COLLOÏDE: KENMERKEN, SOORTEN, TOEPASSINGEN, VOORBEELDEN - CHEMIE

De colloïden zijn mengsels waarin minuscule onoplosbare deeltjes (de zogenaamde disperse fase) worden verdeeld, gesuspendeerd in een continu verspreidend medium (of vloeistoffase). De deeltjes van de gedispergeerde fase kunnen, evenals die van de dispergerende fase, gasvormig, vloeibaar of vast van aard zijn.

Voorbeelden van colloïden zijn mist, waarbij het verspreidende medium lucht is en de gedispergeerde fase microscopisch kleine waterdruppeltjes. Een voor de hand liggend geval zou een sap zijn, het dispergeermedium is het water en de dispergerende fase de mineralen, vitamines, hydraten, enz.

Wolken zijn een voorbeeld van gasvormige colloïden omdat ze microscopisch kleine druppels of kristallen water bevatten die in de lucht zweven. Bron: pexels.com

De straal van de gedispergeerde fasedeeltjes ligt tussen 0,001 µm en 0,1 µm (1 nm bij 1000 nm). Deze straal is zo klein dat de sedimentatie erg laag is, en daarom worden colloïden als stabiele mengsels beschouwd; hoewel ze er vaak troebel uitzien.

Colloïden hebben een aantal eigen kenmerken, zoals het Tyndall-effect. Dit houdt in dat de deeltjes van de gedispergeerde fase licht in alle richtingen kunnen verstrooien.

Colloïden worden vanwege hun affiniteit voor water geclassificeerd als hydrofiel en hydrofoob. Bovendien bestaat voor hen de volgende classificatie: emulsie, vaste emulsie, sol, gel, schuim, vast schuim, vloeibare aerosol en vaste aerosol.

Kenmerken van colloïden

Samenstelling

Alle combinaties van gas, vloeistof en vaste stof kunnen colloïden veroorzaken; behalve gasmengsels die echte oplossingen vormen. Of het mengsel een colloïdale dispersie of suspensie vormt, hangt af van de grootte van de deeltjes, die als analoog aan de opgeloste stof kan worden beschouwd.

Adsorptie

Omdat de colloïdale deeltjes fijn verdeeld zijn, volgt hieruit dat hun oppervlak erg groot is. Hierdoor adsorberen de colloïdale deeltjes ionen, evenals gassen, vloeistoffen en vaste stoffen.

Elektroforese

Colloïdale deeltjes zijn meestal elektrisch geladen; dat is het geval met eiwitten en nucleïnezuren. Daarom kunnen deze macromoleculen in een elektrisch veld bewegen, in de richting van de anode of de kathode, afhankelijk van hun elektrische lading.

Dialyse

Colloïdale deeltjes hebben een straal waardoor ze niet door de poriën van dialysemembranen kunnen gaan, waardoor ze kunnen scheiden van andere kleinere zwevende deeltjes. Deze functie wordt gebruikt om ongewenste stoffen in colloïdale suspensies te verwijderen.

Brownische beweging

Colloïdale deeltjes zijn begiftigd met willekeurige trillingsbewegingen in alle richtingen, dat wil zeggen, Brownse beweging. Deze eigenschap draagt ertoe bij dat de deeltjes niet sedimenteren en dat de homogeniteit en stabiliteit van de colloïdale suspensies behouden blijft.

Tyndall-effect

Colloïdale deeltjes in suspensie zijn in staat om licht in alle richtingen te verstrooien, een eigenschap dat oplossingen niet aanwezig zijn. Om deze reden kan het pad van een lichtstraal die door een colloïdale suspensie gaat, worden waargenomen. Bijvoorbeeld een lichtstraal die de mist verlicht.

Soorten colloïden

Emulsie

Het is een colloïde gevormd door het mengsel van twee niet mengbare vloeistoffen; de ene vormt de gedispergeerde fase en de andere de dispergerende fase. Het is meestal het type olie-watermengsel.

Vaste emulsie

Het is een soort colloïde waarin de gedispergeerde fase een vaste stof is en de fase of het dispergeermedium een vloeistof.

Schuim

Het is een soort colloïde waarin de gedispergeerde fase een gas is dat bellen vormt, omgeven door de dispergerende fase, die een vloeistof is.

Bierschuim is een voorbeeld van een colloïde van het schuimtype, waarbij de vloeibare fase de biervloeistof is en de gedispergeerde fase luchtbellen Bron: Engin Akyurt via Pexels.

Stevig schuim

De gedispergeerde fase is een gas en de dispergerende fase of het medium is een vaste stof. Dit type colloïde wordt geproduceerd bij het maken van brood en kaas.

Zonnen en gels

Het is een colloïdaal systeem waarin de dispergerende fase een vaste stof is en de gedispergeerde fase een vloeistof in de vorm van clusters. De condensatie of hydrolyse van de sol produceert een gel die een vast materiaal vormt gevuld met vloeistof.

Er wordt gezegd dat gels een dichtheid hebben die vergelijkbaar is met vloeistoffen, maar hun structuur lijkt op die van vaste stoffen.

Vloeibare aerosol

Het is een soort colloïde waarin de gedispergeerde fase een vloeistof is en de dispergerende fase of het medium een gas.

Stevige spray

Het is een colloïdaal systeem waarin de gedispergeerde fase een vaste stof is en de dispergerende fase of het medium een gas.

Toepassingen

Biologisch

Colloïden zijn aanwezig in de cellen van levende wezens. In de vorm van zonnen en gels vormen ze het cytoplasma en de kern. Daarom wordt het leven beschouwd als een uitdrukking van de aanwezigheid van colloïden.

Industrieel

Colloïden worden gebruikt in verven, kunststoffen, landbouwinsecticiden, inkt, cement, zeep, smeermiddelen, wasmiddelen, kleefstoffen en ook in veel voedingsmiddelen.

Verven zijn gemaakt van colloïdale pigmenten gedispergeerd in vloeibare oplosmiddelen, die in staat zijn om een stabiele vaste film te vormen terwijl de verf droogt.

De inkt die bij het drukken van kranten wordt gebruikt, is gemaakt van colloïdaal zwart koolstof in olie. Ondertussen is de inkt in de pennen gemaakt van gelachtige colloïden.

Medicinaal

Colloïdale oplossingen worden gebruikt voor uitbreiding van het plasmavolume bij patiënten met postoperatieve hypovolemie. Zilvercolloïden worden gebruikt als antibiotica die enzymen in bacteriën, schimmels en virussen inactiveren. Van kopercolloïden is bekend dat ze antikankeractiviteit hebben. Evenzo hebben kwikcolloïden een antisifilitische werking.

Colloïden maken deel uit van medicijnafgifte- en transportmechanismen, zoals hydrogels, micro-emulsies, liposomen, micellen, nanodeeltjes en nanokristallen.

Vloeren

De belangrijkste colloïdale componenten van bodems zijn minerale sedimenten in de vorm van klei en humus. Bodemcolloïden spelen een belangrijke rol bij de opslag en uitwisseling van mineralen die planten nodig hebben, met name Ca ²⁺ , Mg ²⁺ en K ⁺ .

Verdikkingsmiddelen

Colloïden geven het medium de gewenste vloei-eigenschappen aan tandpasta's, lotions, smeermiddelen enz., Waardoor ze stabiliseren en hun fasen in stand houden.

Voedingsmiddelen

Colloïden kunnen worden beschouwd als alomtegenwoordig in voedingsmiddelen, aangezien ze in bijna alle soorten aanwezig zijn. Eiwit is bijvoorbeeld een sol-achtig colloïde, dat bestaat uit eiwitmoleculen met lange ketens, stevig gewonden door waterstofbruggen.

Door het eiwit te verhitten, worden de eiwitbindingen verbroken en verandert de colloïdesol in een hydrogel.

Voorbeelden van colloïden

Vaste emulsie: kaas, boter en gelei.

Emulsie: melk, gezichtscrème en mayonaise.

Schuim: scheerschuim, slagroom en bierschuim.

Massief schuim: spons, rubber en puimsteen.

Zolen: rauw eiwit, verf en Chinese inkt.

Gels: gebakken eiwit, balpeninkt en gelatine.

Vloeibare aerosol: nevel, nevel, wolken en dauw.

Vaste aerosol: rook, uitlaatgassen van auto's en fijnstof in de lucht.

Referenties

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
Law J., & Brar A. (15 december 2019). Colloïden. Chemie LibreTexts. Hersteld van: chem.libretexts.org
Wikipedia. (2020). Colloïde. Hersteld van: en.wikipedia.org
Charles Clay. (30 april 2018). Kenmerken van een colloïde. Wetenschappelijk. Hersteld van: sciencing.com
Kegel A. (1995). Het gebruik van colloïden in de klinische praktijk. British journal of hospital medicine, 54 (4), 155-159.
QuimiNet. (7 februari 2013). Colloïdale oplossingen en hun toepassingen in de geneeskunde. Hersteld van: quiminet.com

COLLOÏDE: KENMERKEN, SOORTEN, TOEPASSINGEN, VOORBEELDEN - CHEMIE - 2026