Kolloidikemia on tiede, joka tutkii menetelmiähajautettujen järjestelmien saaminen, koostumus, sisäinen rakenne, kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet. Hajautetut järjestelmät ovat systeemejä, jotka koostuvat sirpaloituneista hiukkasista (dispergoitu faasi), jotka jakautuvat ympäröivään (dispergoituneeseen) väliaineeseen: kaasut, nesteet tai kiinteät aineet. Dispergoidun faasin hiukkasten (kiteet, pisarat, kuplat) koot eroavat dispersioasteesta, jonka arvo on suoraan verrannollinen hiukkasten kokoon. Lisäksi dispergoidut hiukkaset erotetaan muista ominaisuuksista, pääsääntöisesti dispergoidun faasin ja väliaineen aggregaatiotilasta.
Hajautetut järjestelmät ja niiden luokittelu
Dispersiovaiheen hiukkaskoon mukaan kaikki dispersiojärjestelmät voidaan luokitella molekyyli-ionisiksi (alle yksi nm), kolloidisiksi (yhdestä sadaan nm), karkeasti dispergoituihin (yli sata nm).
Molekyylidispersiojärjestelmät. Nämä järjestelmät sisältävät hiukkasia, joiden koko ei ylitä yhtä nm. Tähän ryhmään kuuluu erilaisia ei-elektrolyyttien todellisia liuoksia: glukoosi, urea, alkoholi, sakkaroosi.
Karkeat järjestelmät ovat ominaisia suurimmilla hiukkasilla.Näitä ovat emulsiot ja suspensiot. Dispersiojärjestelmiä, joissa kiinteä aine on lokalisoitu nestemäiseen dispersioväliaineeseen (tärkkelysliuos, savi), kutsutaan suspensioiksi. Emulsiot ovat systeemejä, jotka saadaan sekoittamalla kaksi nestettä, jolloin toinen dispergoituu pisaroiden muodossa toiseen (öljy, tolueeni, bentseeni veteen tai triasyyliglyserolipisarat (rasva) maidossa).
Kolloidiset hajautetut järjestelmät... Niissä kolloidisten hiukkasten koko on jopa100 nm. Tällaiset hiukkaset tunkeutuvat helposti paperisuodattimien huokosien läpi, mutta eivät tunkeudu kasvien ja eläinten biologisten kalvojen huokosten läpi. Koska kolloidisilla hiukkasilla (miselleillä) on sähkövaraus ja solvaatioioniset kuoret, minkä vuoksi ne pysyvät suspendoituneessa tilassa, ne eivät välttämättä saostu pitkään. Silmiinpistävä esimerkki kolloidijärjestelmästä ovat liivatteet gelatiinista, albumiinista, arabikumista, kullan ja hopean kolloidiliuokset.
Leviämisen aste antaa sinun erottaahomogeeniset ja heterogeeniset dispergoidut järjestelmät. Homogeenisissa dispergoiduissa järjestelmissä faasihiukkaset murskataan molekyyleiksi, atomeiksi ja ioneiksi. Esimerkki tällaisista dispersiojärjestelmistä voi olla glukoosiliuos vedessä (molekyylidispergoitu järjestelmä) ja keittiösuola vedessä (ioninen dispergoitu järjestelmä). Ne ovat todellisia ratkaisuja. Dispergoitujen faasimolekyylien koko ei ylitä yhtä nanometriä.
Hajautetut järjestelmät ja ratkaisut
Kaikista elämässä esitetyistä järjestelmistä ja ratkaisuistaelävillä organismeilla on suurin merkitys kolloidisissa dispergoiduissa järjestelmissä. Kuten tiedätte, elävän organismin olemassaolon kemiallinen perusta on proteiinien vaihto siinä. Keskimäärin proteiinien pitoisuus kehossa on 18-21%. Suurin osa proteiineista liukenee veteen (jonka pitoisuus ihmisillä ja eläimillä on noin 65%) ja muodostavat kolloidisia liuoksia.
Kolloidiliuoksia on kaksi ryhmää:nestemäiset (soolot) ja geelimäiset (geelit). Kaikki elävissä organismeissa esiintyvät elintärkeät prosessit liittyvät aineen kolloidiseen tilaan. Jokaisessa elävässä solussa biopolymeerit (nukleiinihapot, proteiinit, glykosaminoglykaanit, glykogeeni) ovat hajautettujen järjestelmien muodossa.
Kolloidiliuoksia käytetään laajaltieloton luonto. Näitä ratkaisuja ovat öljy, kankaat, muovit ja synteettiset kuidut. Monet elintarvikkeet voidaan luokitella kolloidiliuoksiksi: kefiiri, maito jne. Suurin osa lääkkeistä (seerumit, antigeenit, rokotteet) ovat kolloidisia liuoksia. Kolloidiliuokset sisältävät maaleja.
