ระบบคอลลอยด์คืออะไร?

ในชีวิตประจำวันเรารู้จักสสารสามรูปแบบ ได้แก่ ของแข็งก๊าซและของเหลว ของเหลวแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ สารละลายและสารแขวนลอย สารละลายคือส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปซึ่งโมเลกุลของมันละลายหมดแล้ว ในขณะเดียวกันระบบกันสะเทือนเป็นส่วนผสมที่แตกต่างกันซึ่งไม่มีการจัดเรียงแบบสม่ำเสมอโดยรวม ระหว่างสารละลายและสารแขวนลอยมีระบบคอลลอยด์

คอลลอยด์หรือการกระจายของคอลลอยด์เป็นระบบที่ต่างกันซึ่งตัวถูกละลายหนึ่งตัว (เฟสที่กระจายตัว) เป็นอนุภาคที่ละเอียดมากในสารอื่น (ตัวกลางในการกระจาย) ตัวอย่างของระบบคอลลอยด์ ได้แก่ วุ้นเนยและนม

ในการแก้ปัญหาเรารู้ว่ามีส่วนประกอบสองส่วนคือตัวทำละลายและตัวถูกละลาย ในขณะเดียวกันในระบบคอลลอยด์องค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบคือตัวกลางในการกระจายตัวและเฟสที่กระจายตัว ตัวกลางกระจายเป็นส่วนประกอบจำนวนมากในขณะที่เฟสกระจายเป็นส่วนประกอบในปริมาณเล็กน้อย

นอกเหนือจากส่วนประกอบแล้วอะไรคือความแตกต่างของโซลูชันจากระบบคอลลอยด์? สิ่งที่แยกความแตกต่างระหว่างทั้งสองคือขนาดอนุภาค ในสารละลายอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบคือไอออนหรือโมเลกุลขนาดเล็กในขณะที่คอลลอยด์ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่หรือมวลรวมของอะตอมไอออนหรือโมเลกุลจำนวนมาก อนุภาคมีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุลธรรมดา แต่มีขนาดเล็กพอที่จะแขวนลอยได้ เส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคคอลลอยด์อยู่ในช่วง 1 ถึง 1,000 นาโนเมตร

(อ่านเพิ่มเติม: ซึ่งรวมถึงสารเสพติด?)

คอลลอยด์แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ ไลโอฟิลคอลลอยด์และไลโอโฟบิกคอลลอยด์ตามธรรมชาติของปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟสที่กระจายตัวและตัวกลางในการกระจาย

ในไลโอฟิลคอลลอยด์อนุภาคเฟสที่กระจายจะมีความสัมพันธ์ที่รุนแรงหรือดึงดูดตัวกลางที่กระจายตัวได้ง่าย Lyophilic colloids เรียกอีกอย่างว่าคอลลอยด์ที่ชอบของเหลว สามารถเตรียมไลโอฟิลคอลลอยด์ได้โดยการผสมเฟสที่กระจายตัวเข้ากับตัวกลางในการกระจายโดยตรง ไลโอฟิลคอลลอยด์ค่อนข้างคงที่และไม่สามารถแข็งตัวได้ง่าย ตัวอย่างบางส่วนของคอลลอยด์ไลโอฟิลิก ได้แก่ หมากฝรั่งแป้งเจลาตินและยาง

ในทางตรงกันข้ามอนุภาคเฟสที่กระจายตัวในคอลลอยด์ไลโอโฟบิกมีความสัมพันธ์เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยสำหรับตัวกลางที่กระจายตัว นั่นคือไลโอโฟบิกคอลลอยด์เป็นของเหลวที่ไม่ชอบน้ำ คอลลอยด์ไลโอโฟบิกไม่เสถียรและตกตะกอนหรือข้นได้ง่ายโดยการเติมอิเล็กโทรไลต์เล็กน้อยหรือโดยการให้ความร้อนหรือเขย่า Lyophobic colloids สามารถรับได้โดยใช้วิธีพิเศษเท่านั้น ตัวอย่างของคอลลอยด์ไลโอโฟบิก ได้แก่ ซิลิกาโซลซิลเวอร์ไอโอไดด์โซลและเมทัลซัลไฟด์โซล

การทำงานของระบบคอลลอยด์มีประโยชน์ต่อความต้องการของมนุษย์ คอลลอยด์สามารถใช้ในการตกตะกอนทางไฟฟ้าจากควันการทำให้บริสุทธิ์ของน้ำดื่มการผลิตยาการฟอกหนังการทำความสะอาดสบู่และผงซักฟอกแผ่นถ่ายภาพและฟิล์มเพื่อช่วยในการผลิตในภาคอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอุตสาหกรรมยาง