Kolloider er små partikler fordelt i et stoff. Kolloider finner vi overalt i vårt dagligliv, for eksempel i melk, saus, maling, blod og iskrem.

Partiklene kan være faste, flytende eller i gassform. De har oftest utstrekning mellom en nanometer (10−9 m) og en mikrometer (10−6 m), selv om man i noen tilfeller også regner større partikler opptil 50 mikrometer som kolloider. Partiklene er derfor mye større enn atomer, men samtidig for små til å kunne sees med det blotte øyet. De største partiklene kan sees i et vanlig lysmikroskop, mens de minste kan sees i et elektronmikroskop. Betegnelsen kolloid ble innført i 1861 av Thomas Graham.

Kolloidale løsninger kan dannes ved nedbrytning (dispergering) av større deler av et eller flere stoffer i små partikler, eller ved at molekyler eller ioner bindes sammen (aggregering) til små partikler. Dersom partiklene har samme form og størrelse, kalles dispersjonen monodispers. Dersom partiklene har mange forskjellige størrelser og/eller ulike former, kalles dispersjonen polydispers. De fleste kolloider man møter i dagliglivet er polydisperse. Hvis dispergeringsmiddelet er vann, kalles dispersjonen et hydrokolloid.

De minste kolloidale partiklene kan holde seg svevende i en væske eller gass på grunn av brownske bevegelser, mens de større partiklene etter hvert trekkes nedover på grunn av tyngdekraften. De minste partiklene i kolloidale løsninger går gjennom de fleste vanlige filtre, men kan fanges opp i dialysemembraner. Kolloidale løsninger kan derfor befris for lavmolekylære stoffer ved dialyse.

Løsningenes egenskaper er for en stor del bestemt av partiklenes størrelse, form og overflateegenskaper og hva som dermed skjer i grensesjiktet mellom partikkel og væske. Kolloidkjemien omfatter derfor atskillig overflatekjemi. Kolloidale løsninger kan koagulere på en slik måte at det dannes en gel, der partiklene danner en sammenhengende og relativt stabil struktur i væsken. Et eksempel på dette er silikagel.

Man deler ofte kolloider i dispersjonskolloider, assosiasjonskolloider og molekylkolloider.

Hos dispersjonskolloider består hver partikkel av et stort antall molekyler eller atomer.

Dispergert i en væske danner de derfor ikke en ekte løsning, men en såkalt sol (av latin solutio) eller kolloidal løsning. En hydrosol er en sol der vann er dispergeringsmiddelet, mens en organosol har et organisk løsemiddel som dispergeringsmiddel.

Noen eksempler på kolloidale løsninger er fettpartiklene i homogenisert melk, latekspartikler, dråpene i finere emulsjoner, glimmerflakene og andre mineralpartikler i finleire og gullpartiklene i gullrubinglass.

Dispersjonskolloider er ofte lyofobe (fra lyo=væske og fob=hate), det vil si at det er liten affinitet mellom kolloidet og «løsemiddelet». Når partiklene likevel ikke klumper seg sammen og faller ut, skyldes dette vanligvis at de blir elektrisk ladd på overflaten og derfor frastøter hverandre. Særlig sterke ladninger fås ved tilsetning av såper og andre ioniske overflateaktive stoffer (dispergeringsmidler). Ikke-ioniske overflateaktive stoffer kan gi partiklene et overflatebelegg som også virker stabiliserende (beskyttelseskolloider).

For å koagulere eller felle ut kolloidet kan man, alt etter kolloidets art, bruke for eksempel elektrolytt-tilsetning, elektroforese, oppvarming, frysing og tining, ultrasentrifugering eller inndamping. I dispersjonskolloider er disse prosessene oftest irreversible på grunn av de lyofobe egenskapene.

Dispergert i luft kalles dispersjonskolloider for aerosoler. Noen eksempler på slike er sot og andre partikler i røyk, og vanndråpene i tåkedis.

I løsninger av såpe over en viss konsentrasjon vil noen av såpemolekylene assosiere seg med hverandre til partikler, miceller, som er av kolloidal størrelse, og som er i likevekt med den omgivende ekte løsningen. Slike kolloider kalles assosiasjonskolloider.

Makromolekylære stoffer som for eksempel proteiner, stivelse, kautsjuk og syntetiske høypolymere stoffer løser seg molekylært i egnede løsemidler og danner altså ekte løsninger.

Molekylene til disse stoffene er imidlertid så store at de har kolloidale dimensjoner, og stoffene sies derfor å foreligge som molekylkolloider. På grunn av den gode affiniteten til løsemiddelet kalles disse kolloidale løsningene for lyofile (fra lyo=væske og fil=elske). Molekylkolloidenes kjemi omfatter deler av fysikalsk polymerkjemi.

Hvis løsninger av molekylkolloider dampes inn, er utfellingen reversibel. Kolloidet går i løsning igjen ved tilsetning av nytt løsemiddel. Ved avkjøling eller egnede tilsetninger som gjør løseligheten mindre, kan løsningen skille seg i to faser i likevekt: én med høyere kolloidkonsentrasjon (koaservatet) og én med meget lav konsentrasjon. Denne prosessen kalles koaservasjon (fra latinske coacervare, som betyr å gå sammen, aggregere).

Slike koaservater kan også dannes ved blanding av to løsninger av ioniserte molekylkolloider med motsatte ladninger, for eksempel gelatin og gummi arabicum.

Kolloider inngår i mangfoldige former som nødvendige bestanddeler i alle levende organismer. Man finner dem i levende vesener, jord, luft (for eksempel svevestøv) og vann (for eksempel mikroplast og mineralpartikler). De spiller også en viktig rolle i blant annet geologi, geoteknikk, jordbunnslære, vann- og luftrensing og i mange industrielle prosesser.

Kolloidmøller og emulgeringsmaskiner er vanlig brukt i industrien for fremstilling av kolloidale løsninger av faste stoffer og væsker. Slike løsninger inngår i tallrike næringsmidler og tekniske, kjemiske og farmasøytiske produkter.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.