Τι είναι ένα κολλοειδές εναιώρημα;

Ένα κολλοειδές εναιώρημα είναι ένα μείγμα συνήθως δύο υλικών όπου το ένα είναι διασκορπισμένο στο άλλο σε μικροσκοπικό επίπεδο, αλλά όχι χημικά συνδεδεμένο με αυτό. Τα υγρά, τα στερεά και τα αέρια μπορούν όλα να αποτελούν μέρος ενός κολλοειδούς εναιωρήματος με την εξαίρεση ότι ένα αέριο δεν μπορεί να εναιωρηθεί κολλοειδώς σε ένα άλλο αέριο. Τα σωματίδια που δρουν ως κολλοειδή σε ένα εναιώρημα είναι συνήθως μεγαλύτερα σε μέγεθος από αυτά που βρίσκονται σε διαλύματα και κυμαίνονται από 1 έως 1,000 νανόμετρα ή δισεκατομμυριοστά του μέτρου σε διάμετρο. Τείνουν να κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο το εναιώρημα εάν έχει πρόσφατα αναμειχθεί ή αναδευτεί, αλλά θα καθιζάνουν στον πυθμένα του διαλύματος λόγω της βαρύτητας εάν αφεθεί να παραμείνει αδιατάρακτο για παρατεταμένη χρονική περίοδο.

Καλά παραδείγματα κολλοειδών εναιωρημάτων περιλαμβάνουν το γάλα, το χρώμα και τον καπνό. Το γάλα από αγελάδες, κατσίκες και άλλα ζώα είναι ένα εναιώρημα σφαιριδίων λίπους σε υγρό νερό, ως παράδειγμα ενός υγρού κολλοειδούς που αιωρείται σε ένα υγρό. Η βαφή είναι ένα παράδειγμα στερεού κολλοειδούς αιωρούμενου σε υγρό όπου χρωστικές βαφής, που συχνά αποτελούνται από σκόνες βαρέων μετάλλων όπως οξείδιο του χρωμίου ή ψευδάργυρος, αιωρούνται σε βάσεις ελαίου, νερού ή υδρογονανθράκων. Ο καπνός είναι ένα παράδειγμα στερεού κολλοειδούς αιωρούμενου σε αέριο, όπου ο καπνός αποτελείται από λεπτά σωματίδια τέφρας ως εύφλεκτο υπόλειμμα διασκορπισμένο στον αέρα. Ακόμη και το ανθρώπινο αίμα θεωρείται κολλοειδές εναιώρημα, με βιολογικά υλικά όπως στερεές πρωτεΐνες να αιωρούνται σε υγρό ορό αίματος ή πλάσμα.

Μια μοναδική ιδιότητα πολλών κολλοειδών είναι ότι μπορούν να έχουν μια αδιαφανή ή ημιδιαφανή εμφάνιση σε αυτά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα αιωρούμενα σωματίδια είναι συχνά αρκετά μεγάλα μεμονωμένα ή ως συλλογές μορίων που δρουν για να διασκορπίσουν μερικώς το φως καθώς περνά μέσα από το κολλοειδές εναιώρημα. Το μπλε φως τείνει να διαχέεται πολύ πιο αποτελεσματικά από τα μεγαλύτερα μήκη κύματος φωτός, όπως το κόκκινο φως, έτσι τα κολλοειδή αιωρήματα έχουν συχνά μια μπλε απόχρωση, όπως η ομίχλη στον αέρα. Αυτό το χαρακτηριστικό μιας κολλοειδούς ανάρτησης έχει χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ειδικών τύπων βαφής και βερνικιού που έχουν ανακλαστική ποιότητα που προσδίδει λάμψη στην επικαλυμμένη επιφάνεια. Η αιώρηση των σωματιδίων και η λάμψη μπορούν να διατηρηθούν σε κάποιο βαθμό, ακόμη και μετά την ξήρανση.

Οι ιδιότητες ενός κολλοειδούς εναιωρήματος υπάρχουν σε μια μάλλον λεπτή ισορροπία. Τα κολλοειδή σωματίδια θα παραμείνουν σε αιώρηση και θα αποφύγουν τη συσσώρευση μεταξύ τους εάν τα απωστικά φορτία που ασκούν ισορροπούν ενάντια στις φυσικές ελκυστικές δυνάμεις Van der Waals στο εναιώρημα. Έχουν αναπτυχθεί τεχνητά μέσα διατήρησης αυτής της ισορροπίας για τη δημιουργία κολλοειδών αναρτήσεων. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ένα υδρόφοβο μόριο απορρυπαντικού που μπορεί να δράσει ως κολλοειδές στο νερό με φυσική ικανότητα να αποφεύγει τη σύνδεση με τα μόρια του νερού, αλλά έχει ένα ελκυστικό φορτίο προς τη βρωμιά και τα σωματίδια λαδιού που επίσης αιωρούνται στο νερό.