Was ist eine Kolloidlösung?
Eine Kolloidsuspension, auch Kolloidlösung genannt, ist das Ergebnis des gleichmäßigen Beimischens einer Phase, der "dispergierten Phase", in eine andere, der "kontinuierlichen Phase". Die kontinuierliche Phase kann fest, flüssig oder gasförmig sein. Eine kolloidale Lösung ist keine echte Lösung, da kolloidale Partikel im Allgemeinen mikroskopisch sichtbar sind und eine Größe aufweisen, die typischerweise zwischen 1 und 1.000 Nanometer liegt. Diese Partikel variieren in ihrer Form erheblich, von Platten über Stäbchen bis hin zu Kugeln. Die Stabilisierung eines Kolloids wird als Peptisierung bezeichnet, während die De-Stabilisierung als Flockung bezeichnet wird.
Die breite Kategorisierung einer Kolloidlösung kann nach der Form der dispergierten Phase und der kontinuierlichen Phase eingegrenzt werden. In einem Gas dispergierte Flüssigkeit wird als Aerosol, ob Nebel oder Nebel, bezeichnet, wohingegen ein in einer Flüssigkeit dispergiertes Gas als Schaum bezeichnet wird, beispielsweise Rasierschaum oder Schlagsahne. Wenn Flüssigkeit in einem Feststoff dispergiert ist, handelt es sich um ein "Gel", aber in einer Flüssigkeit dispergierter Feststoff ist ein "Sol" - ein Beispiel für das erstere ist Dessertgelatine, während Farbe ein Sol ist. Milch ist eine Emulsion - ein Flüssig-Flüssig-Kolloid, das als Hydrokolloid bezeichnet wird.
Brownsche Bewegung ist die bemerkenswerteste mechanische Kraft, die kolloidale Flüssigkeiten stabilisiert. Die kontinuierliche Phase, manchmal als "Lösungsmittel" -Phase bezeichnet, rührt Kolloidlösungspartikel mittels einzelner Moleküle, die die Kolloidpartikel bombardieren. Diese Brownsche mechanische Kraft stabilisiert sich erfolgreich, einfach weil die nach unten gerichtete Gravitationskraft kleiner kolloidaler Partikel nicht groß genug ist, um sie zu überwältigen. Ein zusätzlicher Faktor, abstoßende elektrische Kräfte, zeigt ein Stabilisierungsverhalten im Nahbereich gegenüber einer Kolloidlösung. Es gibt andere Kräfte, attraktive, die die Natur von Kolloiden zu verändern scheinen, indem sie Hohlräume erzeugen; diese werden derzeit untersucht.
Der Nachweis, dass die Einwirkung elektrischer Kräfte kolloidale Partikel peptisiert, kann durch Einwirkung eines elektrischen Feldes auf eine kolloidale Lösung erbracht werden. Die Partikel wandern als Antwort. Die Peptisierung kann durch Zugabe eines geeigneten Tensids oder einer Substanz erhöht werden, die Ionen liefert, die sich an kolloidale Partikel anlagern. Umgekehrt kann eine Ausflockung unter Verwendung verschiedener Additive erreicht werden, die die elektrostatische Aufladung entfernen und die auch Masse hinzufügen können. Flockung ist besonders wichtig für die Entfernung von Feststoffen in Kläranlagen.
Ein Instrument zur Untersuchung einer Kolloidlösung - ein Zetameter - misst die Potentialdifferenz zwischen der dispergierten Schicht kolloidaler Partikel und der umgebenden kontinuierlichen Phase. Je geringer die Potentialdifferenz ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass die Partikel ausflocken. Je höher es ist, desto stabiler ist das Kolloid. Ein weiteres wichtiges Werkzeug ist das Nephelometer. Es wird oft verwendet, um suspendierte Partikel in einem flüssigen oder gasförmigen Kolloid zu detektieren. In enger Beziehung dazu steht das Trübungsmessgerät, mit dem Trübungen in Wasserproben, wie sie aus Seen und Bächen entnommen wurden, erfasst werden.