Veda má svoj ​​zmysel, pokiaľ sa chápe ako cesta k pravde a pravda ako dobro človeka.

Všadeprítomné koloidy
Od gleja k vednému odboru
Dnes sa koloidy študujú , pretože sú naozaj všadeprítomné; stretávame sa s nimi na každom kroku bez toho aby sme si to uvedomovali. Je to veľmi pestrý svet,
Z historického hľadiska boli nanočastice kovov využívané už v starovekej Číne a Egypte, kde sa používali hlavne na zdobenie keramiky ak tvorbe farebných atramentov.

Nanočastice kovov majú tiež významné baktericídne účinky, ktoré sa v medicíne využívali už za čias starých Rimanov.

Až v prvej polovici 19. storočia boli položené základy koloidné nomenklatúry vedcom M. Faradayem, ktorého pripravené koloidné roztoky zlata sú dodnes k videniu v Britskom Múzeu v Londýne.

Ovšem názov "koloidné systém" vyslovil prvýkrát vedec T. Graham, ktorý takto pomenoval systém obsahujúci častice vo veľkosti v rozmedzí 10 - 1000 nm.
Omyl Thomasa Grahama
Tento Angličan narodený v roku 1805 (v Glasgowe, takže skôr Škót) sa roku 1837 stal profesorom preslávené University College v Londýne, kde veľmi úspešne pôsobil až do svojej smrti roku 1869. Venoval sa predovšetkým anorganické chémiu a stal sa tiež jedným zo zakladateľov koloidné chémia. A práve v nej sa dopustil omylu, za ktorý ho ale nemôžeme plísnit, pretože s vtedajšími technickými možnosťami sa mu sotva mohol vyhnúť.
Počas svojich pokusov si totiž všimol, že pri chemických reakciách, na ktorých konci sa očakáva, že vypadne nerozpustná zrazenina a roztok nad ňou bude číry, sa občas stávalo, že sa zrazenina neobjavila a roztok zostal zakalený. Usúdil, a to celkom správne, že príčinou sú asi väčšie častice rozptyľujúce svetlo, a zrejme si spomenul na vtedy obľúbené lepidlo, glej. Jeho roztok je tiež kalný a skutočne má niektoré vlastnosti rovnaké, aké vykazovali ony kalné roztoky solí. Potom už bol len krôčik k navrhnutie nového termínu.

Kolla je totiž po grécky glej.

Profesor Graham sa nemýlil v tom, že príčinou zákalu sú väčšie častice v roztoku, ale netušil rozdiel medzi glejom a koloidným roztokom nejaké soli - v gleja môžu za zákal jednotlivé veľké molekuly, v koloidnom roztoku soli to sú zhluky veľkého počtu malých častíc. Ovšem kalné je to v oboch prípadoch. Mylný bol tiež jeho názor, že sa koloidný roztok dá pripraviť len z niektorých solí. Ide to z čohokoľvek, ale niekedy sa musí použiť iné rozpúšťadlo ako voda, či všeobecne iné prostredie. Nemusí byť len kvapalné. Potiaľ histórie, v ktorej by sme mohli pokračovať ďalšími menami. Snáď ešte dve - zložitý pohyb koloidných častíc v kvapaline alebo v plyne popísali matematicky nezávisle na sebe profesori Marian Smoluchowski a Albert Einstaina.
koloidní systém- Graham- suspanzace- částice a rozmeroch 1-100mm
Čo je to koloid?
Už táto otázka nie je dnes úplne správna, hovorí sa o koloidných disperzných sústavách, v ktorých sú - a teraz čo? Najčastejšie máme tendenciu povedať koloidné častice, čo je síce pravda, ale žiada si komentár.
... čo teda máme v naznačených sústavách hľadať? Odpoveď znie, že buď častice, ktorých rozmer je aspoň v jednom smere v rozmedzí 0,000 001 až 0,000 1 mm, alebo dutiny týchto rozmerov. Inými slovami, bublinky plynu v kvapaline, kým sú tak malé, sú koloidné sústavou. To, čo neskôr vidíme na hladine piva, nesie odborný názov hrubá pena.

Pokiaľ ide o častice, majíli mať aspoň jeden rozmer ako je vymedzený, znamená to, že môže ísť o vlákna, doštičky a konečne o guličky, čo býva uvádzané ako najčastejšie tvar.

