KOLOIDI KOLOIDI

DISPERZNI SISTEMIDISPERZNI SISTEMI

Disperzni sistemi – sistemi u kojima je jedna ili više supstancija u

većoj ili manjoj meri usitnjena i ravnomerno raspoređena u

okružujućoj sredini.

Heterogeni sistemi – između čestica disperzne faze i

disperzionog sredstva postoji granična površina sa određenom

slobodnom površinskom energijom.

DISPERZNI SISTEMIDISPERZNI SISTEMI

stanje disperznog

sredstva

stanje disperzne

sredine

naziv disperzije primeri

gas tečnost pena pena na pivu, sneg

od belanca, pena

za gašenje

gas čvrsto čvrsta pena šećerna pena,

sunđer

tečnost gas aerosol magla, oblaci

tečnost tečnost emulzija mleko, majonez

tečnost čvrsto čvrsta emulzija buter, sir

čvrsto gas dim smog, prašina u

vazduhu

čvrsto tečnost sol boja, deterdženti

čvrsto čvrsto čvrst sol legure, opal, rubin

DISPERZNI SISTEMIDISPERZNI SISTEMI

Podela na osnovu veličine čestica:

• mikroheterogeni ili grubo disperzni sistemi (suspenzije): 10-7

m (100 nm)

• ultramikroheterogeni ili koloidni sistemi: 10-9-10-7m

(1-100 nm)

• pravi rastvori ili molekulsko ili jonsko disperzni sistemi

POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I

SUSPENZIJASUSPENZIJA

rastvori koloidi suspenzije

< 1 nm 100 nm

• atomi

• mali molekuli

• atomski joni

• poliatomski joni

• agregati atoma,

molekula ili jona

• makromolekuli

(proteini)

• grupe čestica

• zrnca minerala

(pesak)

POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I

SUSPENZIJASUSPENZIJA

rastvori koloidi suspenzije

< 1 nm 100 nm

• transparentni

(bistri)

• molekulsko

kretanje

• transparentni sa

Tyndall-ovim

efektom

• Braunovo kretanje

• koagulacija

• poluprovidno

(maglovito)

• kreću se pod

dejstvom

gravitacije

POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I

SUSPENZIJASUSPENZIJA

rastvori koloidi suspenzije

< 1 nm 100 nm

• elektroliti (soli)

• gasovi

• glukoza

rastvorena

u vodi

• plazma

(proteini,

albumini,

globulini,

fibrinogen)

• ćelije

(crvena krvna

zrnca, bela krvna

zrnca, krvne

pločice)

KOLOIDIKOLOIDI

Pojave na granici faza (graničnoj površini između disperzne faze

i disperznog sredstva) određuju osobine i ponašanje koloidnog

sistema.

veliki stepen disperznosti

nezasićeno polje sila

(velika slobodna površinska energija)

adsorpcija na površini koloidnih čestica

OPTIČKE OSOBINE KOLOIDAOPTIČKE OSOBINE KOLOIDA

Tyndall-ov efekat

Svetlost može biti apsorbovana, rasejana, polarizovana ili reflektovana

dispergovanom fazom koloida.

zrak

svetlosti

rastvor

zrak

svetlosti

koloid

izvor

svetlosti

razrez rasejana

svetlost

BRBRAUAUNOVO KRETANJENOVO KRETANJE

DIFUZIJA KOLOIDADIFUZIJA KOLOIDA

Važe Fikovi zakoni:

rN

RTxD

A 62

2

sp

A

v

NrM

3

4 3

2

2

x

CD

t

c

x

cDJ

DIJALIZA I CEĐENJEDIJALIZA I CEĐENJE

Koloidne čestice i makromolekuli ne prolaze kroz ćelijske membrane,

pergament ili celofan, usled čega se mogu odvojiti od čestica

molekulskih dimenzija. Ovaj postupak se naziva dijaliza.

ELEKTROFOREZA I ELEKTROOSMOZAELEKTROFOREZA I ELEKTROOSMOZA

Elektroforeza:

kretanje naelektrisanih

koloidnih čestica

(disperzne faze) u odnosu

na nepokrednu disperznu

sredinu pod dejstvom

električnog polja.

ELEKTROFOREZA I ELEKTROOSMOZAELEKTROFOREZA I ELEKTROOSMOZA

Elektroosmoza: kretanje disperzne sredine u odnosu na disperznu fazu

(molekuli rastvarača se kreću kroz pore pregrade).

