Kolloider är blandningar där ett ämne sprids jämnt genom en annan, med partikelstorlekar som sträcker sig från 1 nm till 1000 nm. Dessa partiklar är tillräckligt små för att bli upphängda men tillräckligt stora för att sprida ljus, vilket ger kolloider deras karakteristiska molniga utseende.
Att bryta en kolloid involverar destabilisering av systemet, vilket får de spridda partiklarna att klumpas ihop och separera från den kontinuerliga fasen. Denna process kallas koagulation eller flockning beroende på den resulterande partikelstorleken:
* koagulation: De spridda partiklarna samlas för att bilda en tät massa, vilket ofta leder till nederbörd. Detta involverar vanligtvis irreversible Aggregation av partiklarna.
* flockning: De spridda partiklarna bildar större, lösa kluster som kallas flocs , som fortfarande är avstängd i den kontinuerliga fasen. Detta involverar ofta reversibel aggregering av partiklarna.
Här är de viktigaste metoderna för att bryta kolloider:
1. Tillsats av elektrolyter:
* Mekanism: Elektrolyter lägger joner till systemet, som neutraliserar laddningarna på de spridda partiklarna, minskar elektrostatisk avstötning och främjar aggregering.
* Exempel: Att tillsätta salt till en mjölklösning får mjölkproteinerna att klumpas ihop och fällas ut.
2. Uppvärmning:
* Mekanism: Uppvärmning kan öka den kinetiska energin hos de spridda partiklarna, vilket leder till ökade kollisioner och aggregering. Det kan också förändra viskositeten hos den kontinuerliga fasen, vilket minskar den stabiliserande effekten av brownisk rörelse.
* Exempel: Uppvärmning av en gelatinlösning kan få gelatinet att stelna när de spridda partiklarna aggregeras.
3. Tillägg av motsatt laddade kolloider:
* Mekanism: Motsatt av laddade kolloider neutraliserar varandras anklagelser, vilket leder till aggregering.
* Exempel: Att blanda en positivt laddad kolloidal lösning med en negativt laddad kolloidal lösning kan leda till nederbörd.
4. Tillsats av polymerer:
* Mekanism: Vissa polymerer kan adsorbera på de spridda partiklarna, överbrygga dem och främja aggregering.
* Exempel: Att lägga till en flockande polymer till avloppsvatten kan hjälpa till att ta bort suspenderade fasta ämnen.
5. Mekaniska metoder:
* Mekanism: Användning av kraft på kolloiden, såsom genom filtrering eller centrifugering, kan separera de spridda partiklarna från den kontinuerliga fasen.
* Exempel: Att filtrera en kolloid genom ett fint membran kan ta bort de spridda partiklarna.
Faktorer som påverkar kolloiddestabilisering:
* partikelstorlek och laddning: Mindre partiklar med högre laddningar är svårare att destabilisera.
* Koncentration av spridd fas: Högre koncentrationer är mer benägna att destabilisering.
* Temperatur: Temperaturen kan påverka aggregeringens kinetik.
* Närvaro av stabiliserande medel: Ytaktiva medel, polymerer eller andra stabiliserande medel kan hindra destabilisering.
Applications of Colloid Destabilisering:
* Vattenbehandling: Ta bort föroreningar från vatten.
* Matbearbetning: Separera mjölkproteiner, klargöra juicer.
* Industriella processer: Att göra färger, bläck och lim.
* Medicin: Läkemedelsleveranssystem.
Sammanfattningsvis kräver en kolloid att bryta en kolloid övervinna krafterna som stabiliserar systemet, vilket leder till aggregering och separering av den spridda fasen. Valet av metod beror på det specifika kolloiden och önskat resultat.
