Che cos'è una soluzione colloidale?
Chiamata anche sospensione colloidale, una soluzione colloidale è il risultato derivato dalla miscela uniforme di una fase, la "fase dispersa", all'interno di un'altra, la "fase continua". La fase continua può essere solida, liquida o gassosa. Una soluzione colloidale non è una vera soluzione, dal momento che le particelle colloidali sono generalmente microscopicamente visibili, con dimensioni generalmente comprese tra 1-1000 nanometri. Queste particelle variano notevolmente nella forma, dalle piastre alle aste alle sfere. La stabilizzazione di un colloide è definita peptizzazione, mentre la de-stabilizzazione è chiamata flocculazione.
L'ampia categorizzazione di una soluzione colloidale può essere ridotta in base alla forma della fase dispersa e della fase continua. Il liquido disperso in un gas è chiamato aerosol, che sia una nebbia o una nebbia, mentre un gas disperso in un liquido viene chiamato schiuma, esemplificato da crema da barba o panna montata. Se il liquido viene disperso in un solido, esso è un "gel", ma il solido disperso in un liquido è un "sol" - un esempio del primo è la gelatina da dessert, mentre la vernice è un sol. Il latte è un'emulsione - un colloide liquido-liquido chiamato idrocolloide.
Il moto browniano è la forza meccanica più notevole che stabilizza i fluidi colloidali. La fase continua, a volte chiamata fase "solvente", agita le particelle di soluzione colloidale per mezzo di singole molecole che bombardano le particelle colloidali. Questa forza meccanica browniana si stabilizza con successo, semplicemente perché la forza gravitazionale verso il basso delle piccole particelle colloidali non è abbastanza grande da sopraffarle. Un ulteriore fattore, le forze elettriche repellenti, mostra un comportamento stabilizzante a corto raggio verso una soluzione colloidale. Esistono altre forze, attraenti, che sembrano modificare la natura dei colloidi, producendo vuoti; questi sono sotto inchiesta.
La prova che l'azione delle forze elettriche peptizza particelle colloidali può essere osservata portando una soluzione colloidale sotto l'influenza di un campo elettrico. Le particelle migrano in risposta. La peptizzazione può essere aumentata mediante l'aggiunta di un tensioattivo o sostanza appropriata che fornisce ioni che si attaccano alle particelle colloidali. Al contrario, la flocculazione può essere ottenuta utilizzando diversi additivi che rimuovono la carica elettrostatica e che possono anche aggiungere massa. La flocculazione è particolarmente importante per la rimozione dei solidi negli impianti di trattamento delle acque reflue.
Uno strumento utilizzato per studiare una soluzione colloidale - un metro zeta - misura la differenza potenziale tra lo strato disperso di particelle colloidali e la fase continua circostante. Più bassa è la differenza potenziale, più è probabile che le particelle flocculino; più è alto, più stabile è il colloide. Un altro strumento importante è il nefelometro. Viene spesso utilizzato per rilevare particelle sospese in un colloide liquido o gassoso. Strettamente correlato a questo è il turbidimetro, utilizzato per rilevare la nebulosità nei campioni di acqua come quello prelevato da laghi e corsi d'acqua.