PROPRIETATILE SISTEMELOR COLOIDALE

PROPRIETATILE SISTEMELOR COLOIDALE

1. Stabilitatea coloizilor

La pierderea apei prin evaporare, solii liofili se transforma in geluri, fenomen numit gelifiere sau gelatinizare. Coloizii care revin la starea de sol prin adaugare de apa sunt coloizi reversibili (guma arabica). Separarea particulelor coloidale de mediul dispergent prin incalzire sau adaugare de electrolit se numeste floculare. In cazul substantelor proteice (albusul de ou), coagularea prin incalzire este ireversibila.

Fenomenul prin care, dupa coagulare cu electrolit (salifiere), gelul poate fi readus in stare de sol prin indepartarea electrolitului coagulant folosind dializa, se numeste peptizare. Fenomenul prin care solul pierde lichidul dispergent datorita unor transformari mai profunde poarta numele de sinereza (de exemplu separarea iaurtului de zer). Solii liofobi sunt mai putin stabili decat cei liofili, putand coagula chiar cu o cantitate mica de electrolit. Acesti coloizi pot fi stabilizati prin adaos de coloid protector liofil (gelatina, guma arabica etc.).

Pe langa aspectele legate de stabilitatea lor, sistemele coloidale prezinta proprietati electrice, optice, cinetice, de adsorbtie etc. deosebit de importante pentru stiintele biologice.

2. Proprietati electrice

Proprietatile electrice ale sistemelor coloidale se datoresc dublului strat electric (fig. 46) al particulelor coloidale pe care il formeaza primul strat de ioni de adsorbtie si stratul de contraioni. Sarcina electrica a unui coloid este conferita de primul strat electric. Astfel, formeaza coloizi pozitivi hidroxizii unor metale ca Al, Fe, Cd, Cu etc., unii oxizi ca TiO₂, CeO₂ etc. si colorantii bazici. Coloizii negativi sunt formati de numeroase sulfuri (CdS, As₂S₃, Sb₂S₃ etc.), oxizi (SiO₂, SnO₂, V₂O₅) amidonul solubil, guma arabica, colorantii acizi etc. Sarcina electrica a coloizilor s-a determinat prin electroforeza, proces de migrare a particulelor coloidale intr-un camp electric. Astfel, daca se introduc doi electrozi intr-un coloid si se racordeaza la o sursa de curent electric, se constata ca particulele se deplaseaza: la catod, in cazul coloizilor pozitivi, fenomen numit cataforeza si la anod, anaforeza, in cazul celor negativi (F.F. Reiss 1887). Particulele coloide in contact cu electrozii isi neutralizeaza sarcinile electrice si coloidul se depune sub forma de fulgi (floculeaza). Electroforeza se poate face atat pe coloana cat si pe hartie.

Proteinele, care sunt macromolecule, formate prin condensare de aminoacizi, prin caracterul lor amfoter, migreaza spre catod in mediu acid, iar spre anod in mediu bazic. La punctul izoelectric, deplasarea nu are loc. Deoarece diversele proteine prezinta deplasari electroforetice diferite la acelasi pH, electroforeza constituie o metoda de identificare a acestora.

Electroosmoza consta dintr-o difuziune a mediului de dispersie printr-o membrana semipermeabila sub actiunea curentului electric (fenomen descoperit de F.F. Reiss in 1887). Electrodializa, electroultrafiltrarea si electrodecantarea sunt de asemenea aplicatii ale proprietatilor electrice ale coloizilor.

3. Proprietati optice si cinetice

Sistemele coloidale, privite pe directia propagarii luminii, apar perfect limpezi la microscop, intocmai ca solutiile propriu-zise. Omogenitatea solutiilor coloidale este numai aparenta deoarece, atunci cand sunt examinate pe o directie perpendiculara pe directia de propagare a luminii devin vizibile atat razele de lumina cat si particulele coloidale (comparabil cu ceea ce vede spectatorul in sala de cinematograf in timpul rularii filmului, daca priveste perpendicular pe directia propagarii luminii).

De aceea, particulele coloidale nu pot fi vazute la microscopul obisnuit unde raza vizuala se afla pe directia razei luminoase. In schimb, privite cu ochiul liber, perpendicular pe directia de iluminare, apar tulburi. Acest fenomen se numeste efect Faraday-Tyndall si se datoreste faptului ca particulele coloide difuzeaza lumina transversal pe directia de propagare. Aparatul folosit pentru asemenea observari numit ultramicroscop, se bazeaza pe efectul Faraday-Tyndall si a fost inventat de E.Zsigmond si H. Siedentopf (1903).

Particulele coloidale prezinta o miscare rectilinie cu schimbare deasa a directiei si vitezei, ceea ce da miscarii un caracter dezordonat. Aceasta miscare descoperita de R. Brown (1927), numita azi miscare browniana, se datoreste nu energiei termice continute de particule ci ciocnirilor multiple cu moleculele mediului de dispersie.

Toate sistemele coloidale sunt vascoase. Ca si sistemele de dispersie omogene (solutiile) si sistemele coloidale prezinta fenomenul de difuziune si presiune osmotica. Valorile acestora sunt insa anormale datorita volumului mare al particulelor coloidale, miscarii browniene si vascozitatii lor care impun un ritm lent al acestor procese. In schimb, sistemul coloidal prezinta in mod accentuat proprietatea de sedimentare, care la coloizii liofobi decurge mai repede decat la cei liofili datorita instabilitatii lor.