สมบัติบางประการของคอลลอยด์
ก. ปรากฏการณ์ทินดอลล์ เป็นสมบัติเกี่ยวกับการกระเจิงของแสงเมื่อผ่านคอลลอยด์ เนื่องจากอนุภาคของคอลลอยด์มีขนาดใหญ่ เมื่อแสงตกกระทบถูกอนุภาคของคอลลอยด์จะทำให้เกิดการกระเจิงของแสง ทำให้มองเป็นลำแสงผ่านคอลลอยด์นั้น แต่ถ้าให้แสงผ่านสารละลายจะไม่เกิดการกระเจิงของแสง ไม่เห็นลำแสงผ่านสารละลายเนื่องจากอนุภาคของสารละลายมีขนาดเล็กเกิดไป เมื่อแสงตกกระทบถูกอนุภาคของสารละลายจึงไม่เกิดการกระเจิงของแสง
ปรากฏการณ์ที่แสงตกกระทบคอลลอยด์ แล้วทำให้เกิดการกระเจิงของแสง ทำให้มองเห็นลำแสงผ่านในคอลลอยด์ เรียกว่า “ปรากฏการณ์ทินดอลล์ (Tyndall Effect)” ซึ่งพบโดย จอห์น ทินดอลล์ (John Tyndall) นักวิทยาศาสตร์ชาวไอร์แลนด์ ในปี พ.ศ. 2412
ดังนั้นจึงสามารถใช้ ปรากฏการณ์ทินดอลล์สำหรับทดสอบว่าสารนั้นเป็นสารละลาย หรือคอลลอยด์ได้
สมบัติเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ จากการศึกษาพบว่าอนุภาคคอลลอยด์จะกระจายไปทั่วในตัวกลาง และมีการเคลื่อนที่เสมอจึงทำให้คอลลอยด์ไม่ตกตะกอน การเคลื่อนที่ของคอลลอยด์นั้นพบว่ามีลักษณะเป็นแบบ Brownian movement คือ การเคลื่อนที่แบบระเกะระกะไม่เป็นระเบียบ หรือการเคลื่อนที่อย่างไม่มีแบบแผน ในทำนองเดียวกับการเคลื่อนที่ของก๊าซ ทั้งนี้เพราะการเคลื่อนที่ของคอลลอยด์อาจจะชนกันเอง หรืออาจจะถูกชนด้วยโมเลกุลของของเหลว จึงทำให้มีทิศทางการเคลื่อนที่ไม่แน่นอน
สมบัติเกี่ยวกับประจุไฟฟ้า อนุภาคคอลลอยด์สามารถจะมีประจุไฟฟ้าซึ่งจะทำให้คอลลอยด์นั้นอยู่ในสภาวะที่เสถียรยิ่งขึ้น เช่น Fe(OH)3 สามารถรวมกับ H+ กลายเป็นคอลลอยด์ที่มีประจุไฟฟ้าบวก หรือกรณี As2S3 สามารถรวมกับ OH- กลายเป็นคอลลอยด์ที่มีประจุไฟฟ้าลบ ประจุไฟฟ้าเหล่านี้จะเกิดขึ้นที่บริเวณผิวของคอลลอยด์ซึ่งจะป้องกันไม่ให้คอลลอยด์เหล่านี้มารวมกันกลายเป็นอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าคอลลอยด์
สมบัติเกี่ยวกับประจุไฟฟ้าของคอลลอยด์ ซึ่งอาศัยหลักของการดูดซับอิออนที่ผิวของคอลลอยด์นี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ เช่น ใช้แยกสารผสมออกจากกัน หรือใช้ทำสารให้บริสุทธิ์ได้ ตัวอย่างเช่น การแยกสารที่มีสีออกจากของผสม ให้ใช้ผงถ่านใส่ลงไปแล้วทำให้ร้อนขึ้น ผงถ่านที่มีพื้นที่ผิวมากจะดูดซับสารที่มีสีออกจากของผสมได้ เป็นต้น
