Kolloider, fellesbetegnelse på stoffer i meget finfordelt tilstand. Partiklenes størrelse ligger mellom ca. en milliondels og ca. en titusendels millimeter. Stoffene sies da å være i kolloidal tilstand. Kolloidale partikler er oftest for små til å sees i vanlig lysmikroskop, bare elektronmikroskopet forstørrer tilstrekkelig til å gi detaljerte bilder av dem.

Begrepet brukes også i en mer omfattende betydning, der det bare kreves at minst én av dimensjonene skal ligge innenfor det angitte størrelsesområdet. Kolloider omfatter da foruten små partikler også meget tynne filmer, fibrer, skum m.m.

Dispergert i en væske eller gass holder kolloidale partikler seg svevende og har sterke brownske bevegelser. De går gjennom alle vanlige filtere, men fanges opp i dialysemembraner. Kolloidale løsninger kan derfor befris for lavmolekylære stoffer ved dialyse. Er dispergeringsmiddelet vann, kalles dispersjonen et hydrokolloid. Løsningenes egenskaper er for en stor del bestemt av partiklenes størrelse, form og overflateegenskaper og hva som dermed skjer i grensesjiktet partikkel/væske. Kolloidkjemien omfatter derfor atskillig overflatekjemi.

Kolloidale løsninger kan koagulere på en slik måte at det dannes en gel, idet partiklene danner en sammenhengende og relativt stabil struktur i væsken. Et velkjent eksempel på dette er silikagel.

Kolloider inngår i mangfoldige former som nødvendige bestanddeler i alle levende organismer. De spiller også en viktig rolle bl.a. innen 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.

Betegnelsen kolloid ble innført 1861 av Thomas Graham, som regnes som kolloidkjemiens grunnlegger.

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 eller kolloidal løsning. En hydrosol betegner en sol hvor vann er dispergeringsmiddel, mens en organosol har et organisk løsningsmiddel som dispergeringsmiddel.

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

Dispergert i luft kalles kolloidene aerosoler. Sot og andre partikler i røyk, og vanndråpene i tåkedis er eksempler på slike.

Mange kolloidale løsninger av dispersjonstypen er lyofobe, dvs. 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 f.eks. elektrolytt-tilsetning, elektroforese, oppvarming, frysing og tining, ultrasentrifugering eller inndamping. Hos dispersjonskolloider er disse prosessene oftest irreversible pga. de lyofobe egenskapene.

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 løsning. Slike kolloider kalles assosiasjonskolloider.

Makromolekylære stoffer som f.eks. 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 affinitet til løsemiddelet kalles disse kolloidale løsningene lyofile. Molekylkolloidenes kjemi omfatter deler av den fysikalske polymerkjemi.

Hvis løsninger av molekylkolloider inndampes, er utfellingen reversibel, idet kolloidet igjen går i løsning 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. Prosessen kalles koaservasjon. Slike koaservater kan også dannes ved blanding av to løsninger av ioniserte molekylkolloider med motsatte ladninger, f.eks. gelatin og gummi arabicum.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.