1

KOLOIDNI KOLOIDNI DISPERZNI DISPERZNI

SISTEMISISTEMI

Docent Docent drdr Mara Mara AleksiAleksićć

1861. god. Tomas Graham1861. god. Tomas Graham

Kristaloidi i koloidiKristaloidi i koloidi(1805(1805--1869)1869)

1908. god. Ostwald,1908. god. Ostwald,(1909 (1909 –– Nobelova nagrada za hemiju)Nobelova nagrada za hemiju)

koloidna svojstva ne zavisekoloidna svojstva ne zaviseod kristalnosti ili amorfnosti,od kristalnosti ili amorfnosti,

vevećć od od veliveli ččineine ččestice rastvorkaestice rastvorka (18(185353--11932932))

KOLOIDNI DISPERZNI SISTEMIKOLOIDNI DISPERZNI SISTEMI

2

KOLOIDNI DISPERZNI SISTEMIKOLOIDNI DISPERZNI SISTEMI

�� ZajedniZajedniččka osobina koloida je da grade ka osobina koloida je da grade ČČESTICE ODREðENE VELIESTICE ODREðENE VELIČČINEINE

�� Meñusobno se razlikuju po Meñusobno se razlikuju po

-- strukturistrukturi

-- hemijskoj prirodihemijskoj prirodi

-- sposobnosti da obrazujusposobnosti da obrazujuččestice sloestice složženijih oblikaenijih oblika

DISPERZNI SISTEMIDISPERZNI SISTEMI�� Sistem u kome su Sistem u kome su ččestice jedneestice jedne fazefaze

dispergovane udispergovane u drugoj fazidrugoj faziDisperzna fazaDisperzna faza -- disperzno sredstvodisperzno sredstvo

�� Disperzni sistem (disperzija) je Disperzni sistem (disperzija) je heterogen.heterogen.

PODELA DISPERZNIH SISTEMA PODELA DISPERZNIH SISTEMA premaprema

1.1. veliveliččini dispergovanih ini dispergovanih ččesticaestica2.2. obliku dispergovanih obliku dispergovanih ččesticaestica3.3. agregatnom stanjuagregatnom stanju4.4. solvatacijisolvataciji5.5. unutraunutraššnjoj grañi koloidnih njoj grañi koloidnih ččesticaestica

3

Podela disperznih sistema prema Podela disperznih sistema prema veliveliččini dispergovanih ini dispergovanih ččesticaestica

�� Podela prema prePodela prema preččniku niku ččestica:estica:�� visoko disperzni sistemi (pravi rastvori, visoko disperzni sistemi (pravi rastvori, << 1 nm1 nm))�� koloidni disperzni sistemi (1 koloidni disperzni sistemi (1 –– 100 nm)100 nm)�� grubo disperzni sistemi (suspenzije i emulzije grubo disperzni sistemi (suspenzije i emulzije >>100nm100nm))

�� Podela prema broju atomaPodela prema broju atoma�� visoko disperzni sistemi (visoko disperzni sistemi (<< 101033 atomaatoma))�� koloidni disperzni sistemi (koloidni disperzni sistemi (101033 << 10109 9 atomaatoma))�� grubo disperzni sistemi (grubo disperzni sistemi (> > 10109 9 atoma)atoma)

Podela disperznih sistema prema Podela disperznih sistema prema obliku dispergovanih obliku dispergovanih ččesticaestica

�� Korpuskularno disperzni sistemiKorpuskularno disperzni sistemiččestice pribliestice približžno sfernog oblikano sfernog oblika

�� Laminarno disperzni sistemiLaminarno disperzni sistemiččestice u obliku lamela i tankih listiestice u obliku lamela i tankih listiććaa

�� Fibrilarno disperzni sistemiFibrilarno disperzni sistemiččestice u obliku estice u obliku šštapitapićća i vlakanaa i vlakana

4

Podela disperznih sistema prema Podela disperznih sistema prema agregatnom stanju disperzne faze i agregatnom stanju disperzne faze i

disperznog sredstvadisperznog sredstva

ČČvrste penevrste pene

ČČvrste penevrste pene

ČČvrste suspenzijevrste suspenzije

PenePene

Emulzije Emulzije SuspenzijeSuspenzije

KiKišša, maglaa, magla

PraPraššina, dimina, dim

ČČvrste penevrste pene

ČČvrste penevrste pene

ČČvrste solivrste soli

PenePene

Emulzoidi (koloidne soli)Emulzoidi (koloidne soli)

