Что такое коллоидная суспензия?

Коллоидная суспензия представляет собой смесь обычно двух материалов, где один диспергируется в другом на микроскопическом уровне, но химически не связан с ним. Жидкости, твердые вещества и газы могут быть частью коллоидной суспензии, за исключением того, что один газ не может быть коллоидно суспендирован в другом газе. Частицы, которые действуют как коллоид в суспензии, обычно больше по размеру, чем частицы, обнаруженные в растворах, и имеют диаметр от 1 до 1000 нанометров или миллиардных долей метра. Они имеют тенденцию быть равномерно распределенными по всей суспензии, если она была недавно смешана или перемешана, но будут оседать на дно раствора под действием силы тяжести, если ей позволят сидеть в покое в течение длительного периода времени.

Хорошие примеры коллоидных суспензий включают молоко, краску и дым. Молоко от коров, коз и других животных представляет собой суспензию жировых шариков в жидкой воде, как пример жидкого коллоида, взвешенного в жидкости. Краска является примером твердого коллоида, суспендированного в жидкости, где пигменты краски, часто состоящие из порошков тяжелых металлов, таких как оксид хрома или цинка, суспендируются в масляных, водных или углеводородных растворителях. Дым является примером твердого коллоида, взвешенного в газе, где дым состоит из мелких частиц пепла в виде горючего остатка, рассеянного в воздухе. Даже человеческая кровь считается коллоидной суспензией с биологическими материалами, такими как твердые белки, взвешенными в жидкой сыворотке крови или плазме.

Уникальным свойством многих коллоидов является то, что они могут иметь непрозрачный или полупрозрачный вид. Это связано с тем фактом, что взвешенные частицы часто достаточно велики по отдельности или в виде совокупности молекул, которые они действуют, чтобы частично рассеивать свет, когда он проходит через коллоидную суспензию. Синий свет, как правило, рассеивается намного эффективнее, чем свет с большей длиной волны, например красный свет, поэтому коллоидные суспензии часто имеют синий оттенок, такой как туман в воздухе. Эта особенность коллоидной суспензии была использована для создания специальных типов лакокрасочных материалов, обладающих отражающими свойствами, придающими свечение покрытой поверхности. Суспензия частиц и свечение могут сохраняться до некоторой степени даже после того, как высыхание произошло.

Свойства коллоидной суспензии существуют в довольно тонком балансе. Коллоидные частицы будут оставаться только во взвешенном состоянии и избегать слипания, если отталкивающие заряды, которые они переносят, уравновешиваются против естественных сил Ван-дер-Ваальса в суспензии. Были разработаны искусственные средства поддержания этого баланса для создания коллоидных суспензий. Примером этого является гидрофобная молекула моющего средства, которая может действовать в воде как коллоид с естественной способностью избегать связывания с молекулами воды, но при этом обладает привлекательным зарядом по отношению к грязи и частицам масла, также взвешенным в воде.