ultracentrifugace a optické techniky.
Použití
Koloidy mají široké uplatnění v průmyslu, medicíně a každodenním životě: výroba potravin (emulze, stabilizátory), kosmetika, léky (nosné systémy, suspenze), čištění vody (koagulace), materiálové technologie (nanostrukturované materiály) a environmentální vědy (aerosoly a jejich vliv na klima).
Stručně řečeno, koloidní systémy představují mezistupeň mezi pravými roztoky a hrubými suspenzemi a jsou charakteristické svými speciálními optickými, dynamickými a stabilizačními vlastnostmi, které umožňují jejich široké technické i biologické využití.
Vintage miska z brusinkového skla
Ne mléko, ale mouka suspendovaná ve vodě
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to koloid?
Odpověď: Koloid je směs jedné látky rovnoměrně rozprostřená uvnitř jiné látky.
Otázka: V kolika fázích nebo stavech hmoty se mohou koloidy nacházet?
Odpověď: Koloidy mohou být ve dvou různých fázích nebo stavech hmoty.
Otázka: Co je disperzním prostředím v koloidu?
Odpověď: Disperzním prostředím v koloidu je jedna látka, například voda nebo plyn.
Otázka: Co je disperzním prostředím v koloidu?
Odpověď: Disperzním prostředím v koloidu jsou obvykle malé pevné částice. V opačném případě, je-li disperzním prostředím plyn, mohou být vnitřní fází buď drobné částice, nebo drobné kapičky kapaliny.
Otázka: Jaká je definice koloidu?
Odpověď: Definice koloidu je látka mikroskopicky rovnoměrně rozptýlená v jiné látce.
Otázka: Jaký je rozsah průměrů částic dispergované fáze v koloidu?
Odpověď: Průměr částic dispergované fáze v koloidu se pohybuje mezi 5 a 200 nanometry.
Otázka: Můžete uvést příklad koloidu?
Odpověď: Mezi příklady koloidů patří mléko, mlha a barva.
Vyhledávání