Suspenzoidi (koloidne soli) Suspenzoidi (koloidne soli)

AerosolAerosol

AerosolAerosol

GG

TT

ČČ

GG

TT

ČČ

TT

ČČ

ČČ

ČČ

ČČ

TT

TT

TT

GG

GG

Grubo disperzni Grubo disperzni sistemsistem

Koloidni disperzni sistemKoloidni disperzni sistemDisperzna Disperzna fazafaza

Disperzno Disperzno sredstvosredstvo

Podela koloida prema solvataciji Podela koloida prema solvataciji ==

prema afinitetu dispirgovanih prema afinitetu dispirgovanih ččestica estica prema disperznom sredstvuprema disperznom sredstvu

�� LiofobniLiofobni (mali afinitet, (mali afinitet, ččestice nisu solvatisane, estice nisu solvatisane, nestabilni, lako se grupinestabilni, lako se grupiššu i talou i taložže, nastaju e, nastaju

dispergovanjem u sredstvu u kome se ne rastvaraju)dispergovanjem u sredstvu u kome se ne rastvaraju)

�� LiofilniLiofilni (jak afinitet, (jak afinitet, ččestice su solvatisane, stabilni, estice su solvatisane, stabilni, nema grupisanja i talonema grupisanja i taložženja, nastaju spontanim enja, nastaju spontanim rastvaranjem)rastvaranjem)

•• Hidrofobni i hidrofilni (voda)Hidrofobni i hidrofilni (voda)

•• Organofobni i organofilni (organski rastvaraOrganofobni i organofilni (organski rastvaračč))

•• Lopofobni i lipofilni (masti i ulja)Lopofobni i lipofilni (masti i ulja)

5

Podela koloida prema unutraPodela koloida prema unutraššnjoj grañi njoj grañi koloidnih koloidnih ččesticaestica

�� Disperzoidi Disperzoidi Agregati malih molekula kristalne strukture meñusobno povezani Van der Waals-ovim silama

�� Micelarni koloidiMicelarni koloidi�� Makromolekulski koloidi Makromolekulski koloidi

Sastoje se od makromolekula sa 103 – 109 atoma, osnovna stuktura – monomeri koji kovalentnim vezama grade polimere. Broj monomera – stepen polimerizacije (više od 500)

Prirodnog poreklaPrirodnog porekla –– celuloza, skrob, enzimi, hormoni, antitela. celuloza, skrob, enzimi, hormoni, antitela. SintetiSintetiččkog porekla kog porekla –– polivinili, polietri, poliamidi, poliuretani, polivinili, polietri, poliamidi, poliuretani, gume, boje, lakovi, silikonigume, boje, lakovi, silikoni

�� Makromolekulski asocijatiMakromolekulski asocijatiNastaju povezivanjem viNastaju povezivanjem višše molekula preko boe molekula preko boččnih aktivnih grupa nih aktivnih grupa ––intinteermolekulsko povezivanje rmolekulsko povezivanje -- Van der WaalsVan der Waals--ovim i vodoniovim i vodoniččnim, nim, jonskim i kovalentnim vezama.jonskim i kovalentnim vezama.

Bubrenje, umreBubrenje, umrežžavanje avanje –– gelgel

Micelarni koloidiMicelarni koloidi

�� ČČvrste i tevrste i te ččne organskene organske supstancesupstance�� Agregati malih molekula Agregati malih molekula –– micelemicele�� PojedinaPojedinaččni molekuli u miceli vezani ni molekuli u miceli vezani Van der WaalsVan der Waals --

ovim silamaovim silama�� Naelektrisani Naelektrisani i i liofilniliofilni�� Nastaju pri Nastaju pri velikim koncentracijamavelikim koncentracijama molekulamolekula�� Dvofilna gra ñaDvofilna gra ña: jedan kraj molekula sadr: jedan kraj molekula sadržži polarnu i polarnu

grupu (+ ili grupu (+ ili --), a drugi nepolarne.), a drugi nepolarne.�� PovrPovr ššinski aktivne materijeinski aktivne materije –– PAM (sapuni, detrdPAM (sapuni, detrdžženti)enti)

