Comparthing Logo
keemiasegudteaduse põhitõedmolekulaarbioloogia

Lahendus vs kolloid

Kuigi mõlemad esinevad segudena, erinevad lahused ja kolloidid põhimõtteliselt osakeste suuruse ja valgusega suhtlemise poolest. Lahused on molekulaarsel tasandil täiesti läbipaistvad ja ühtlased segud, samas kui kolloidid sisaldavad suuremaid molekulide klastreid, mis jäävad hõljuma, luues sageli peene häguse välimuse või hajutades laserkiiri Tyndalli efekti kaudu.

Esiletused

  • Lahused on alati läbipaistvad, samas kui kolloidid võivad olla hägused või läbipaistmatud.
  • Kolloidid hajutavad valguskiiri (Tyndalli efekt), kuid lahused lasevad valgusel puhtalt läbi.
  • Lahuseosakesed on üksikud molekulid; kolloidosakesed on suuremad molekulaarsed klombid.
  • Mõlemat peetakse stabiilseteks segudeks, mis ei setti nagu liiv vees.

Mis on Lahendus?

Homogeenne segu, kus lahustunud aine lahustub lahustis täielikult, moodustades ühtse selge faasi.

  • Osakeste suurused on tavaliselt väiksemad kui 1 nanomeeter.
  • Segu on täiesti stabiilne ega vaju aja jooksul kunagi settima.
  • Valgus läbib seda ilma hajumise või nähtava kiireta.
  • Lahustunud aineid ei saa eemaldada aluselise filtreerimise ega isegi tsentrifuugimise teel.
  • Komponendid eksisteerivad üksikute aatomite, ioonide või väikeste molekulidena.

Mis on Kolloid?

Segu, mis sisaldab keskmise suurusega osakesi, mis jäävad suspensiooniks, selle asemel et täielikult lahustuda.

  • Osakeste suurus on vahemikus 1 kuni 1000 nanomeetrit.
  • Neil on Tyndalli efekt, mis muudab valguskiired nähtavaks.
  • Kolloidid koosnevad dispergeeritud faasist ja pidevast keskkonnast.
  • Osakesed ei setti ainuüksi gravitatsiooni mõjul.
  • Paljud tavalised toiduained, näiteks piim ja majonees, on tegelikult kolloidid.

Võrdlustabel

Funktsioon Lahendus Kolloid
Osakeste suurus Alla 1 nm 1 nm kuni 1000 nm
Osakeste nähtavus Nähtamatu isegi mikroskoobi all Nähtav ultramikroskoobiga
Valguse interaktsioon Läbipaistev (ei haju) Läbipaistev/läbipaistmatu (hajutab valgust)
Stabiilsus Väga stabiilne Üldiselt stabiilne
Eraldusmeetod Destilleerimine või aurustamine Ultrafiltreerimine või tsentrifuugimine
Homogeensus Homogeenne Heterogeenne (mikroskoopilisel tasandil)

Üksikasjalik võrdlus

Osakeste skaala

Nende kahe vaheline piir on rangelt füüsikaline suurus. Lahuses laguneb lahustunud aine üksikuteks ioonideks või molekulideks, muutes selle tõeliseks ühefaasiliseks süsteemiks. Kolloidid hõlmavad suuremaid molekulide agregaate, mis on piisavalt suured, et eristuda lahustist, kuid piisavalt väikesed, et Browni liikumine takistaks neil vajumast.

Optilised omadused ja selgus

Kui suunata taskulamp soolasesse vette, ei näe te vedeliku sees olevat kiirt, sest osakesed on liiga väikesed, et valguslaineid segada. Seevastu kolloid, näiteks lahjendatud piim või udune õhk, püüab valguse kinni ja helendab. See nähtus, mida tuntakse Tyndalli efektina, on lihtsaim viis nende eristamiseks laboris või köögis.

Stabiilsus ja eraldatus

Mõlemad segud on muljetavaldavalt kauapüsivad võrreldes suspensioonidega, mis settivad kiiresti. Lahused on aga nii fundamentaalselt seotud, et nende eraldumiseks on vaja faasimuutusi, näiteks keetmist. Kolloide saab mõnikord purustada või "koaguleerida", lisades elektrolüüte või kasutades osakeste kokkusurumiseks kiireid tsentrifuuge.

