Készítette Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA kolloidok Készítette Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA

KOLLOID DISZPERZ RENDSZEREK DURVA DISZPERZ RENDSZEREK (KEVERÉKEK) A heterogén rendszerekben a szétoszlatott részecskék nagysága 1 nm feletti. A rendszerben (mikroszkóppal) látható határfelületek vannak. A heterogén rendszerek tehát több fázisból állnak. HETEROGÉN RENDSZEREK KOLLOID DISZPERZ RENDSZEREK DURVA DISZPERZ RENDSZEREK (KEVERÉKEK)

A kolloid rendszerekben a diszpergált részecskék nagysága 1...500 nm. Méretük miatt a kolloid részecskék nagy felületen érintkeznek a környezetükkel. Diszpergáló fázis Diszpergált fázis A kolloid rendszer neve Gáz Folyadék Szilárd Köd Por, füst Hab Emulzió SZOL Szuszpenzió Szilárd hab Zárvány

A kolloid részecskék felülete, tömegükhöz viszonyítva olyan nagy, hogy jelentőssé válnak a felületi jelenségek, például az adszorpció, amelyek meghatározzák a rendszer viselkedését. A kolloidkémia a kolloid rendszerek keletkezését és megszűnését, stabilitását és külső erőterekkel (mechanikai, gravitációs, centrifugális, elektromos és mágneses) való kölcsönhatását tanulmányozza.

A kolloid oldatok tulajdonságai Viszonylag állandók; A részecskék elektromikroszkóppal láthatók; A szűrőpapíron átjutnak, de a membrán (celofán, pergamen) visszatartja őket; Áttetszőek vagy kissé zavarosak és Szórják a rájuk eső fényt.

1. Brown-mozgás: A kolloid részecskék állandó rendezetlen mozgásban vannak, amely során számtalanszor ütköznek egymással és változtatják mozgási irányukat. A hőmérséklet növekedésével a mozgás intenzívebbé válik, mert nagyobb a részecskék mozgási energiája. Nem játszódik le ülepedés, a diszpergált részecskék állandó lebegésben vannak a diszpergáló fázisban.

Ezen az elven alapszik a dialízis is. 2. Szűrés és dialízis: A kolloid részecskék át bírnak jutni a szűrőpapír pórusain, de a mesterséges, állati vagy növényi membránokon fennakadnak. Ezek a membránok a valódi oldatban levő ionokat és a molekulákat átengedik. Ezen az elven alapszik a dialízis is.

3. A kolloidok optikai tulajdonságai: (Tyndall effektus) John Tyndall (1820-1893) figyelte meg, hogy a kolloid oldatok oldalról megvilágítva fényszóródást, opalizálást mutatnak. A kolloidméretű részecskéken a folyadékokban a fény szóródik.

Tyndall effektus Kolloid oldat fényforrás

4. Elektroforézis: Elektromos egyenáram hatására a kolloid oldatban a részecskék irányított mozgásba jönnek: a pozitív töltésűek a katód, míg a negatív töltésűek az anód felé mozognak. A mozgás sebessége függ a: részecske nagyságától; az oldat pH értékétől; az elektromos térerősségtől; a részecske töltésétől és a hőmérséklettől.

Kolloid oldatok előállítása Kolloid oldatot kétféleképpen nyerhetünk: Diszperziós módszerrel (kolloid örléssel ún. kolloid malmokban), és Kondenzációs módszerrel (kisebb méretű részecskék asszociációjával).

a kolloid részecskék szerkezete A kolloid részecske két részből áll: Magból, amely több ion vagy molekula összekapcsolódásával jön létre és Burokból, amelyet az oldatban levő más ionok, molekulák képeznek.

Az ún. asszociációs kolloidokban eltérő polaritású részeket tartalmazó, ún. amfipatikus molekulák, ionok hozzák létre az ún. micellákat. Ezek több molekula (ion) meghatározott irányú összekapcsolódásával jönnek létre.

A kolloid részecskék lehetnek: Liofóbok (taszítják az oldószer részecskéit) és Liofilek (magukhoz kapcsolják az oldószer részecskéit).

emulziók Az emulziók a diszperz rendszerek azon típusai, amelyekben a diszpergált rész és a diszperziós közeg egyaránt folyékony halmazállapotú. Az emulziókat két egymásal nem vagy csak korlátozott mértékben elegyedő folyadék alkotja. Ezek egyike valamilyen lipofil tulajdonságú olaj, a másik általában víz vagy más hidrofil jellegű folyadék (pl. alkohol). Attól függően, hogy ezek közül melyik alkotja a folytonos fázist, keletkezhetnek olaj a vízben (O/V) vagy víz az olajban (V/O) típusú emulziók.

Az emulzió jellegét (O/V vagy V/O) befolyásolja: az olaj / víz (apoláris / poláris) fázis aránya; az emulgeálószer anyagi minősége és koncentrációja; a hőmérséklet; a szilárd halmazállapotú stabilizátor (Pickering emulziók) esetén a nedvesedési viszonyok. Bancroft szabálya (1912): Emulziók diszperziós közege az a fázis, amelyben az emulgeálószer jobban oldódik.

Emulziók élelmiszerek kozmetikumok gyógyszerkészítmények biológiai rendszerek járófelületek (bitumen)

Emulziók előállítása Egy emulzió három alapvető kelléke tehát: víz, olaj (zsír), illetve egy emulgeátor.

Emulziók stabilizálása Emulgeálószerekkel történik. Ezek legtöbbször tenzidek. A stabilizáció történhet különböző erőhatásokkal is, mint: hidratációs erők: O / V sztérikus erők: V / O elektrosztatikus erők: ionos tenzidek polimerek: sztérikus erők szilárd porok: hidrofób erők (+ nedvesedés)

Az emulgeátorok fő típusai: Anionos: negatív töltésű hidrofil csoportokkal rendelkeznek, pl. alkil- és arilszulfátok valamint szulfonátok. Kationos: pozitív töltéssel rendelkeznek pl. alkil- és arilaminok, foszfinok. Amfoter: két ellentétes töltéssel rendelkező csoportot vagy csoportokat tartalmaznak pl. proteinek, kazein, tojásfehérje, lizerginsav, pszilocibin. A töltés pH-tól függő.

Emulziók destabilizálása (megtörése) Történhet: ülepítés, centrifugálás, szűrés, termikus koagulálás, elektromos kezelés, ultrahangos kezelés, kémiai adalékok hatására.

mikroemulzió emulzió