6

7

DOBIJANJE KOLOIDNIH DISPERZIJADOBIJANJE KOLOIDNIH DISPERZIJA

�� METODE DISPERGOVANJAMETODE DISPERGOVANJA

–– intenzivno sitnjenje grubo disperznih sistemaintenzivno sitnjenje grubo disperznih sistema–– nespontan procesnespontan proces–– nastaju liofobni koloidinastaju liofobni koloidi

**1.1. MehaniMehani ččko dispergovanjeko dispergovanje (mehani(mehaniččki i koloidni ki i koloidni

mlinovi)mlinovi)2.2. Dispergovanje ultrazvuDispergovanje ultrazvu ččnim talasimanim talasima ((νν >> 20 000 Hz, 20 000 Hz,

ulja, boje, tablete, proteini, zidovi ulja, boje, tablete, proteini, zidovi ććelija, tkiva, pene, elija, tkiva, pene, aerosoli ...aerosoli ...))

3.3. Dispergovanje elektriDispergovanje elektri ččnom strujom nom strujom (jednosmerna ili (jednosmerna ili naizmeninaizmeniččna, metali za industriju: Zn, Pb, Cu)na, metali za industriju: Zn, Pb, Cu)

DOBIJANJE KOLOIDNIH DISPERZIJADOBIJANJE KOLOIDNIH DISPERZIJA

�� METODE AGREGACIJE METODE AGREGACIJE –– KONDENZACIJEKONDENZACIJE

–– agregacija atoma ili malih molekula iz pravih rastvoraagregacija atoma ili malih molekula iz pravih rastvora

–– spontan processpontan proces

–– nastaju liofobni koloidinastaju liofobni koloidi

**

1.1. Agregacija hemijskim reakcijamaAgregacija hemijskim reakcijama(redukcija, oksidacija, hidroliza, kristalizacija)(redukcija, oksidacija, hidroliza, kristalizacija)

2.2. Agregacija smanjenjem rastvorljivosti Agregacija smanjenjem rastvorljivosti (dodatkom nerastvara(dodatkom nerastvaračča ili promenom temperature)a ili promenom temperature)

8

PREPREČČIIŠŠĆĆAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDAAVANJE I IZDVAJANJE KOLOIDA

•• sporedni proizvodi mali molekuli i jonisporedni proizvodi mali molekuli i joni

•• pratepratećće supstance razlie supstance različčitog hemijskog sastava i itog hemijskog sastava i molekulskih masamolekulskih masa

�� DIJALIZA DIJALIZA –– ELEKTRODIJALIZAELEKTRODIJALIZA

�� GEL FILTRACIJA*GEL FILTRACIJA*

�� ULTRAFILTRACIJA*ULTRAFILTRACIJA*

DIJALIZA

�� SemipermeabilnaSemipermeabilna membranamembrana

�� Mali molekMali molekuliuli atomi i joni atomi i joni →→ DADA�� Koloidi Koloidi →→ NENE

�� Difuzija do izjednaDifuzija do izjednaččavanja avanja koncentracijakoncentracija

�� Obnavljanje Obnavljanje ččistog rastvaraistog rastvaraččaa

�� Kontinualno proticanje Kontinualno proticanje rastvararastvaraččaa

9

ELEKTRODIJALIZAELEKTRODIJALIZA

�� Ubrzava Ubrzava proces proces dijalizedijalize

�� Tri komoreTri komore

KINETIKINETIČČKE POJAVE KOD KOLOIDAKE POJAVE KOD KOLOIDA

AA Nastaju usled toplotnog kretanja Nastaju usled toplotnog kretanja molekulamolekula

�� BrownBrown--ovo kretanjeovo kretanje

�� DifuzijaDifuzija� Sedimentacija

�� Osmotski pritisakOsmotski pritisak

10

KINETIKINETIČČKE POJAVE KOD KOLOIDAKE POJAVE KOD KOLOIDA

BB Zasnovane na spoljaZasnovane na spolja ššnjim njim uticajimauticajima

�� Koagulacija Koagulacija -- talotaložženjeenje

�� ElektrokinetiElektrokinetiččke pojaveke pojave

�� Viskozni otporViskozni otpor�� ReoloReološške osobineke osobine

IZBORNI PREDMET

KoloidnaKoloidna hemijahemija

BrownBrown--ovo kretanjeovo kretanje

1828 1828 –– ČČestice polena estice polena suspendovane u vodi suspendovane u vodi se neprestano krese neprestano krećću.u.