Igapäevased keskkonnad

Lahused on kõikjal keemias ja hüdratsioonis, näiteks õhk, mida me hingame, või haiglates kasutatavad intravenoossed vedelikud. Kolloidid domineerivad bioloogia- ja kulinaarses maailmas. Teie veri, tint teie pastapliiatsis ja isegi vahukoor magustoidul on kõik keerukad kolloidsüsteemid, kus eksisteerivad koos erinevad aine olekud.

Plussid ja miinused

Lahendus

Eelised

  • + Täiuslikult ühtlane konsistents
  • + Ennustatav keemiline käitumine
  • + Ei ummista kunagi filtreid
  • + Maksimaalne kokkupuutepind

Kinnitatud

  • Raske eraldada
  • Piiratud osakeste mahutavus
  • Valgust hajutav kasulikkus puudub
  • Nõuab spetsiifilist lahustuvust

Kolloid

Eelised

  • + Unikaalsed tekstuurilised omadused
  • + Efektiivne valguse hajumine
  • + Võib kanda lahustumatuid aineid
  • + Mitmekülgne tööstuslik kasutamine

Kinnitatud

  • Võib olla "riknenud" või katki
  • Mikroskoopiliselt heterogeenne
  • Raskem iseloomustada
  • Komplekssed stabiliseerimisvajadused

Tavalised eksiarvamused

Müüt

Kõik läbipaistvad vedelikud peavad olema lahused.

Tõelisus

Mõnede kolloidide osakesed on nii väikesed, et need on palja silmaga nähtavad. Lahuse olemasolu saab kinnitada ainult Tyndalli efekti laseriga kontrollides.

Müüt

Kolloidid settivad lõpuks, kui neid piisavalt kaua rahule jätta.

Tõelisus

Erinevalt suspensioonidest stabiliseeruvad tõelised kolloidid Browni liikumise ja elektrostaatiliste jõudude abil. Nad püsivad segunetuna lõputult, välja arvatud juhul, kui keemiline või füüsikaline muutus sunnib neid klompima.

Müüt

Piim on lihtne vedel lahus.

Tõelisus

Piim on tegelikult keeruline kolloid, mida nimetatakse emulsiooniks. See koosneb pisikestest rasvagloobulitest ja vees suspensioonina paiknevatest valguklastritest.

Müüt

Lahus saab olla ainult vedelikus lahustunud tahke aine.

Tõelisus

Lahused võivad esineda mis tahes olekus. Teras on tahke aine tahkes lahuses ja atmosfäär on gaas gaasis lahus.

Sageli küsitud küsimused

Kuidas ma saan kodus lahuse ja kolloidi vahel vahet teha?
Lihtsaim meetod on „lasertest“. Täitke läbipaistev klaas vedelikuga ja suunake pimedas ruumis laserpointer sellest läbi. Kui näete kiire teed vedeliku sees, on see kolloid. Kui kiir on nähtamatu kuni teisele poole jõudmiseni, on tegemist lahendusega.
Kas udu on lahus või kolloid?
Udu on kolloid, täpsemalt aerosool. See koosneb gaasis (õhus) hajutatud vedelatest veepiiskadest. Kuna piisad on piisavalt suured valguse hajutamiseks, raskendab udu nähtavust ja tekitab auto esitulede ümber helendava efekti.
Miks piim ei näe välja nagu kolloid, kui see pole läbipaistev?
Piim on tegelikult kolloidi ideaalne näide. Selle valge ja läbipaistmatu välimuse põhjustavad suuremad rasva- ja valguosakesed, mis hajutavad kõiki valguse lainepikkusi. Kuna need osakesed jäävad vahemikku 1–1000 nm, ei setti nad põhja, mis sobib ideaalselt definitsiooniga.
Kas kolloidi saab lahuseks muuta?
Tavaliselt mitte, sest kolloidis olevad ained ei ole keskkonnas keemiliselt lahustuvad. Kolloidi saab aga „lõhkuda“ soolade lisamise või pH muutmise teel, mis põhjustab osakeste kokkukleepumist ja sadestumist, mis segu sisuliselt hävitab.
Mis on Browni liikumine ja miks see siin oluline on?
Browni liikumine on osakeste juhuslik ja tõmblev liikumine, mis tuleneb pidevatest kokkupõrgetest ümbritseva keskkonna molekulidega. Kolloidides on see liikumine piisavalt tugev, et ületada gravitatsioon, mistõttu osakesed ei vaju kunagi anuma põhja.
Kas kõik sulamid on lahused?
Enamikku levinud sulameid, näiteks messingi või 14-karaadise kulla, peetakse tahketeks lahusteks, kuna erinevate metallide aatomid on aatomi tasandil ühtlaselt segunenud. Kui metallid ei seguneks ühtlaselt ja moodustaks selgeid mikroskoopilisi teri, oleksid nad pigem tahke kolloidi või segu sarnane.
Kas veri on lahus või kolloid?
Veri on tegelikult segu. Plasma sisaldab lahustunud sooli ja suhkruid, mis teeb sellest lahuse. Suurte valkude ja vererakkude olemasolu paneb aga kogu vedeliku käituma kolloidi ja suspensioonina.
Mis juhtub, kui ma kolloidi filtreerin?
Kui kasutate tavalist köögi- või laborifilterpaberit, läbib kolloid seda nagu lahus. Osakesed on liiga väikesed, et tavalise paberi poorid neid kinni püüaksid. Dispergeerunud osakeste püüdmiseks vajate spetsiaalset mikroskoopiliste pooridega ultrafiltrit.
Miks on taevas nende segude kontekstis sinine?
Kuigi taevas on gaasiline lahus, ilmneb sellel Rayleighi hajumine, mis sarnaneb Tyndalli efektiga. Kui õhus on aga palju kolloidseid osakesi, näiteks tolmu või suitsu, muutub hajumine palju selgemaks, muutes sageli päikeseloojangute värvi.
Milline on emulgaatori roll kolloidis?
Emulgaator on aine, mis aitab kolloidi stabiliseerida, takistades dispergeeritud osakeste kokkukleepumist. Näiteks majoneesis toimib munakollane emulgaatorina, mis hoiab ära õli ja äädika kihistumise.