ประเภทของคอลลอยด์
อนุภาคของคอลลอยด์อาจจะเป็นของแข็ง ของเหลว หรือ ก๊าซ กระจายอยู่ในตัวกลาง ซึ่งอาจจะเป็น ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซก็ได้ คอลลอยด์อาจจะแบ่งเป็นประเภทต่างๆ ได้ดังนี้
ก. ซอลส์ (Sols) หมายถึง คอลลอยด์ที่อนุภาคคอลลอยด์เป็นของแข็งอยู่ในของเหลว เช่น AgCl ในน้ำ กำมะถันในน้ำ เป็นต้น
ข. อิมัลชัน (Emulsion) หมายถึง คอลลอยด์ที่อนุภาคคอลลอยด์เป็นของเหลวอยู่ในของเหลว เช่น น้ำมันในน้ำส้มสายชู และนมผสมกับครีม
ค. เจล (Gel) หมายถึง คอลลอยด์ที่อนุภาคคอลลอยด์เป็นของแข็งอยู่ในของเหลว แต่เป็นพวกที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่ (ใหญ่กว่าซอลส์) โดยมากจะมีพันธะหรือแรงยึดเหนี่ยวเชื่อมโมเลกุลใหญ่ ๆ เหล่านี้อยู่ด้วยกัน เมื่อนำโมเลกุลเหล่านี้ไปละลายในตัวทำละลาย มักจะได้สารที่มีลักษณะเหมือนกาว เช่น โปรตีน แป้ง
ง. แอโรซอลส์ (Aerosol) หมายถึง คอลลอยด์ซึ่งอนุภาคคอลลอยด์จะเป็นของแข็งหรือของเหลวก็ได้อยู่ในก๊าซ เช่น สเปรย์ยาฆ่าแมลง เมฆ ฝุ่นละออง ควัน
จ. โฟมของเหลว (Liquid foam) หมายถึง คอลลอยด์ที่อนุภาคคอลลอยด์เป็นก๊าซ อยู่ในของเหลว เช่น ฟองสบู่
ฉ. โฟมของแข็ง (Solid foam) หมายถึง คอลลอยด์ที่อนุภาคคอลลอยด์เป็นก๊าซอยู่ในของแข็ง เช่น ฟองน้ำ
คอลลอยด์ในชีวิตประจำวัน ในชีวิตประจำวันจะเห็นสิ่งต่าง ๆมากมายรอบ ๆ ตัวที่จัดว่าเป็นคอลลอยด์ ทั้งที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และที่สร้างขึ้นมา เช่น เมฆที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า หมอกที่ลอยอยู่ในอากาศในช่วงฤดูหนาว เมฆและหมอกเป็น คอลลอยด์อย่างหนึ่งที่มีไอน้ำเป็นอนุภาคกระจายอยู่ในอากาศ
ควันบุหรี่ ซึ่งเป็นอนุภาคของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรืออนุภาคที่เจือปนอยู่ในอากาศที่เรียกว่ามลพิษ ก็เป็นคอลลอยด์อย่างหนึ่ง การที่จะแยกมลพิษเหล่านี้ออกจากอากาศจะต้องอาศัยหลักการดูดซับอิออนของคอลลอยด์ คือ ทำให้อนุภาคเหล่านั้นเป็นประจุไฟฟ้าก่อนแล้วจึงผ่านเข้าไปในเครื่องมือที่มีขั้วไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าที่มีประจุตรงข้ามกับอนุภาคคอลลอยด์ จะดูดเอาอนุภาคนั้นซึ่งเป็นมลพิษไว้ ทำให้อากาศที่ผ่านออกมาบริสุทธิ์ วิธีการแยกคอลลอยด์ ที่มีประจุออกมาโดยใช้ไฟฟ้าเรียกว่า อิเล็กโตรฟอริซีส (Electrophoresis)
