czerwony wschód i zachód Słońca (światło przechodzące bez rozproszenia jest bogate w fale długie).
Z pomiarów natężenia światła rozproszonego przez układ koloidowy można wyznaczyć stężenie danego koloidu. Zakładając, że wartość iloczynu nV2 jest proporcjonalna do stężenia c, otrzymujemy dla dwóch układów koloidowych tej samej substancji o różnych stężeniach q i C2 dwa następujące równania:
'1=^-4
(5.9)
(5.10)
c2
Dzieląc równanie (5.9) przez (5.10) otrzymujemy:
h c2
(5.11)
Korzystając z układu wzorcowego o znanym stężeniu i mętności można zmierzyć mętność układu badanego i obliczyć jego stężenie. W pomiarach na ogół korzysta się z układu wyjściowego o znanym stężeniu, przygotowuje się serię rozcieńczonych roztworów wzorcowych i po zmierzeniu ich mętności sporządza się wykres wzorcowy zależności / = /(c), który służy następnie do wyznaczenia stężenia roztworu badanego.
Inny rodzaj pomiarów, a mianowicie pomiary natężenia światła przechodzącego przez układ w stosunku do natężenia światła padającego, znajdują zastosowanie w metodzie zwanej turbidymetrią.
Właściwości koloidów zależą od zdolności cząstek koloidowych do oddziaływania z cząstkami ośrodka rozpraszającego. Wyróżnia się dwie grupy układów koloidowych:
• koloidy liofobowe - układy, w których cząstki koloidowe trudno ulegają sol-watacji,
• koloidy liofilowe - układy, w których cząstki koloidowe łatwo ulegają solwa-tacji cząsteczkami fazy rozpraszającej.
Jeżeli ośrodkiem rozpraszającym jest woda, to wówczas wyróżniamy koloidy hydrofobowe (nie ulegające hydratacji) i hydrofilowe (łatwo ulegające hydratacji). Porównanie właściwości koloidów liofobowych i liofilowych przedstawiono w tabeli 5.2.
TABELA 5.2. Właściwości charakterystyczne koloidów liofobowych i liolilowych
Właściwości |
Koloidy liofobowe |
Koloidy liofilowe |
Otrzymywanie |
Metodami dyspersji lub kondensacji |
Można otrzymać przez rozpuszczenie |
Struktura cząstek |
Przeważnie zespoły zwykłych cząsteczek |
Często makrocząsteczki |
Stężenie fazy rozproszonej |
Na ogół nieznaczne |
Może być duże |
Ruchy Browna |
Wyraźne |
Często bardzo niewyraźne |
Efekt lyndalla |
Wyraźny |
Niewyraźny |
Barwa układu |
Często zabarwione |
Najczęściej bezbarwne |
Ładunek elektryczny |
Cząstki są zawsze naładowane |
Ładunek może nie występować |
Lepkość |
Zbliżona do fazy rozpraszającej |
Większa niż fazy rozpraszającej |
Tworzenie piany |
Nie tworzą piany |
Łatwo tworzą pianę |
Pęcznienie |
Nie pęcznieją |
pęczniejąc zwiększają objętość |
Tworzenie galaret |
Nie tworzą galaret |
Łatwo tworzą galarety |
Wrażliwość na działanie |
Koagulacja pod wpływem |
Mało wrażliwe, pod wpływem |
elektrolitu |
małych stężeń elektrolitu |
dużych stężeń następuje wysala-nie lub koacerwacja |
Wrażliwość na działanie środków dehydratujących |
Nieznaczna i dopiero przy dużych stężeniach |
F»rzy dużych stężeniach znaczna |
Charakter koagulacji |
Nieodwracalna |
Odwracalna |
Napięcie powierzchniowe |
Zbliżone do fazy rozpraszającej |
Mniejsze od fazy rozpraszającej |
Cząstki koloidowe są zwykle obdarzone ładunkiem elektrycznym spowodowanym adsorpcją jonów elektrolitu z układu, procesem dysocjacji elektrolitycznej koloidu cząsteczkowego lub cząsteczek tworzących cząstkę koloidową. Cząstkę koloidu wraz ze znajdującymi się wokół niej jonami nazywamy micelą koloidową, a pozostałość - ośrodkiem międzymicelarnym.
W przypadku koloidu liofobowego micela składa się z kilku warstw, przedstawionych schematycznie na przykładzie Agi na rysunku 5.4. Wewnętrzną warstwę miceli Agi, wytrąconego w roztworze KI za pomocą roztworu AgN03 (rys. 5.4a), stanowi tzw. jądro, złożone z cząsteczek Agi, elektrycznie obojętne. Na powierzchni jądra znajdują się zaadsorbowane z roztwom jony I-, które wraz z pewną liczbą jonów K+ stanowią zewnętrzną warstwę cząstki, tzw. adsorpcyjną — w tym przypadku naładowaną ujemnie (przewaga jonów F). W przypadku koloidu Agi, wytrąconego w roztworze AgN03 za pomocą roztwom KI (rys. 5.4b) cząstka koloidowa jest naładowana dodatnio wskutek adsorpcji jonów Ag+ z roztwom. Na powierzchni jądra adsorbują się zawsze tylko takie jony, które rozmiarem pasują do sieci krystalicznej Agi, a więc F lub Ag+ (zależnie od wamnków strącania). Z warstwą adsorpcyjną jest związana luźno tzw. warstwa dyfuzyjna (rozmyta), zawierająca pozostałe jony.