Kretanje je haotiKretanje je haotiččno.no.

Meñumolekulski sudariMeñumolekulski sudari..

Brzina je veBrzina je većća a ššto suto su�� ččestice manje (manje r i estice manje (manje r i ρρ))�� temperatura vetemperatura veććaa�� viskoznost manjaviskoznost manja

17731773--18581858

Robert BrownRobert Brown

11

BrownBrown--ovo kretanje koloidaovo kretanje koloida

�� Kretanje koloida je mnogo Kretanje koloida je mnogo sporijesporije�� Sa koloidnom Sa koloidnom ččesticom se esticom se istovremeno sudariistovremeno sudari vivišše e

molekula rastvaramolekula rastvaraččaa

�� Kretanje je usmereno u Kretanje je usmereno u pravcu rezultantepravcu rezultante tih sudaratih sudara� Einstain-ova opšta jedna čina Brown-ovog kretanja

rN

RT

t

x

ηηηηππππ3

2

==== −−−−

t

xbrzina

Perrin je izračunao Avogadrov broj N

DDIFUZIJAIFUZIJA

�� Koloidne Koloidne ččestice estice ne podlene podle žžu talou talo žženju pod enju pod dejstvom gravitacijedejstvom gravitacije

�� HomogenoHomogeno su rasporeñene u rastvoru su rasporeñene u rastvoru

�� Gradijent koncentracije Gradijent koncentracije →→ migracija migracija ččestica estica →→translatorna difuzijatranslatorna difuzija

�� Difuzija koloidnih Difuzija koloidnih ččestica je estica je spor spor procesproces

�� FickFick --ov zakonov zakon

dldc

Dsdtdm = −D Konstanta difuzije = brzina difuzije

pri jediničnim vrednostima s i dc/dl

12

SEDIMENTACIJASEDIMENTACIJATaloTalo žženje enje ččestica prema veliestica prema veli ččini ili gustini u ini ili gustini u

pravcu gravitacijepravcu gravitacije

�� Sedimentacija Sedimentacija gravitacijomgravitacijom -- NENE�� Sedimentacija Sedimentacija centrifugalnom silomcentrifugalnom silom

Centrifugalno ubrzanje je Centrifugalno ubrzanje je vivi šše stotina hiljadae stotina hiljadaputa veputa većće od gravitacijee od gravitacije

Centrifugalna sila = Sila potiska + Sila trenjaCentrifugalna sila = Sila potiska + Sila trenja

OSMOTSKI PRITISAKOSMOTSKI PRITISAK

nRTV ====ΠΠΠΠ

M

mn ====

M

RT

V

m====ΠΠΠΠ

mcV

m ====

M

RTcm====ΠΠΠΠ

.' constVHofftVan ====ΠΠΠΠ

VaVažži za sferne i za sferne ččestice i razblaestice i razbla žžene rastvoreene rastvore

13

OSMOTSKI PRITISAKOSMOTSKI PRITISAK

M

RTcm====ΠΠΠΠ →→→→

M

RT

cm====ΠΠΠΠ Redukovani

osmotski pritisak

Razblaženi rastvori - .konstcm

====ΠΠΠΠ pri T= konst.

*Sa porastom koncentracije П zavisi od koncentracije

...++++++++====ΠΠΠΠm

m

BcM

RT

c

B - drugi virijalni koeficijent - odstupanje od idealnog ponaodstupanje od idealnog ponaššanjaanja

OPTIOPTIČČKE POJAVE KOD KOLOIDAKE POJAVE KOD KOLOIDA

Zavise od veliZavise od veliččine, oblika i strukture ine, oblika i strukture ččestice.estice.

�� RefrakcijaRefrakcija�� OptiOptiččka aktivnostka aktivnost�� ApsorpcijaApsorpcija�� Rasipanje svetlostiRasipanje svetlosti�� Dvojno prelamanjeDvojno prelamanje�� FluorescencijaFluorescencija

14

Rasipanje (rasejanje) svetlostiRasipanje (rasejanje) svetlosti

�� Nastaje interakcijom svetlosnog zraka Nastaje interakcijom svetlosnog zraka (VIS) sa (VIS) sa ččesticama koloidne disperzije.esticama koloidne disperzije.

