สารคอลลอยด์
สารคอลลอยด์ หลายคนอาจเคยได้ยินหรือคุ้นหูมาบ้าง สารที่มีอยู่ในชีวิตประจำวันของเราและด้วยความที่มันมีอนุภาคเล็กมากมันคล้ายกับสารละลาย จนบางครั้งแยกไม่ออก และหากต้องการแยกว่าตัวอย่างใดเป็นสารคอลลอยด์หรือสารละลาย เราจะไม่สามารถแยกได้ด้วยตาเปล่า จำเป็นต้องมีการทดสอบ วันนี้เรามีสาระความรู้เกี่ยวกับสารคอลลอยด์มาฝาก ไปดูกันว่ามันคืออะไร มีคุณสมบัติเป็นอย่างไร มีกี่ชนิดและมีวิธีแยกสารคอลลอยด์อย่างไร มาหาคำตอบกันเลย
บทความที่เกี่ยวข้อง :
💧 มาทำความรู้จักกับ “สารเร่งตกตะกอน” คืออะไร ตัวช่วยกำจัดสารปนเปื้อนในน้ำ เพื่อป้องกันน้ำเสีย
💧 สารเร่งตกตะกอน Polymer (โพลิเมอร์) คืออะไร
คอลลอยด์ คืออะไร
คอลลอยด์ คือ อนุภาคของสาร ซึ่งมีขนาดเล็กมากๆ โดยแขวนลอยอยู่ในตัวกลาง อนุภาคจะไม่ละลาย ในขณะเดียวกันเราไม่สามารถมองเห็นอนุภาคได้ด้วยตาเปล่า ซึ่งอนุภาคคอลลอยด์จะมีขนาดระหว่าง 0.001-1.0 ไมโครเมตร หรือ 10-7 – 10-4 เซนติเมตร สารคอลลอยด์ที่เกิดขึ้นนั้นจะมีลักษณะขุ่น และทำให้มีสี
คุณสมบัติของ สารคอลลอยด์ มีอะไรบ้าง
1.ปรากฏการณ์ทินดอลล์
คอลลอยด์มีคุณสมบัติเป็นปรากฏการณ์ทินดอลล์ หรือ การกระเจิงแสง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเฉพาะอนุภาคคอลลอยด์ มีการค้นพบครั้งแรกเมื่อ ค.ศ. 1869 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวไอร์แลนด์ เขาคือ จอห์ นทินดอลล์ ค้นพบด้วยการส่องลำแสงผ่านคอลลอยด์มองเห็นเนื้อคอลลอยด์มีลำแสงวิ่งผ่าน แต่หากเป็นสารละลาย แล้วมองผ่านเนื้อคอลลอยด์จะไม่มีลำแสง การที่มองเห็นลำแสงวิ่งผ่านเนื้อคอลลอยด์ เกิดจากแสงกระทบเนื้อคอลลอยด์แล้วสะท้อนให้ตามองเห็นได้ แต่การมองเห็นลำแสงต่อเนื่องกันเป็นเพราะอนุภาคคอลลอยด์มีขนาดเล็ก และยังมีการกระจายตัวอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ส่วนกรณีที่ไม่สามารถมองเห็นลำแสงในสารละลายเพราะอนุภาคของแข็งมีขนาดเล็กมากถึงระดับโมเลกุลสามารถละลายเป็นเนื้อเดียวกันกับตัวกลางได้ ลำแสงที่วิ่งผ่านจึงไม่เกิดการสะท้อนนั่นเอง
2.อนุภาคบางชนิดมีประจุ
อนุภาคคอลลอยด์ที่เป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์ จะมีประจุล้อมรอบผิวของอนุภาค อาจเป็นประจุลบหรือประจุบวก ในขณะที่สารคอลลอยด์อโลหะมักไม่มีประจุ สำหรับคอลลอยด์ที่พบได้มากในชีวิตประจำเป็นมักเป็นแบบที่มีประจุ เช่น น้ำนม น้ำแป้ง วุ้น หมอกควัน เป็นต้น ด้วยความที่มีประจุ จึงทำให้คอลลอยด์เกิดการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา
3.ไม่ตกตะกอน
คอลลอยด์มีอนุภาคที่เล็กมาก ความถ่วงจำเพาะนั้นเบากว่าย้ำ จึงเกิดการลอยในตัวกลาง ไม่ตกตะกอน และหากส่องดูอนุภาคด้วยเครื่องอุลตราไมโครสโคป จะมองเห็นอนุภาคที่เคลื่อนไปมาตลอดเวลา การเคลื่อนที่เป็นแนวเส้นตรง แต่ไม่เป็นระเบียบ เรียกการเคลื่อนที่ในลักษณะนี้ว่า “บราวน์เนียน” โดยผู้ที่ค้นพบคือ Robert Brown
สารคอลลอยด์ มีกี่ชนิด
1.ซอล ( Sol )
ซอล ( Sol ) คือ คอลลอยด์ที่ประกอบด้วยอนุภาคสารที่เป็นของแข็ง โดยแทรกตัวในตัวกลางที่เป็นของเหลว ยกตัวอย่างเช่น น้ำแป้ง เกิดจากการเทแป้งลงไปกวนในน้ำ เป็นต้น ซอลอนุภาคชนิดนี้พบได้มากในชีวิตประจำวัน