PODELAPODELA KOLOIDKOLOIDAA

Liofobni:

• sličan površinski napon

kao disperzna sredina

• slična viskoznost

• vide se u ultramikroskopu

• u električnom polju se

kreću u određenom smeru

• zagrevanjem prelaze u gelove

Liofilni:

• manji površinski napon

od disperzne sredine

• manja viskoznost

• ne vide se u ultramikroskopu

• u električnom polju se ili ne

kreću, ili se kreću u oba smera

• manja težnja ka taloženju

PODELAPODELA KOLOIDKOLOIDAA

• liofobni koloidi

• liofilni koloidi

RANA FAZA RASTA KRISTALARANA FAZA RASTA KRISTALA

NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-

višak

RAST KRISTALARAST KRISTALA

NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-

višak

ŠIRENJE KRISTALNE REŠETKEŠIRENJE KRISTALNE REŠETKE

NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-

višak

RAST KRISTALARAST KRISTALA

NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-

višak

negativno

naelektrisana

koloidna

čestica

STRUKTURA LIOFOBNIH ČESTICASTRUKTURA LIOFOBNIH ČESTICA

NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-

ELEKTROKINETIČKI POTENCIJALELEKTROKINETIČKI POTENCIJAL

Razlika električnog potencijala na površinama micele i granule čini

elektrokinetički ili zeta () potencijal.

Izoelektrično stanje: pri nestajanju difuznog sloja, dimenzije micele i

granule su identične i - potencijal je jednak nuli.

ELEKTROKINETIČKI POTENCIJALELEKTROKINETIČKI POTENCIJAL

Koloidne čestice – termodinamički nestabilne, ali kinetički stabilne.

Da bi do flokulacije došlo, potrebno je kod liofobnih čestica smanjiti

vrednost - potencijala do kritične vrednosti (krit 0,03 V) razaranjem

dvojnog električnog sloja, što se postiže dodavanjem jona suprotnog

naelektrisanja od koloidnih čestica.

ELEKTRIČNO ODBIJANJEELEKTRIČNO ODBIJANJE

KOAGULACIJAKOAGULACIJA

Privlačne sile nadvladavaju odbojne sile.

PODELAPODELA KOLOIDKOLOIDAA

• liofobni koloidi

• liofilni koloidi

LIOFILNI KOLOIDILIOFILNI KOLOIDI

Stabilnost potiče od:

• solvatnog omotača koji se vezuje za česticu preko njenih liofilnih

grupa (dominantno)

• prisustva dvojnog električnog sloja (u manjoj meri)

Do koagulacije dolazi:

• kada se ukloni solvatni omotač (organska jedinjenja kao alkohol ili

aceton uklanjaju molekula vode iz hidratnog omotača)

• kada se doda elektrolit

KOLOIDKOLOIDI I BRAUNOVO KRETANJEI I BRAUNOVO KRETANJE

BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA

Posmatrajmo sloj gasa

debljine dh i mase dm.

mehanička ravnoteža barometarska formula: p = f(h)

AdppgdmF

pAF

AdppgdmpA

dmA

gdp

RTM

dmAdhppdV

dhRT

pMAdm

h

h

p

p

dhRT

Mg

p

dpdh

RT

Mg

p

dp

00

kE

Mgh

RT

Mgh

p

p

2

3ln 0

BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA

Peren:

barometarska formula pokazuje i raspodelu mikroskopskih čestica

dispergovanih u tečnosti, ako se uzme u obzir sila potiska na čestice.

1ln 0

RT

mghN

N

N A

N

N

ghr

RTNA

0

3ln

4

3

eksperimentalno

BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA

gustina čestica:

•

• staklasta čvrsta masa = rastvor KBr

radijus čestica:

•

• sedimentaciona ravnoteža

pp mmmm

1

grur 3

3

46

BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA

Odnos brojčanih gustina čestica na dva različita nivoa iz 200 očitavanja

broja granula u ograničenom vidnom polju mikroskopa u dve žižne

ravni mikroskopa.

Na ovaj način određena je vrednost Avogadrovog broja, koji je iznosio

između 6,82 1023 čestica.

BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA

Ajnštajnova relacija:

Dr

RTNA

6

23 xr

RTNA

Stoks-Ajnštajnova jednačina:

22

2

1lx

Dx 22

AVOGADROVA KONSTANTAAVOGADROVA KONSTANTA

Peren:

vertikalna raspodela: NA = 6,82 1023 mol-1

merenje koef. difuzije: NA = 6,9 1023 mol-1

Iz merenja talasne dužine X-zraka:

NA = 6,0221367 1023 mol-1