Ako vzniká koloidná sústava?
Napovedá to jedno slovo z jej odborného názvu, totiž "disperzné". Dispergovať znamená drvíť
Keď sa nám podarí niečo rozomlieť na tak jemné mletie, môžeme pripraviť koloidné systém. Alebo naopak môžeme nechať častice narastať. To sa stalo profesorovi Grahamovi (a mnohým iným pred ním, ale tí sa tomu nevenovali), keď sa pri chemickej reakcii začali reagujúce častice zhlukovať, ale proces sa zastavil moc skoro. Vznikli príliš malé častice, než aby klesli na dno, ale dosť veľké na to, aby bol roztok zakalený. Ovšem koloidné častice môžu byť v plynnom, kvapalnom alebo tuhom prostredí.
Vzduch a s ním späté koloidné systémy
Už teraz sa naše líčenia rozdvojujú, pretože vzduch ako bublinka môže byť koloidné časticou, ale rovnako tak môžu byť rozptýlené vo vzduchu tuhé alebo kvapalné koloidné častice.
Začnime touto možnosťou, pretože by sme sotva hľadali lepší príklad všadeprítomnosti koloidných sústav. Vyjdeme v meste, zvlášť potom v priemyselnom, na ulici za nepriaznivého počasia, zle sa nám dýcha. V médiách sa potom upozorňuje na smog, čo je ale jednoducho koloidné sústava, kedy sú vo vzduchu tuhé čiastočky, zvyčajne prach, popolček a jemné sadze, a súčasne kvapalné, drobné kvapôčky vody, v ktorej sú rozpustené napríklad plyny vznikajúce v automobilových motoroch alebo spaľovaním uhlie. Moc si nevyberieme, pretože prvý z nich sú zvyčajne veľmi zriedenou kyselinou dusičnou, druhé potom, takisto zriedenou, kyselinou siričitou.
Navyše môžeme vdychovať tiež kvapôčky kvapalných uhľovodíkov vznikajúcich pri spaľovaní. Kým media varujú pred smogom, pre2/3 odborníkmi je to aerosól. Nám je to vcelku jedno, pretože to dráždi pľúca pod oboma názvami. Keď je vo vzduchu len prach, gazdinky poznajú tento aerosól, pretože je zvlášť nápadný pri pohľade zo strany v slnečných lúčoch ako žiariaci svetlé body. Nevieme, či Angličan John Tyndall (1820 - 1893), profesor fyziky, doma upratoval, ale v každom prípade túto podívanou popísal, takže sa dnes volá Tyndallov jav. Na koloidoch sa dopadajúce svetlo rozptyľuje. Neskôr Rakúšan maďarského mena, profesor Richard Zsigmondy (1865 - 1929) zostrojil na tomto princípe mikroskop, ktorým sa dajú pozorovať koloidné častice. Sú totiž príliš malé, než aby sa dali vidieť v najsilnejších bežných optických mikroskopoch.

Teraz ešte pár drobností. Prachové častice majú tendenciu pohybovať sa proti smeru dopadajúceho slnečného lúča, čo by tak nevadilo, ale veľmi ľahko sa usadzujú na všetkých možných povrchoch. Niekedy tam drží prekvapivo pevne. S časticami prachu to nie je zďaleka jednoduché. Keď sú vo vzduchu, potom dívámeli sa na nich zo strany, sú modrastej. To je dôvod, prečo nám pri tomto smere pohľadu pripadá taký tiež cigaretový dym. Ale pri pohľade proti lúča vidíme červenú farbu. To sú červánky na nebi, kedy k nám slnečné lúče prechádzajú dlhú dráhou prachom vznášajúcim sa vo vzduchu. Tým to nekončí. Tohle rozptýlené svetlo slabne, pričom to modrej na oveľa kratšie vzdialenosti, než červené. Inými slovami, červené vidíme na väčšiu diaľku. To je dôvod, prečo sú varovné signálne svetlá červená; ona aj hmla je aerosól. Na druhej strane automobily jazdili za vojny v noci s reflektormi zakrytými modrým priesvitným papierom. Ich modré svetlo bolo zle vidieť zhora, kde bola doména nočných stíhačov. Pravda, vodiči moc nevideli na cestu, ale radšej horšie vidieť, než byť terčom.

Zostaňme ešte vo vzduchu. Čo sa v ňom deje, keď je vlhký? Začínajú sa objavovať mikroskopické kvapôčky vody, práve koloidných rozmerov. Postupne narastajú až presiahnu túto veľkosť, stanú sa hrubou disperziou a zmení sa v dážď. Keď zamrznú, je to sneh, niekedy krúpy. Mraky sa dnes skúmajú veľmi intenzívne, a to z viacerých hľadísk. Nejde len o ich vznik, ale o zložité pohyby vzduchu, kedy sa občas objavia tornádo, už aj u nás. Nemenej zaujímavé, a stále neúplne preskúmané je to, že sa tieto kvapôčky nabíjajú elektrinou. Výsledkom je blesk. To je obrovský elektrický výboj, ktorý môže napáchať veľa škody. U tohto dramatického javu nie je stále všetko vysvetlené. Elektrina býva nebezpečná. Poznajú to výrobcovia sušených práškových potravín, pričom tieto výrobky mávajú rozmery častíc v najlepšom prípade na hornej hranici koloidných rozmerov. Zvyčajne sú väčšie, ale skúmajú sa v rámci koloidné chémie.

