कोलाइड और इंटरफेस

कोलाइड नैनोमीटर और माइक्रोमीटर के बीच के आकार के कणों का फैलाव होते हैं, जिनका विशाल इंटरफेशियल क्षेत्र और उस पर कार्य करने वाले बल यह निर्धारित करते हैं कि वे स्थिर रहते हैं या एकत्रित होते हैं।

Definition

कोलाइड विषम प्रणालियाँ हैं जिनमें एक चरण के कण, जो अणुओं और थोक पदार्थ के बीच के आकार के होते हैं, दूसरे में फैले होते हैं, और उनके बीच के इंटरफेस प्रणाली की स्थिरता और गुणों को नियंत्रित करते हैं।

Scope

यह विषय कोलाइडल प्रणालियों और उनके भीतर के इंटरफेस को शामिल करता है: कोलाइड का वर्गीकरण जैसे सोल, इमल्शन, फोम, जेल और एयरोसोल; ऑप्टिकल और परिवहन गुण जैसे टिंडल प्रभाव और ब्राउनियन गति; और स्थिरता को नियंत्रित करने वाले बल, जिनमें वैन डेर वाल्स आकर्षण, इलेक्ट्रोस्टैटिक डबल-लेयर प्रतिकर्षण और स्टेरिक स्थिरीकरण शामिल हैं। यह कोलाइड स्थिरता के DLVO सिद्धांत, फ्लोक्यूलेशन और जमावट की प्रक्रियाओं और ज़ेटा क्षमता की भूमिका को विकसित करता है। सर्फेक्टेंट स्व-असेंबली और चार्ज किए गए इंटरफेस की विस्तृत संरचना को संबंधित विषयों में वर्णित किया गया है।

Core questions

• कोलाइड को कैसे वर्गीकृत किया जाता है, और उन्हें उनके विशिष्ट गुण क्या देते हैं?
• कोलाइडल कणों के बीच मध्यवर्ती माध्यम में कौन से बल कार्य करते हैं?
• DLVO सिद्धांत कोलाइडल स्थिरता और फ्लोक्यूलेशन की व्याख्या कैसे करता है?
• इलेक्ट्रोस्टैटिक और स्टेरिक तंत्र फैलाव को कैसे स्थिर रखते हैं?

Key concepts

• कोलाइड का वर्गीकरण
• टिंडल प्रभाव और ब्राउनियन गति
• वैन डेर वाल्स और डबल-लेयर बल
• DLVO सिद्धांत
• फ्लोक्यूलेशन, जमावट और ज़ेटा क्षमता

Key theories

DLVO सिद्धांत

चार्ज किए गए कोलाइडल कणों के बीच की अंतःक्रिया आकर्षक वैन डेर वाल्स और प्रतिकारक विद्युत डबल-लेयर योगदान का योग है; परिणामी ऊर्जा बाधा यह निर्धारित करती है कि कण एकत्रित होते हैं या नहीं, और नमक मिलाने से प्रतिकर्षण को छानकर बाधा कम हो जाती है।

स्टेरिक और इलेक्ट्रोस्टैटिक स्थिरीकरण

फैलाव को या तो कण सतहों पर समान आवेशों द्वारा स्थिर रखा जाता है जो एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं या अधिशोषित बहुलक परतों द्वारा जो अतिव्यापी होने का विरोध करती हैं, ये दो प्रमुख तंत्र हैं जिनका उपयोग कोलाइडल एकत्रीकरण को रोकने के लिए किया जाता है।

Clinical relevance

कोलाइड विज्ञान पेंट, स्याही, खाद्य पदार्थ, सौंदर्य प्रसाधन और दवा वितरण प्रणालियों की स्थिरता और निर्माण, पानी और अपशिष्ट जल का स्पष्टीकरण, मिट्टी और मृदा का व्यवहार, और कई जैविक फैलाव को नियंत्रित करता है, जिसमें नियंत्रित फ्लोक्यूलेशन अलगाव और शुद्धिकरण के लिए केंद्रीय है।

History

ग्राहम ने 1861 में कोलाइड शब्द गढ़ा, और बीसवीं सदी की शुरुआत में आइंस्टीन और पेरिन ने कोलाइडल ब्राउनियन गति की आणविक वास्तविकता स्थापित की; DLVO सिद्धांत, जिसे 1940 के दशक में डेरजागिन और लैंडौ और वेरवे और ओवरबीक द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित किया गया था, ने कोलाइड स्थिरता को एक मात्रात्मक आधार दिया।

Key figures

• Thomas Graham
• Boris Derjaguin
• Jan Theodoor Gerard Overbeek

Seminal works

• israelachvili2011
• adamson1997

Frequently asked questions

नमक मिलाने से अक्सर कोलाइड एक साथ क्यों चिपक जाता है?

घुले हुए आयन विद्युत डबल लेयर को संपीड़ित करके चार्ज किए गए कणों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण को छानते हैं; एक बार जब प्रतिकारक बाधा पर्याप्त रूप से कम हो जाती है, तो आकर्षक वैन डेर वाल्स बल हावी हो जाते हैं और कण फ्लोक्यूलेट होकर नीचे बैठ जाते हैं।

कोलाइड से गुजरने पर प्रकाश की किरण क्यों दिखाई देती है?

कोलाइडल कण प्रकाश को बिखेरने के लिए पर्याप्त बड़े होते हैं, जिससे टिंडल प्रभाव उत्पन्न होता है; वास्तविक विलयन, जिनके विलेय कण आणविक आकार के होते हैं, नगण्य रूप से बिखेरते हैं, जो कोलाइड को विलयन से अलग करने का एक तरीका है।