�� Odbijanje, prelamanje i difrakcija zraka.Odbijanje, prelamanje i difrakcija zraka.

�� Ali i mutnoAli i mutnoćća, opalescencija i a, opalescencija i interferencija rasute svetlosti.interferencija rasute svetlosti.

�� Podaci o veliPodaci o veliččini, obliku i strukturi.ini, obliku i strukturi.

�� 1845. Tyndall1845. Tyndall-- sve materije rasejavaju sve materije rasejavaju svetlost u nekoj meri, pa svetlost u nekoj meri, pa ččak i ak i ččiste iste teteččnosti i gasovinosti i gasovi

�� 1857. Faraday1857. Faraday –– svetlosni zrak je vidljiv svetlosni zrak je vidljiv iz pravca koji je normalan na pravac iz pravca koji je normalan na pravac njegovog prostiranja.njegovog prostiranja.

�� 1869. Tyndall1869. Tyndall –– Tyndallov efekatTyndallov efekat

�� 1871. Rayleigh (Rejli)1871. Rayleigh (Rejli) -- razvio teoriju razvio teoriju skretanja svetlosti od strane malih skretanja svetlosti od strane malih ččestica.estica.

15

Tyndallov efekatTyndallov efekatOptička posuda sa vodom i nekoliko kapi mleka (koloidni rastvor)

PropuPropušštena svetlost crvena i nepolarizovana,tena svetlost crvena i nepolarizovana,

Rasuta svetlost plava i polarizovanaRasuta svetlost plava i polarizovana

Nastanak rasute svetlosti u nehomogenim sredinamaNastanak rasute svetlosti u nehomogenim sredinama-- difrakcija na centrima rasejanjadifrakcija na centrima rasejanja

TTeorijeorij aa rasipanjarasipanja svetlostisvetlosti((RayleighRayleigh--jevjev zzakonakon))

16

••U sudaru sa molekulom,U sudaru sa molekulom, svetlost indukuje svetlost indukuje dipolni momenat.dipolni momenat.

••Dipol osciluje istom frekvencijomDipol osciluje istom frekvencijom kao i upadna kao i upadna svetlost, alisvetlost, ali normalnonormalno na pravac prostiranja na pravac prostiranja upadne svetlosti.upadne svetlosti.

••Dipol postaje sekundarni izvor i reemitujeDipol postaje sekundarni izvor i reemitujelinearno polarizovanu svetlostlinearno polarizovanu svetlost u svim pravcimau svim pravcima..

TTeorijeorij aa skretanja svetlostiskretanja svetlosti((RayleighRayleigh))

4−−−−==== λλλλkIr

Intenzitet rasute svetlosti:Intenzitet rasute svetlosti:

Potvrda TyndallPotvrda Tyndall--ovog efekta (viovog efekta (višše se rasipaju manje e se rasipaju manje λλ))

Konstanta Konstanta kk zavisi od zavisi od IoIo,, VVččest.est. , , nnukupnoukupno, , ∆∆∆∆∆∆∆∆nn

Za odreñenu vrednost Za odreñenu vrednost λλλλJer su V Jer su V ččestica i njihov broj estica i njihov broj ~~ koncentrkoncentracijiaciji

ckk λλλλλλλλ ====−−−−4

ckIr λλλλ==== NefelometrijaNefelometrija

TurbidimetrijaTurbidimetrija

17

VISKOZNOST KOLOIDNIH VISKOZNOST KOLOIDNIH DISPERZIJADISPERZIJA

�� Mnogo veMnogo većća viskoznost od pravih rastvora i pri niskim a viskoznost od pravih rastvora i pri niskim koncentracijama.koncentracijama.

�� Koloidni rastvori su Koloidni rastvori su nenjutnovskinenjutnovski , jer se pri laminarnom , jer se pri laminarnom proticanju ne ponaproticanju ne ponaššaju po Newtonovom zakonu.aju po Newtonovom zakonu.