Na koľko rôznych potravín v prášku si spomenieme? Káva, puding, prášok do pečiva, ... Pri výrobe sa prášok pohybuje v továrni potrubiami, a má tendenciu elektricky sa nabíjať. Ide o takzvanú statickú elektrinu. Pred mnohými rokmi došlo v americkej potravinárskej továrni k dramatickému výbuchu - v potrubí explodoval práškový špenát. Získal príliš veľký elektrický náboj, preskočil blesk, malý, nie ako na oblohe, ale stačil na to, aby priviedol zmes špenátu a vzduchu k výbuchu. Úsmevné, ale nebezpečné. Dnes už si výrobcovia takýchto potravín dávajú pozor.
koloidní zlato- v pol.19.storočia Faraday- energeticky nabité nanočastice zlata- široké využitie
Pena
Na začiatku predchádzajúceho odseku sme ponechali vzduch ako nosič koloidných častíc. Teraz ho naopak urobme časticou.
Už sme hovorili, že je to pena, ale má tak malé bublinky, že je prakticky neuvidíme. Tie vznikajú okamžite, keď napríklad otvoríme fľašu piva. Ale pena je najmenej stála koloidné sústava, bublinky nesmierne rýchlo narastajú, stúpajú k hladine, kde postupne praskajú. Tam už je vidíme, ale to je hrubá pena. Je tiež zaujímavá. Keď necháte stáť pivo v pohári, bublinky na hladine postupne mizne a najdlhšie vydrží tie pri stenách. Dodnes nie je spoľahlivo vysvetlené prečo. Hrubej peny zaujímajú vedcov aj firmy.

Čo robiť, aby mydlo tvorilo bohatú a stálu penu? Tu sa koloidné chémia stretáva s ďalšími oblasťami, do ktorých sa nepustíme. Pena má význam aj inde, napríklad v umelých hmotách, ktoré bývajú penové. To znamená, že sa musí dosiahnuť, aby akási pena vydržala tak dlho, než vznikne daná umelá hmota. Je stále čo skúmať. Ale nechajme výskumníkmi bádať a venujme sa na záver jednej osobitnej histórii, kde penenie bolo meradlom kvality. Či presnejšie poctivosti. V prvej polovici minulého storočia zaviedli v USA prohibíciu, čo, ako sa ukázalo, bol najlepší spôsob ako zvýšiť kriminalitu, pričom sa spotreba alkoholu prakticky nezmenila. Tvrdý alkohol sa jednoducho začal do krajiny pašovať, čo bol roh hojnosti pre rôzne gangy, ale bohužiaľ sa z tohto rohu okrem nezdanených dolárov sypala tiež mŕtve ľudské telá. Ostatne tento motív sa objavuje v preslávenej komédii "Niekto to rád horúce", ​​kde hneď na začiatku prichádza závan tejto reality. Destilát, ktorý sa pašoval, bola v Amerike samozrejme whisky. Niektorí podnikavci nahliadli, že by sa ich zárobky mohli zvýšiť, keby tento nápoj jednoducho len napodobnili. K tomu zľahčoval čistý lieh vodou, nafarbili na hnedo karamelom, a pridali len niečo málo pravej whisky, aby bola aspoň trochu cítiť nevyhnutná dymová príchuť. Podvody sa začali rozmáhať, keď sa zrazu ukázalo, že sa dajú ľahko odhaliť. Stačí taký nápoj pretrepať, aby sa vytvorila pena. Ak pena veľmi rýchlo zmizne, je to napodobenina, pokiaľ sa udrží dlhšie, dá sa súdiť na pravý nápoj.
Výsledkom bolo, že sa priekupníci vzápätí vybavili úzkymi skúmavkami, v ktorých sa dal nápoj ľahko pretrepať. Až o desiatky rokov neskôr, v sedemdesiatych rokoch, sa tomu venovali odborníci, ktorí len potvrdili praktické pozorovanie, avšak navyše ho vysvetlili. Pena je totiž sústava, ktorá je veľmi nestála. Ak sa ale do kvapaliny pridajú vhodné látky, predĺži sa jej životnosť, čo je napríklad u mydla.
Ukazuje sa, že počas zrenia v sudoch prechádzajú z ich stien do whisky zložité organické zlúčeniny, ktoré slúžia ako tzv. Stabilizátory peny. Predlžujú jej životnosť. Takže pozorovanie urobené za prohibície bolo úplne správne. Potiaľ niekoľko obrázkov zo sveta koloidov, kde je dôležitý vzduch. .

Zdroj: © OwlCloud.cz internetový magazín zaujímavostí VK 17.4.2015
Flag Counter
Zdroj: okrem vlastných materiálov je zdrojom moja mailová schránka, kde dostávam rôzne materiály od priateľov, ak by sa materiál dotkol niečich ochranných práv- napíšte mi a zjednám nápravu.ďakujem!!!
Name
Email
Comment
Or visit this link or this one