liquida

Il termine COLLOIDE viene utilizzato principalmente per descrivere un vasto campo di
miscugli solido-liquidi (e/o liquidi-liquidi), che contengono tutti particelle solide
(e/o liquide) dispersi in un mezzo liquido.
Il termine COLLOIDE può essere definito come segue:
Sistema costituito dalla dispersione di una sostanza solida (S), liquida (L) o
gassosa (G) (fase dispersa) in un'altra (fase disperdente), anch'essa allo stato
solido, liquido o gassoso.
ll termine Colloide è riferito alla dimensione delle singole particelle, le quali sono più
grandi delle dimensioni atomiche ma sufficientemente piccole – compresa tra 1 nm e
1 µm – da subire il moto browniano.
Se le particelle sono abbastanza grandi, allora il loro comportamento dinamico in
sospensione, nell’unità di tempo considerata, sarà governato da forze di gravità e di
sedimentazione.
Definizione di colloide

La differenza con le soluzioni consiste nel fatto che queste
ultime sono sistemi omogenei contenenti ioni o molecole di
soluto disperse in un solvente libere di muoversi le une
rispetto alle altre.
I sistemi colloidali, invece, sono sistemi eterogenei, che si
presentano torbidi o limpidi a seconda delle dimensioni delle
particelle.
A seconda del tipo di fase dispersa (liquido, solido o gas) e
fase continua si possono distinguere numerosi tipi di
dispersioni colloidali

Fase dispersa Fase continua Nome Esempio
Liquido Gas Aerosol liquido Nebbia, spray liquidi
Solido Gas Aerosol solido Fumo, particolato, polvere
Gas Liquido Schiuma Schiuma da barba, panna montata
Liquido Liquido Emulsione Latte, maionese, sangue
Solido Liquido Sol Pasta dentifricia, Au o Ag colloidali
Gas Solido Schiuma solida
Polistirene o poliuretano espansi,
aerogel
Liquido Solido Gel Opale, formaggio
Solido Solido Sospensione solida
Plastiche pigmentate, vetro, leghe
metalliche
http://it.wikipedia.org/wiki/Colloide

colloidi liofobi
sistemi colloidali con scarsa affinità tra fase dispersa e fase
disperdente. Risultano instabili nel tempo e tendono a dar luogo ad
una separazione di fase.
Es. soluzioni colloidali di Au, Ag, Hg, S, solfuri metallici, Alogenuri di
argento e idrossidi di Fe e Al
colloidi liofili
Sistemi colloidali con elevata affinità tra fase dispersa e fase
disperdente; possono considerarsi omogenei.
Es. soluzioni di polimeri naturali (gomma, amido) o sintetici (nylon,
polietilene), soluzioni formate da proteine, polisaccaridi e dagli acidi
nucleici, e ancora dalle soluzioni dei saponi e detergenti.

A distanze inter-particellari piccole,
due particelle si attraggono l’un l’altra
mediante forze deboli, tra cui le
le forze di van der Waals.
In assenza di forze repulsive,
il sol non protetto coagula.
La Stabilità può essere ottenuta
Stabilità delle soluzioni colloidali
con 2 metodi: protezione elettrostatica o sterica.
[J.T.G. Overbeek, in Colloidal Dispersions, J. Goodwin, ed. Royal Society of Chemistry, London, (1981), 1-23]

Stabilizzazione: bilancio tra...
Interazioni Attrattive
Forze di van der Waals che si dividono in:
1. Forze dipolo-dipolo (Keeson)
2. Forze dipolo –dipolo indotto (Debye)
3. Forze dipolo indotto-dipolo indotto ( di dispersione di London)
Le interazioni dipolo-dipolo sono interazioni elettrostatiche (ca. 3-4 kJ/mol)
tra dipoli permanenti. Es:
F F

Forze di dispersione (o forze di van der Waals) :
Interazioni Dipolo-Dipolo indotto
Le Forze di Debye sono forze intermolecolari risultanti dall'interazione di
un dipolo permanente ed un dipolo indotto. Le forze di Debye fanno parte
delle forze di van der Waals
I dipoli indotti si formano tra il nucleo di un atomo e la nuvola elettronica di un altro appartenente ad
una molecola vicina: tali dipoli sono fluttuanti o temporanei.

Forze di dispersione :
Interazioni Dipolo indotto-Dipolo indotto (o forze di dispersione di London) London
Le forze di dispersione di London sono forze intermolecolari deboli
che hanno origine dall'interazione tra dipoli temporanei in molecole
prive di momenti dipolari permanenti.

...e tra...
Interazioni Repulsive
1. Elettrostatiche
2. Steriche
La repulsione elettrostatica è dovuta
alla discontinuità dielettrica o a una
carica superficiale che deriva
dall’assorbimento o dissociazione di ioni

Stabilizzazione elettrostatica

Doppio strato elerico
http://www.galenotech.org/potzeta.htm

Stabilizzazione per interazione sterica
http://www.cchem.berkeley.edu/katzgrp/research/calixarenemodifiednanoparticles.php

Andrea Salis, UniCa

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(Detto anche scattering elastico)
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Moti browniani
Esempio della traiettoria seguita da una particella in moto browniano

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Il coefficiente di diffusione D T
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Sintesi di nanoparticelle metalliche
Molti dei vari metodi proposti per la sintesi di nanoparticelle d’oro sono
applicabili a diversi metalli della tavola periodica.
FORMAZIONE DI CLUSTERS IN FASE GAS
Laser a potenze elevate che produce vapori di atomi di metallo che vengono
co-espansi in un gas inerte come carrier e depositati su un supporto, in
condizioni di ultra-alto vuoto.
METAL VAPOR SYNTHESIS
Da oro metallico usando energie appropriate per produrre atomi che poi
vengono depositati su un supporto, inorganico o organico.
Current Opinion in Colloid and Interface Science 8 (2003) 127–133, Vapor-phase synthesis of nanoparticles
LASER ABLATION
Una lamina metallica immersa in un solvente viene colpita con un laser a
potenza elevata (scarso controllo della dimensione e della dispersione, ma le
particelle vengono prodotte in assenza di stabilizzanti).
CVD (chemical vapor deposition)
Si decompone un complesso organometallico in fase gas vicino ad una
superficie formando piccole nanoparticelle

Schema dell’apparecchio per la sintesi in fase gas
Nanoscale materials in Chemistry, editore K. J. Klabunde, Wiley Interscience

Nanoparticelle d’oro:
la prima preparativa in soluzione
Nel 1857 Michael Faraday studia scientificamente le prime
preparazioni di soluzioni colloidali di oro.
M. Faraday, Phil. Trans. Roy. Soc. 1857, 147, 145.