�� Na viskoznost utiNa viskoznost utičču:u:

oblik oblik ččestica estica (korpuskularni, fibrilarni, laminarni)(korpuskularni, fibrilarni, laminarni)

afinitet afinitet ččestica prema rastvaraestica prema rastvara čču u (liofilni, liofobni)(liofilni, liofobni)

koncentracijakoncentracija

dldv

sF ⋅⋅⋅⋅==== ηηηη

�� Viskozne osobine koloida mogu se ispitati kada Viskozne osobine koloida mogu se ispitati kada viskoznost viskoznost ne zavisi od koncentracijene zavisi od koncentracije ..

�� Relativna i specifiRelativna i specifiččna na NENE

�� RedukovanaRedukovana pravi rastvoripravi rastvori

�� UnutraUnutraššnja viskoznost nja viskoznost

zavisi od stepena polimerizacije.zavisi od stepena polimerizacije.

odreñivanje molarne odreñivanje molarne mase makromolekulamase makromolekula

a=o sferni ....... a=1,8 asimetria=o sferni ....... a=1,8 asimetriččni, spiralni *ni, spiralni *

csp

red

ηηηηηηηη ====

[[[[ ]]]]

==== →→→→ csp

c

ηηηηηηηη 0lim

[[[[ ]]]] aMK ⋅⋅⋅⋅====ηηηη

18

ELEKTRIELEKTRIČČNE POJAVE KOD NE POJAVE KOD KOLOIDNIH DISPERZIJAKOLOIDNIH DISPERZIJA

Koloidne Koloidne ččestice najestice najččeeššććee nosenose

iizvesno naelektrisanjezvesno naelektrisanje

POVRPOVRŠŠINSKO NAELEKTRISANJEINSKO NAELEKTRISANJE

1.1. Liofobne Liofobne ččestice estice -- disperzoididisperzoidi

2.2. Micelarni koloidiMicelarni koloidi

3.3. Makromolekulske supstanceMakromolekulske supstance

Naelektrisane Naelektrisane koloidnekoloidne ččesticeestice

PovrPovrššinsko naelektrisanje na koloidnoj insko naelektrisanje na koloidnoj ččestici estici ne postoji samo za sebe i mone postoji samo za sebe i možže se definisati samo kao e se definisati samo kao naelektrisanje na granici koloidne naelektrisanje na granici koloidne ččesticeesticei tei teččne faze u kojoj je dispergovana. ne faze u kojoj je dispergovana.

Naelektrisane koloidne čestice mogu nastati:1.1. JonizacijJonizacij omom povrpovr ššinskih grupainskih grupa2.2. OtpuOtpu šštanjetanje mm jona sa povrjona sa povr ššine ine -- rastvaranjerastvaranje mm3.3. AdsorpcijAdsorpcij oom naelektrisanih m naelektrisanih ččesticaestica

19

•• Naelektrisane makromolekulske supstanceNaelektrisane makromolekulske supstance

Poseduju razliPoseduju različčite aktivne grupe koje disosuju i obrazuju ite aktivne grupe koje disosuju i obrazuju makromolekule sa velikim brojem elementarnih makromolekule sa velikim brojem elementarnih naelektrisanja naelektrisanja

PolielektrolitiPolielektrolitiU zavisnosti od vrste aktivnih grupaU zavisnosti od vrste aktivnih grupa

1.1. PolikiselinePolikiseline –– samo kiselinske grupe samo kiselinske grupe

--COOCOO-- (skrob, pektinske i poliakrilne kiseline) (skrob, pektinske i poliakrilne kiseline) --OSOOSO33–– (agar)(agar)

2.2. Polibaze Polibaze –– samo bazne grupesamo bazne grupe

NHNH33+ + (bazni proteini)(bazni proteini)

3.3. Amfoterni polielektroliti Amfoterni polielektroliti –– i kiselinske i bazne grupe, i kiselinske i bazne grupe, proteiniproteini

1. Jonizacija povr1. Jonizacija povr ššinskih grupainskih grupa

PolikiselinePolikiseline

20

PolibazePolibaze

♣♣ U vodenim rastvorima jonogene grupe U vodenim rastvorima jonogene grupe amfoternih elektrolita amfoternih elektrolita disosujudisosuju u razliu različčitom itom stepenu i stepenu i daju razlidaju razli ččite pH vrednostiite pH vrednosti

♣♣ Proteini Proteini –– slabe kiseline slabe kiseline –– pH 4,5 pH 4,5 –– 6 6

♣♣ Na disocijaciju Na disocijaciju momo žže da se utie da se uti ččee dodatkom dodatkom kiselina, baza, soli ili promenom pH.kiselina, baza, soli ili promenom pH.

