Otsime seletusi
Mille järgi on oma nimetuse saanud Punane meri ja Kollane jõgi, miks on Indoneesias Floresi saarel asuvates vulkaanikraatrites koguni kolm erivärvilist järve?
Kolloidlahuste omadused
Vaata fotodelt raud(III)kloriidi kolloidlahuse valmistamist ja võrdle fotolt raud(III)kloriidi tõelist lahust ja sellest tekkinud kolloidlahust. Näed, et tõeline lahus on kollane, kolloidlahus aga pruunikaskollane.
 |  |
Raud(III)kloriidi kolloidlahust on lihtne valmistada. Kuuma, peaaegu keevasse vette tuleb tilgutada raud(III)kloriidi lahust, kuni see muutub tumedaks kolloidlahuseks.
Kolloidosakeste suurus ja ehitus mõjutavad oluliselt kolloidlahuste omadusi. Kolloidlahustes on pihustunud osakesed – kolloidosakesed – juba märksa väiksemad kui jämepihustes. Palja silmaga või tavalise mikroskoobiga neid ei näe. Ometi on kolloidosakesed ikkagi nii väikesed, et läbivad kergesti filterpaberi poorid, mistõttu hariliku filterpaberiga neid lahusest eraldada ei saa.
Küll aga ei lase kolloidosakesi läbi tsellofaan, pärgament ja loomsed kiled. Neid materjale kasutataksegi kolloidlahuste puhastamiseks ioonidest, mis jäävad sinna kolloidlahuste valmistamisel soolade vesilahustest. Ioonid laseb tsellofaan või pärgament läbi, kolloidosakesi aga mitte. Ioonide liig kolloidlahustes muudab need ebapüsivaks. Ioonide kaudu liituvad kolloidosakesed suuremateks osakesteks ning sadenevad välja.
Kolloidosakeste suurusest ei sõltu ainult kolloidlahuste filtritavus ja püsivus, vaid ka värvus. Kolloidlahused on enamasti intensiivsema värvusega kui tõelised lahused.
Lisa: Kolloidosakese laeng
Kolloidosakestel on tuum, mis seob oma pinnaga lahuses olevaid ioone. Vastavalt sellele, kas seotakse positiivselt või negatiivselt laetud ioone, on kolloidosake ka ise positiivse või negatiivse laenguga. Milliseid ioone tuum seob, sõltub tavaliselt kolloidlahuste valmistamise tingimustest. Nii võib hõbejodiidi (AgI) kolloidosakeste tuum siduda hõbeioone (Ag+) või jodiidioone (I–) (vt joonis). Kui kolloidlahuse valmistamisel oli liiga palju võetud kaaliumjodiidi, seob tuum jodiidioone ja kolloidosakesed on negatiivse laenguga.
Kolloidosakeste laeng on niivõrd oluline, et seda tuleb alati arvestada oma tegevuses, näiteks riide värvimisel. Riidevärvide segamisel veega tekib värvi kolloidlahus. Olenevalt värvaine iseloomust on kolloidosakesed laetud kas positiivselt või negatiivselt. Puuvillast riiet saab värvida ainult nende riidevärvidega, mille kolloidosakestel on positiivne laeng. Seevastu villase riide värvide kolloidosakesed peavad olema laetud negatiivselt. Vees on puuvillane riie laetud negatiivselt, villane aga positiivselt. Vastasnimelised laengud tõmbuvad, neutraliseeruvad ja värvaine kolloidosakesed sadenevad värvitavale riideesemele või kangale.
Nii ei saa värvida villast riiet puuvillasele riidele mõeldud värviga ja vastupidi. Alati, kui ostad riidevärvi, tutvu kõigepealt pakendile trükitud infoga.
Koagulatsioon
Kolloidosakeste liitumist suuremateks osakesteks nimetatakse koagulatsiooniks. Selle nähtuse lõppstaadiumiks on kolloidosakeste väljasadenemine. Koagulatsiooni kutsub esile soolade, leeliste või hapete lahuste lisamine. Ioonühendite lisamisel eralduvad ioonid neutraliseerivad kolloidosakeste laengu. Need muutuvad suuremateks osakesteks ning langevad põhja. Lisada võib samu aineid ka tahketena.
Koagulatsiooni võib aga esile kutsuda veel kuumutamine, valgustamine või isegi loksutamine. Kõigile tuntud koagulatsioon on munavalge hüübimine munade keetmisel või praadimisel. Koagulatsioonil muutub kolloidosakeste värvus, osakeste suurenemise tõttu lahus hägustub. Jõgede suudmealadele sadeneb alati hulgaliselt mitmesuguseid aineid. Koagulatsiooni kutsuvad esile merevees lahustunud soolad.
