Was ist eine kolloidale Suspension?
Eine kolloidale Suspension ist eine Mischung aus üblicherweise zwei Materialien, bei denen eines mikroskopisch fein verteilt, aber nicht chemisch an das andere gebunden ist. Flüssigkeiten, Feststoffe und Gase können alle Teil einer kolloidalen Suspension sein, mit der Ausnahme, dass ein Gas nicht in einem anderen Gas kolloidal suspendiert sein kann. Die Partikel, die als Kolloid in einer Suspension wirken, sind typischerweise größer als die in Lösungen vorkommenden und haben einen Durchmesser zwischen 1 und 1.000 Nanometern oder Milliardstel Metern. Sie sind in der Regel gleichmäßig in der Suspension verteilt, wenn sie kürzlich gemischt oder gerührt wurde, setzen sich jedoch aufgrund der Schwerkraft auf dem Boden der Lösung ab, wenn sie längere Zeit ungestört stehen gelassen wird.
Gute Beispiele für kolloidale Suspensionen sind Milch, Farbe und Rauch. Milch von Kühen, Ziegen und anderen Tieren ist eine Suspension von Fettkügelchen in flüssigem Wasser, beispielsweise ein flüssiges Kolloid, das in einer Flüssigkeit suspendiert ist. Farbe ist ein Beispiel für ein festes Kolloid, das in einer Flüssigkeit suspendiert ist, in der Farbpigmente, die häufig aus Schwermetallpulvern wie Chromoxid oder Zink bestehen, in Öl-, Wasser- oder Kohlenwasserstoff-Lösungsmittelbasen suspendiert sind. Rauch ist ein Beispiel für ein in einem Gas suspendiertes festes Kolloid, bei dem der Rauch aus feinen Ascheteilchen als in Luft dispergiertem brennbaren Rückstand besteht. Sogar menschliches Blut wird als kolloidale Suspension angesehen, wobei biologische Materialien wie feste Proteine in flüssigem Blutserum oder Plasma suspendiert sind.
Eine einzigartige Eigenschaft vieler Kolloide ist, dass sie ein undurchsichtiges oder durchscheinendes Aussehen haben können. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die suspendierten Partikel einzeln oder als Ansammlung von Molekülen häufig groß genug sind, um Licht beim Durchgang durch die kolloidale Suspension teilweise zu streuen. Blaues Licht wird tendenziell viel effektiver gestreut als längerwelliges Licht wie rotes Licht, so dass kolloidale Suspensionen häufig ein blaustichiges Erscheinungsbild aufweisen, wie z. B. Nebel in der Luft. Dieses Merkmal einer kolloidalen Suspension wurde verwendet, um spezielle Arten von Farben und Lacken zu erzeugen, die eine reflektierende Qualität aufweisen, die der beschichteten Oberfläche einen Glanz verleiht. Die Suspension von Partikeln und Glut kann bis zu einem gewissen Grad beibehalten werden, auch nachdem das Trocknen stattgefunden hat.
Die Eigenschaften einer kolloidalen Suspension liegen in einem ziemlich empfindlichen Gleichgewicht. Die Kolloidteilchen bleiben nur in Suspension und vermeiden ein Zusammenklumpen, wenn die von ihnen ausgeübten abstoßenden Ladungen gegen die natürlichen attraktiven Van-der-Waals-Kräfte in der Suspension ausgeglichen werden. Künstliche Mittel zur Aufrechterhaltung dieses Gleichgewichts zur Erzeugung kolloidaler Suspensionen wurden entwickelt. Ein Beispiel hierfür ist ein hydrophobes Detergensmolekül, das in Wasser als Kolloid wirken kann und auf natürliche Weise eine Bindung an Wassermoleküle vermeidet, jedoch eine attraktive Ladung gegenüber Schmutz- und Ölpartikeln besitzt, die ebenfalls im Wasser suspendiert sind.