♣♣ IzoelektriIzoelektri ččna tana taččka ka -- pH IET pH IET = pH vrednost = pH vrednost pri kojoj je ukupan broj pozitivnih i negativnih pri kojoj je ukupan broj pozitivnih i negativnih naelektrisanaelektrisannja jednakja jednak ((ukupnoukupno naelnael. =0). =0). Tada . Tada se koloidna se koloidna ččestica ne kreestica ne krećće u elektrie u električčnom nom polju.polju.

21

Koloidna Koloidna ččestica nastaje dispergovanjem kristalne supstance,estica nastaje dispergovanjem kristalne supstance,

Kada se kristalna koloidna Kada se kristalna koloidna ččestica AgI nañe u vodi poestica AgI nañe u vodi poččeećće da se rastvara.e da se rastvara.

2. Otpu2. Otpu šštanje jona sa povrtanje jona sa povr ššine ine -- rastvaranjerastvaranje

3. 3. AAdsorpcijdsorpcij aa naelektrisanih naelektrisanih ččestica iz estica iz disperzne sredinedisperzne sredine

22

Naelektrisani micelarni Naelektrisani micelarni koloidikoloidi

�� U svom sastavu poseduju U svom sastavu poseduju jonogene grupejonogene grupe–– kiselinske i bazne grupe koje lako kiselinske i bazne grupe koje lako disosuju u zavisnosti od disosuju u zavisnosti od

•• Prirode disperzne sredinePrirode disperzne sredine

•• pH disperzne sredinepH disperzne sredine

�� Sapuni, detrdSapuni, detrdžžentienti

Struktura liofobnih koloidnih Struktura liofobnih koloidnih ččesticaestica -- disperzoidadisperzoida

Liofobne Liofobne ččesticeestice

nisu solvatisanenisu solvatisane

Njihova Njihova stabilnoststabilnost potipotičče e od od sila odbijanjasila odbijanja kojekoje

sprespre ččavaju grupisanjeavaju grupisanjei taloi talo žženjeenje ..

23

)(3)()()(3 teččvrtečtečKNOAgBrKBrAgNO ++++→→→→++++

��Rastvori Rastvori AgNOAgNO33 i KBr i KBr jednakih koncentracijajednakih koncentracija

��AgBr je nerastvorljiv i AgBr je nerastvorljiv i kristalikristališše u nenaelektrisanee u nenaelektrisane

hidrofobne hidrofobne ččestice sa estice sa mm molekula .molekula .

�� Ovi koloidi su Ovi koloidi su nestabilni nestabilni pa se brzo pa se brzo talotaložže.e.

�� TaloTaložženje spreenje spreččava prisutni ava prisutni žželatinelatin –– stabilizator.stabilizator.

�� ŠŠto je sredina to je sredina viskoznijaviskoznija, , manja je brzinamanja je brzina rasta kristalarasta kristala

Primer:Primer:

Koloidi Koloidi srebro bromidasrebro bromida u razblau razblažženim rastvorima enim rastvorima žželatinaelatina

)(3)()()(3 teččvrtečtečKNOAgBrKBrAgNO ++++→→→→++++

U U vivišškuku AgNOAgNO33 adsorbuje se Agadsorbuje se Ag+ + zbog nezasizbog nezasiććenih silaenih silaprivlaprivlaččenja na povrenja na površšini, tj. zbog ini, tj. zbog vivišška povrka površšinske energije.inske energije.

Adsorbovani AgAdsorbovani Ag++ privlaprivlačče NOe NO33-- iz rastvora:iz rastvora:

(((( ))))(((( )))) ::m AgAgBr ++++

FajansFajans--PanethPaneth--ovo praviloovo pravilo

−−−−3NO

24

)(3)()()(3 teččvrtečtečKNOAgBrKBrAgNO ++++→→→→++++

U U vivišškuku KBrKBr adsorbuje se Bradsorbuje se Br −−−−−−−− zbog nezasizbog nezasiććenih silaenih silaprivlaprivlaččenja na povrenja na površšini, tj. zbog ini, tj. zbog vivišška povrka površšinske energije.inske energije.