Otsus

Valige lahus, kui vajate keemiliste reaktsioonide või hüdratsiooni jaoks ideaalselt ühtlast ja läbipaistvat segu. Valige kolloid, kui vajate spetsiifilisi tekstuure, valgust hajutavaid omadusi või keerukat toitainete kohaletoimetamist, nagu on näha paljudes toiduainetes ja bioloogilistes vedelikes.

Seotud võrdlused

Aatomnumber vs massinumber

Aatomnumbri ja massinumbri erinevuse mõistmine on perioodilisustabeli omandamise esimene samm. Kui aatomnumber toimib unikaalse sõrmejäljena, mis määrab elemendi identiteedi, siis massinumber kajastab tuuma kogukaalu, võimaldades meil eristada sama elemendi erinevaid isotoope.

Acid vs Base

See võrdlus käsitleb keemias happeid ja aluseid, selgitades nende määratlevad tunnused, käitumist lahustes, füüsikalisi ja keemilisi omadusi, tavalisi näiteid ning kuidas nad erinevad igapäevaelus ja laboritingimustes, et selgitada nende rolli keemilistes reaktsioonides, indikaatorites, pH-tasemetes ja neutralisatsioonis.

Alifaatsed vs aromaatsed ühendid

See põhjalik juhend uurib alifaatsete ja aromaatsete süsivesinike, orgaanilise keemia kahe peamise haru, põhilisi erinevusi. Uurime nende struktuurilisi aluseid, keemilist reaktsioonivõimet ja mitmekesiseid tööstuslikke rakendusi, pakkudes selget raamistikku nende erinevate molekulaarklasside tuvastamiseks ja kasutamiseks teaduslikus ja kaubanduslikus kontekstis.

Alkaan vs alkeen

See võrdlus selgitab alkaanide ja alkeenide erinevusi orgaanilises keemias, käsitledes nende struktuuri, valemeid, reaktsioonivõimet, tüüpilisi reaktsioone, füüsikalisi omadusi ning tavapäraseid kasutusalasid, et näidata, kuidas süsinik-süsinik kaksikside olemasolu või puudumine mõjutab nende keemilist käitumist.

Aminohape vs valk

Kuigi aminohapped ja valgud on omavahel põhimõtteliselt seotud, esindavad nad bioloogilise ehituse erinevaid etappe. Aminohapped toimivad üksikute molekulaarsete ehitusplokkidena, samas kui valgud on keerulised funktsionaalsed struktuurid, mis tekivad siis, kui need üksused ühenduvad kindlates järjestustes, et anda jõudu peaaegu kõigile elusorganismi protsessidele.