2.อิมัลชัน ( Emulsion )
อิมัลชัน ( Emulsion ) คือ คอลลอยด์ที่ประกอบด้วยอนุภาคสารที่เป็นของเหลว โดยแทรกตัวในตัวกลางที่เป็นของเหลว ยกตัวอย่างเช่น น้ำนม คอลลอยด์ชนิดดังกล่าวนี้สามารถพบเจอได้เยอะในชีวิตประจำวัน
3.เจล ( Gel )
เจล ( Gel ) คือ คอลลอยด์ที่ประกอบด้วยอนุภาคสารที่เป็นของแข็ง โดยแทรกตัวในตัวกลางที่เป็นของเหลว แตกต่างจาก ซอล ตรงที่อนุภาคที่แทรกตัวอยู่นั้นจะมีขนาดใหญ่กว่า นอกจากนั้นยังเกิดแรงยึดเหนี่ยวขึ้นระหว่างอนุภาคของแข็งกับตัวกลาง จึงมองเห็นเป็นก้อนได้ดีกว่า ยกตัวอย่างเช่น เยลลี่ วุ้น แป้งเปียก เป็นต้น
4.แอโรซอล (Aerosol)
แอโรซอล (Aerosol) คือ คอลลอยด์ที่ประกอบด้วยอนุภาคสารที่เป็นของแข็งหรืออาจเป็นของเหลว โดยแทรกตัวในตัวกลางที่เป็นก๊าซ เช่น หมอก ควัน เมฆ เป็นต้น อย่าง ควัน เป็นแอโรซอลซึ่งเกิดจากอนุภาคที่เป็นของแข็งและของเหลวได้แทรกตัวอยู่ในก๊าซ อนุภาคของควันอย่างที่ทุกท่านทราบกันดีว่าเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง บางส่วนได้เป็นฝุ่นหรือเขม่าที่เป็นของแข็ง บางส่วนได้เป็นไอน้ำ ซึ่งเบากว่าอากาศ จึงลอยขึ้นมาและแทรกตัวอยู่ในก๊าซ สำหรับเมฆและหมอกนั้นเป็นแอโรซอล ที่เกิดขึ้นจากอนุภาคของเหลวหรือไอน้ำที่ลอยตัวแทรกในอากาศ
5.โฟมของเหลว (Liquid foam)
โฟมของเหลว (Liquid foam) คือ คอลลอยด์ที่ประกอบด้วยอนุภาคสารที่เป็นก๊าซ โดยกระจายตัวในตัวกลางที่เป็นของเหลว ยกตัวอย่างเช่น ฟองสบู่
6.โฟมของแข็ง (Solid foam)
โฟมของแข็ง (Solid foam) คือ คอลลอยด์ที่ประกอบด้วยอนุภาคสารที่เป็นก๊าซ โดยกระจายตัวในตัวกลางที่เป็นของแข็ง ยกตัวอย่างเช่น เม็ดโฟม
วิธีแยกสารคอลลอยด์ ทำได้อย่างไร
1.การกรอง
หนึ่งในวิธียอดนิยมที่ใช้แยกสารคอลลอยด์ คือ การกรอง ซึ่งเป็นวิธีที่สามารถแยกอนุภาคอลลอยด์ออกจากตัวกลางได้แบบจำเพาะ การกรองจะใช้กระดาษเซลโลเฟนกรองแยกอนุภาคออก เนื่องจากกระดาษดังกล่าวจะมีขนาดช่องว่างที่เล็กกว่า 10-7 หรือ 0.001 ไมครอน อย่างก็ตาม การกรองด้วยวิธีนี้อาจมีอนุภาคที่ใหญ่กว่าคอลลอยด์ติดอยู่ด้วย คือ สารแขวนลอย ดังนั้น กรณีที่ถ้าต้องการเฉพาะคอลลอยด์เพียงอย่างเดียวให้กรองด้วยกระดาษกรองธรรมดา เพื่อแยกสารแขวนลอยออกก่อน ซึ่งการกรองจะไม่สามารถแยกสารละลายได้ เนื่องจากสารละลายมีขนาดเล็กมาก
2.การระเหยด้วยความร้อน
การระเหยด้วยความร้อน คืออีกหนึ่งวิธีที่สามารถแยกสารคอลลอยด์ได้และได้รับความนิยมเช่นกัน การระเหยด้วยความร้อน เป็นการให้ความร้อนแก่ตัวกลาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวกลางหรือน้ำที่มีจุดเดือดต่ำ ซึ่งจะส่งผลให้ตัวกลางระเหยออกมาจากอนุภาค ในกรณีที่ตัวกลางมีสารละลาย คอลลอยด์ รวมถึงสารแขวนลอยรวมอยู่ด้วยกัน หลังจากที่ให้ความร้อนจนแห้งแล้วจะทำให้ได้อนุภาคทั้ง 3 ชนิด รวมกัน แต่หากกำจัดอนุภาคสารแขวนลอยออกไปก่อน จะเหลือไว้เพียงสารละลายและคอลลอยด์เท่านั้น
คอลลอยด์ มีอยู่ในชีวิตประจำวันของเรา หวังว่าสาระความรู้ดีๆ เกี่ยวกับสารคอลลอยด์ที่เราเอามาแชร์จะทำให้ทุกคนมีความเข้าใจมากขึ้น คอลลอยด์คืออะไร คอลลอยด์มีคุณสมบัติอย่างไร คอลลอยด์มีกี่ชนิด และวิธีการแยกคอลลอยด์ทำอย่างไร ทั้งหมดนี้คือคำตอบ