Adsorbovani Adsorbovani BrBr −−−−−−−− privlaprivlačče Ke K++ iz rastvora:iz rastvora:

(((( ))))(((( )))) ++++−−−− KBrAgBr m::

Adsorpcioni sloj koloidne Adsorpcioni sloj koloidne ččestice je suprotno naelektrisanestice je suprotno naelektrisan

�� Postoji viPostoji višše modela koji objae modela koji objaššnjavaju strukturunjavaju strukturu

�� Jonska atmosfera sastoji se od dva slojaJonska atmosfera sastoji se od dva sloja

**

�� HelmholtzHelmholtz --ov dvostruki elektriov dvostruki električčni slojni sloj

�� GouyGouy --ChapmanChapman ––ovov difuzni slojdifuzni sloj

�� ŠŠternovaternova modifikacijamodifikacija --najprihvatljiviji modelnajprihvatljiviji model

25

Negativno naelekrisano Negativno naelekrisano jezgrojezgro

I I -- adsorpcioni slojadsorpcioni sloj

IIII -- difuzioni slojdifuzioni sloj

I + II = elektriI + II = električčni dvostruki slojni dvostruki sloj

II = = -- jonijoni i i protivjoniprotivjoni

Joni u adsorpcionom sloju suJoni u adsorpcionom sloju suččvrsto vezanivrsto vezani

i krecu se sa i krecu se sa ččesticom.esticom.

II = II = similarnisimilarni i i protivjoniprotivjoni

Joni u difuzionom sloju suJoni u difuzionom sloju supokretljivi pokretljivi (ulaze i izlaze iz njega)(ulaze i izlaze iz njega)

(((( ))))(((( )))) ++++−−−− KBrAgBr m::

(((( ))))(((( )))) ++++−−−− KBrAgBr m::

26

ElektrokinetiElektrokineti ččki potencijalki potencijal• Sloj adsorbovanih Sloj adsorbovanih ⊖⊖⊖⊖⊖⊖⊖⊖ jejedebljine predebljine preččnika nika solvatisanoj jona.solvatisanoj jona.

•• ŠŠternov sloj ternov sloj ččine ine adsorbovani protivjoni adsorbovani protivjoni ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕, , imaimadebljinu debljinu δδδδδδδδ i potencijal i potencijal ψψψψψψψψδδδδδδδδ ..

•• U adsorpcionom sloju U adsorpcionom sloju ψψψψψψψψ00000000 →→→→→→→→ ψψψψψψψψδδδδδδδδ

••U difuznom sloju U difuznom sloju ψψψψψψψψδδδδδδδδ →→→→→→→→ 00

Primenjeno je elektriPrimenjeno je električčno polje, E, jednosmerne strujeno polje, E, jednosmerne struje

Pri odreñenom potencijaluPri odreñenom potencijaluBrownBrown--ovo haotiovo haotiččno kretanjeno kretanjepostaje usmereno kretanje.postaje usmereno kretanje.

ζζζζζζζζ = elektrokineti= elektrokinetiččki iliki ili

zeta potencijalzeta potencijal

potencijal pri kome sepotencijal pri kome seodvaja koloidna odvaja koloidna ččestica iestica ikrekrećće ka elektrodie ka elektrodi

ζζζζζζζζ <<<<<<<< ψψψψψψψψδδδδδδδδ

27

VeliVeliččinaina ζζζζζζζζ merilo stabilnosti merilo stabilnosti koloidnog sistemakoloidnog sistema

Kada je Kada je ζζζζζζζζ malomalo ––nema sile elektrostatinema sile elektrostatiččkogkog

odbijanjaodbijanja koja bi koja bi sprespreččilaila

grupisanje i talogrupisanje i taložženjeenje

koloidnih čestica

�� Brzina Brzina kretanja koloidnih kretanja koloidnih ččestica kroz disperznu estica kroz disperznu sredinu:sredinu:

�� U vodi U vodi ζζζζζζζζ = = ±±±±±±±±0,03 0,03 –– ±±±±±±±±0,06 V0,06 V ;; v = 2v = 2-- 4x104x10 --44 cmscms --11

�� Jonska pokretljivostJonska pokretljivost koloidne koloidne ććestice:estice:

πηπηπηπηζζζζ4DE

v ====

πηπηπηπηζζζζ4

DEv

u ========

28