Układ koloidalny

Układ koloidalny, układ koloidowy, roztwór koloidalny, zawiesina koloidalna, potocznie koloid – niejednorodna mieszanina, zwykle dwufazowa, tworząca układ dwóch substancji, w którym jedna z nich jest rozproszona w drugiej. Rozdrobnienie (czyli stopień dyspersji) substancji rozproszonej jest tak duże, że fizycznie mieszanina sprawia wrażenie homogenicznej, jednak nie jest to wymieszanie na poziomie pojedynczych cząsteczek.

Majonez jako przykład koloidu żółtek jajka w oleju

Przykład układu koloidalnego: dym we mgle

Właściwości

W koloidach stopień dyspersji wynosi od 10⁵ do 10⁷ cm⁻¹ – wówczas wielkość cząstek fazy rozproszonej sprawia, że ważne są zarówno oddziaływania pomiędzy nią a fazą rozpraszającą, jak i oddziaływania wewnątrz obu faz. Według IUPAC z układem koloidalnym mamy do czynienia, gdy rozmiary cząstek fazy rozproszonej (cząsteczek chemicznych lub ich agregatów) albo rozmiary nieciągłości układu koloidalnego są, przynajmniej w jednym kierunku, w przedziale od 1 nm do 1 µm.

Typowy układ koloidalny (tak zwany koloid fazowy) składa się z dwóch faz:

• fazy ciągłej, czyli substancji rozpraszającej, zwanej też ośrodkiem dyspersyjnym lub dyspergującym
• fazy rozproszonej, czyli substancji zdyspergowanej w ośrodku dyspersyjnym i w nim nierozpuszczalnej (liofobowej, hydrofobowej).

Inny rodzaj koloidów to koloidy cząsteczkowe, gdzie fazą rozproszoną są makrocząsteczki, na przykład polimery (żelatyna, skrobia, białka) – nie występuje wówczas wyraźna granica fazowa, bo cząsteczki rozpuszczalnika mogą wnikać do wewnątrz makrocząsteczki. Większość koloidów cząsteczkowych powstaje w sposób samorzutny w wyniku rozpuszczania w rozpuszczalniku (koloidy liofilowe, hydrofilowe). Niektóre ich właściwości są inne niż właściwości koloidów fazowych.

Rodzaje układów koloidalnych

Większość układów koloidalnych nazywana jest zolami, przy czym pojęcie zolu jest niejednoznaczne (podobnie niejednoznaczne jest pojęcie aerozolu). Układy koloidalne z fazą ciągłą w postaci gazu to gazozole, natomiast z fazą ciągłą w postaci cieczy to liozole. Ciała stałe i ciecze przenikające się wzajemnie to żele^[1].

Podział ze względu na fazy

Ośrodek rozpraszający	Substancja rozpraszana	Rodzaj	Przykład
gaz	gaz	– *	– *
	ciecz	gazozol (aerozol) ciekły	mgła
	ciało stałe	gazozol (aerozol) stały	dym
ciecz	gaz	piana	piana mydlana
	ciecz	emulsja	lakier do paznokci, mleko, majonez
	ciało stałe	zawiesina koloidalna (roztwór koloidalny) pirozol	srebro koloidalne w wodzie złoto w stopionym boraksie
ciało stałe	gaz	piana stała	pumeks, styropian, aerożel, nanożel
	ciecz	emulsja stała	opal
	ciało stałe	zol stały	szkło rubinowe

* Nie występują układy koloidalne, w których gaz rozproszony jest w gazie (gazy tworzą wyłącznie roztwory właściwe).

Podział ze względu na sposób otrzymywania

Ze względu na sposób otrzymywania można wyróżnić^[2]:

• Koloidy fazowe – otrzymywane poprzez rozdrobnienie substancji
• Koloidy asocjacyjne – micele powstają samorzutnie
• Koloidy cząsteczkowe – otrzymywane poprzez rozpuszczanie makrocząsteczek.