کلوئید چیست؟ ذرات کلوئید و ویژگی‌های آن‌ها

آیا تا کنون با اصطلاح “کلوئید” یا “چسب سان” مواجه شده اید؟ آیا می دانید که ذرات کلوئید چیستند و چه ویژگی هایی دارند؟ آیا درباره ی انواع آن اطلاعاتی دارید؟

اگر پاسخ شما به این پرسش ها منفی است، نگران نباشید! چرا که آنچه در این مقاله گردآوری شده، به تنهایی برای دست یافتن به این اطلاعات کافی است؛ بنابراین اگر در پی رسیدن به جواب سوالات خود هستید، تنها لازم است که در ادامه ی مقاله با ما همراه باشید.

مدت زمان مطالعه: 4 دقیقه

تاریخچه ی ذرات کلوئید

مطالعات و پژوهش های توماس گراهام، شیمی دان و دانشمند برجسته ی اسکاتلندی بر روی فرآیند دیالیز، به یافته های مهمی درباره ی مواد کلوئیدی منجر شد. در حقیقت، او نخستین کسی بود که مخلوطی چون مخلوطِ نشاسته و آب را یک کلوئید نامید. وی این اصطلاح را که به معنی “اجسام چسب مانند” است، برای اولین بار در 1861 میلادی به کار برد و در ادامه به ترویج آن پرداخت.

گراهام، در هنگام آزمایش غشای نفوذپذیر و با بهره گرفتن از دستگاهی به نام دیالیزر که پیشگام دستگاه های دیالیز امروزی بود، توانست ذرات کلوئید را (اجسام شبه چسب) از کریستالوئیدها (اجسام شبه بلور) جداسازی کند و همین اقدامات او، منجر به پیدایش شاخه ای از علم شیمی تحت عنوان شیمی کلوئیدی شد. بدین ترتیب، وی را بنیانگذر این شاخه از علم می دانند.

سال ها بعد در 1958 میلادی، سِر اریک ریدال، رئیس سابق انجمن صنایع شیمیایی، در پاسخ به افزایش گروه های تحقیقاتی در زمینه ی مواد چسب سان ، انجمن شیمی کلوئیدی را بنیان نهاد و عده ای دیگر از دانشمندان مطرح مانند پروفسور اوتویل، انجمن علمی فارادی را تاسیس کردند. این دو انجمن علمی از سال 2002 به مشارکت علمی با یکدیگر پرداختند و به تدریج بر دامنه ی همکاری خود افزودند.

لازم به ذکر است که همین همکاری ها در زمینه ی مواد کلوئیدی، به رشد و ارتقای چشمگیر شیمی کلوئید منجر شد.

تعریف مخلوط و ذرات کلوئید 

به گفتار ساده، کلوئید مخلوط ناهمگنی است که ذرات پراکنده ی آن از نظر اندازه، بین مواد محلول و سوسپانسیون قرار می گیرند. یعنی ذرات کلوئید از اغلب مولکول های ساده بزرگترند و در مایع حل نمی شوند. همچنین این مواد از ذرات سوسپانسیون کوچک ترند و بنابراین ته نشین هم نمی شوند! مانند شیر که چربیِ آن، نه به صورت محلول و نه به صورت ته نشین، که به صورت معلق در مایع است.

همانگونه که از تعریف بالا استنباط می شود، چسب سان ها از دو فازِ پراکنده و پیوسته تشکیل می شوند.

فاز پراکنده، به ماده ی معلق در مخلوط اطلاق می شود و فاز پیوسته، هسته ی اصلی مخلوط را تشکیل می دهد. به عنوان مثال در شیر، خود مایع شیر متعلق به فاز پیوسته و چربی غیر محلول مختص به فاز پراکنده است که اندازه ی ذرات فاز دوم، معمولاً از یک نانومتر تا یک میکرومتر متغیرند.

انواع کلوئید ها

نکته ی مهم درباره ی کلوئید ها آن است که این مواد، گوناگونی بسیاری دارند و فاز پراکنده و پیوسته ی آنان می تواند هر یک از سه حالت جامد، مایع و گاز را در بر بگیرد. در جدول زیر، مهمترین ذرات کلوئیدی به همراه نام مخصوص هر یک، گردآوری شده است:

ویژگی های ذرات کلوئیدی

از جمله ویژگی های اساسی مواد چسب سان ، پخش نور توسط کلوئید هاست. در این پدیده که آن را اثر تیندال می نامند، نور تابیده شده از جسم مبدا پس از برخورد با ذرات کلوئیدی از مسیر خود منحرف می شود و پراکندگی نور رخ می دهد؛ هر چند اگر تعداد ذرات معلق زیاد باشد، ممکن است این پدیده صورت نگیرد.

به عبارت دیگر، اثر تیندال سبب نمایان شدن مسیر باریکه ی نور می شود. احتمالا شما نیز بار ها این پدیده را به هنگام عبور نور از میان مه یا گرد و غبار مشاهده کرده اید.

ویژگی دیگر ذرات کلوئیدی، خنثی بودن بار شیمیایی این مواد است. در حقیقت همین همنام بودن بار هر کلوئید با کلوئید دیگر، سبب جذب نشدن آنان به یکدیگر و در نتیجه، تضمین بقای ماده است.

در باب کاربرد کلوئید ها نیز باید بدانیم که مواد چسب سان در صنایعی از قبیل تصفیه ی فاضلاب، تصفیه ی هوا، صنایع غذایی و… نقش دارند و از این حیث، در زمره ی مخلوط های شیمیایی مهم قرار می گیرند. همچنین برخی فلزات کلوئیدی نظیر یاقوت، لعل، فیروزه و… در ساخت ظروف و جواهرات گران قیمت به کار می روند.

نتیجه گیری

بر اساس آنچه بیان شد، کلوئید ها از جمله مخلوط های ناهمگنی هستند که بنا به عللی چون پخش نور، سنگینی ذرات و… به سوسپانسیون ها شباهت بیشتری دارند تا محلول ها. همچنین این مواد چسب سان به سبب تنوع گوناگون و کاربرد ویژه ای که در صنایع مختلف دارند، امروزه مورد مطالعه ی بسیاری از پژوهشگران و دانشمندان علم شیمی قرار گرفته اند تا با شناخت بیشتر از آن ها، گستره ی کاربردشان نیز افزایش یابد.

منابع