La composizione dei colloidi e l’effetto di Tyndall
I colloidi sono sistemi che presentano due fasi distintive: una phase dispersa costituita da particelle di dimensioni microscopiche e una fase continua dispersante. Quando le particelle della fase dispersa hanno dimensioni comprese tra 1000 e 10 Ǻ, si ottiene un sistema disperso colloidale che forma i colloidi. Rispetto alle soluzioni vere, nei sistemi colloidali è possibile osservare le particelle disperse, ad esempio quando un solido altamente suddiviso viene disperso in un liquido. Queste particelle colloidali possono essere visualizzate tramite un ultramicroscopio, permettendo di riconoscere l’effetto Tyndall.
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Il fenomeno di Tyndall e la dispersione della luce
L’effetto di Tyndall è il risultato della capacità delle particelle colloidali di dispersare la luce visibile. Quando un raggio luminoso attraversa un sistema colloidale, le particelle colloidali disperse disperdono la luce visibile, rendendo visibile il percorso del raggio. John Tyndall fu il primo a studiare e descrivere questo fenomeno. L’effetto Tyndall viene sfruttato nell’ultramicroscopio per determinare le dimensioni medie delle particelle colloidali.
Ultramicroscopio e moti browniani delle particelle colloidali
Con l’ultramicroscopio, le particelle colloidali appaiono come punti luminosi in movimento caotico su uno sfondo scuro. L’osservazione del numero di particelle colloidali in un volume noto del sistema colloidale consente di calcolare la densità media delle particelle colloidali. Inoltre, l’osservazione con l’ultramicroscopio rivela che le particelle colloidali subiscono moti browniani, un movimento disordinato causato dagli urti delle molecole nel mezzo disperdente.
La dialisi e le sue applicazioni nei colloidi
Un’altra proprietà distintiva dei colloidi è la dialisi, studiata per la prima volta da Thomas Graham nel 1860. Questo fenomeno si verifica quando alcune sostanze diffondono facilmente dalla soluzione al solvente attraverso una membrana, mentre altre sono trattenute. Questa distinzione portò Graham a classificare le sostanze in “cristalloidi” e “colloidi”. L’effetto Tyndall e la comprensione dei moti browniani hanno contribuito alla crescita della conoscenza dei colloidi, fornendo importanti basi per la chimica e la fisica delle particelle.
Le peculiarità delle soluzioni colloidali
La classificazione di Graham tra cristalloidi e colloidi non sempre si applica perfettamente. Alcune sostanze cristalline possono formare sistemi colloidali in certe condizioni, così come alcune altre sostanze si comportano da colloidi in una soluzione e da cristalloidi in un’altra. Pertanto, lo stato colloidale non è limitato a specifiche sostanze, ma coinvolge praticamente tutti i materiali quando dispersi finemente in un mezzo.
Proprietà uniche delle particelle colloidali
Le particelle colloidali hanno proprietà peculiari: possono attraversare persino la migliore carta da filtro trattenendo solo particelle di dimensioni superiori a 10000 Ǻ e, nonostante la loro massa ridotta, sono influenzate dall’attrazione gravitazionale con un tasso di sedimentazione trascurabile nella maggior parte dei casi.
Applicazioni della dialisi nei colloidi
La dialisi è comunemente utilizzata per purificare proteine da impurità come sali e zuccheri, permettendo la diffusione selettiva attraverso una membrana. Inoltre, l’elettrodialisi accelera questo processo quando le impurità sono costituite da elettroliti.