Nii looduslik kui ka heitvesi kujutavad endast teatavasti kolloidlahuseid. Veepuhastusjaamades lisatakse veele alumiiniumsoolasid. Nende mõjul toimuva koagulatsiooni tulemusena sadenevad vees olevad kolloidosakesed ning vesi muutub selgeks ja läbipaistvaks.
Kolloidlahuste siseehituse (struktuuri) muutumisest tingituna seovad kolloidosakesed pihuskeskkonna nii, et kolloidlahused kaotavad oma voolavuse ja muutuvad elastseteks aineteks. Oleme saanud uue kolloidlahuste liigi, mida nimetatakse tardeks.
Tarded, geelid, pastad
Tarde tekkimine sarnaneb väliselt kolloidlahuse külmumisega, mille käigus tekib püsiv kristallivõret meenutav korrapärane siseehitus. Selle välise sarnasuse tõttu nimetatakse tardeid ka geelideks. See nimetus tuleneb ladinakeelsest sõnast gelare, mis tähendab külmutama.
Inimorganismis kuuluvad tarrete hulka kõhred, lihased ja nahk. Toiduainetest on tarded hapupiim, sült, marja- ja puuviljamarmelaad, juust. Loodusest leiame selliseid tardeid nagu kautšuk, tselluloos ja mõned mineraalid, näiteks ahhaat ja opaal. Omamoodi tardeks tuleb pidada ka meduuse. Nendel seob vaid 1% tahket ainet 99% vett elastseks massiks. Loetelust näed, kui erineva viskoossusega võivad tarded olla.
Hambapastat toodetakse nii pastana kui ka geelidena. Viimased kujutavad endast värvilist läbipaistvat elastset massi. Selleks, et ostmisel saada endale soovitud koostisega hambapastat, peab hoolega jälgima tuubile kirjutatut.
Jätame meelde
- Kolloidosakesed on keerulise ehitusega tuhandest kuni miljardist ioonist, aatomist või molekulist koosnevad osakesed.
- Koagulatsioon on kolloidosakeste liitumine suuremateks osakesteks, mis sadenevad.
- Tarded ehk geelid on suhteliselt püsiva ehitusega elastsed kolloidid.
- Inimorganismis on palju kolloidlahuseid ja tardeid.
Lisa: Kolloidlahuste ja nende uurimise ajaloost
Kolloidlahuseid tunti ja kasutati juba vanas Hiinas, Egiptuses ja Indias. Kreeka filosoofi Aristotelese töödest võib leida vihjeid nahaparkimise ja riidevärvimise kohta. Aristoteles elas aga ligi 400 aastat eKr. Alkeemikud valmistasid väärismetallidest värvilisi kolloidlahuseid. 16. ja 17. sajandil kasutati kulla ja hõbeda kolloidlahuseid isegi ravimitena. Kulla kolloidlahuse ladinakeelne nimetus aurum potabile tähendab tõlkes joogikulda.
Vene loodusteadlane Mihhail Lomonossov sai maailmakuulsaks oma värvilistest klaasidest tehtud mosaiikidega. Nende valmistamiseks kasutas ta ka kulla kolloidlahust. Muide, 1857. a õnnestus inglise füüsikul ja keemikul Michael Faraday’l (hääldatakse faradi) avastada alkeemikute saladus kulla ja teiste metallide kolloidlahuste valmistamisest. Ta tegi neid meeleldi ka ise.
Kolloidkeemia kui omaette teadus hakkas kujunema 19. sajandi teisel poolel. Selle rajajaks peetakse inglise keemikut Thomas Grahami (gräm). Ta uuris, kuidas lahustes olevad ained läbivad pärgamenti. Ained, mille osakesed läbisid pärgamendi, moodustasid lahuses kristalle. Neid nimetas Graham kristalloidideks. Aineid, mille osakesed aga pärgamenti ei läbinud, nimetas ta kolloidideks. See nimetus tuleneb kahest kreekakeelsest sõnast kolla – liim ja eidos – kuju. Niisiis pärineb Grahamilt nimetus kolloid. Nende lahuseid nimetati aga kolloidlahusteks.
Uus ajastu kolloidlahuste uurimisel algas 1909. aastal, kui Richard Zsigmondy ehitas esimese ultramikroskoobi. Nüüd oli vahetult võimalik vaadelda kolloidosakesi. Aasta hiljem tehti kindlaks, et üks ja sama aine võib anda nii tõelise kui ka kolloidlahuse. Vees lahustamisel annab keedusool tõelise lahuse. Kui aga lahustada keedusoola orgaanilises lahustis, benseenis, saame kolloidlahuse.
Kolloidlahuseid, nende ehitust ja omadusi uurib kolloidkeemia.