นอกจากนี้ยังสามารถเตรียมคอลลอยด์ได้โดยการเติมสารที่เรียกว่า “อิมัลซิฟายเออร์” ลงไป
สำหรับคอลลอยด์ที่เรียกว่า อิมัลชัน ซึ่งเกิดจากของเหลวสองชนิด ละลายในกันและกัน อาจจะเตรียมจากของเหลว 2 ชนิด ที่ไม่ละลายซึ่งกันและกันได้ โดยการเติมสารที่เหมาะสมบางชนิดลงไป เพื่อเป็นตัวประสานให้อนุภาคของของเหลวทั้ง 2 ชนิด แทรกกันอยู่ได้ เป็นคอลลอยด์ที่เรียกว่า อิมัลชัน สารที่เป็นตัวประสานดังกล่าวเรียกว่า “อิมัลซิฟายเออร์ (Emulsifier)”
ตัวอย่างเช่น น้ำกับน้ำมันพืชไม่ละลายซึ่งกันและกัน เมื่อผสมกันจะแยกเป็น 2 ชั้น เมื่อเขย่าแรง ๆ น้ำและน้ำมันจะกระจายแทรกกันและกัน ซึ่งทำให้ดูเหมือนกับมีการละลายเกิดขึ้นก็ตาม แต่ความจริงน้ำกับน้ำมันจะไม่ละลายกัน การเขย่าทำให้น้ำมันแตกตัวกลายเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็ก และกระจายเข้าไปในน้ำได้ เกิดสภาพเป็นคอลลอยด์ แต่มีลักษณะที่ไม่เสถียร เพราะเมื่อปล่อยทิ้งไว้น้ำและน้ำมันก็จะแยกชั้นเหมือนเดิม ถ้าต้องการให้น้ำและน้ำมันรวมตัวกันเป็นคอลลอยด์ที่เสถียรขึ้นต้องเติมอิมัลซิฟายเออร์ลงไป เช่น เติมน้ำสบู่ลงไป น้ำสบู่จะทำหน้าที่ประสานอนุภาคของน้ำและน้ำมันให้เป็นคอลลอยด์ได้
การใช้สบู่หรือผงซักฟอกในการซักเสื้อผ้าก็เช่นเดียวกัน อาศัยหลักของอิมัลซิฟายเออร์ โดยมีสบู่หรือผงซักฟอกเป็นอิมัลซิฟายเออร์ ซึ่งทำให้สิ่งสกปรกต่างๆ ทั้งน้ำมันหรือไขมันที่ติดอยู่กับเสื้อผ้ารวมตัวกับน้ำกลายเป็นคอลลอยด์ หลุดจากเสื้อผ้าได้
ในอุตสาหกรรมก็ใช้หลักของอิมัลซิฟายเออร์ทำให้เกิดคอลลอยด์เหมือนกัน เช่น น้ำสลัดซึ่งประกอบด้วยน้ำมันพืช น้ำส้มสายชู และน้ำ เมื่อใช้เครื่องตีสารเหล่านั้นจนเข้ากันดีจะได้เป็นคอลลอยด์ แต่ถ้าปล่อยทิ้งไว้น้ำมันพืชจะแยกชั้นออกมา จึงต้องมีการเติมไข่แดงลงไปเพื่อเป็น อิมัลซิฟายเออร์ ทำให้ของเหลวทั้งสามรวมตัวกันเป็นคอลลอยด์ที่เสถียรได้
น้ำนมก็เป็นคอลลอยด์เช่นเดียวกัน ประกอบด้วยไขมันสัตว์กระจายอยู่ในน้ำ โดยมีเคซีนซึ่งเป็นโปรตีนชนิดหนึ่ง เป็นอิมัลวิฟายเออร์ สำหรับการทำคอลลอยด์ที่เกิดจากของเหลว 2 ชนิด ซึ่งไม่ละลายในกันและกัน เช่น น้ำนม ที่เรียกว่า โฮโมจีไนส์ อาจจะไม่ต้องใช้อิมัลซิฟายเออร์ก็ได้ โดยการใช้วิธีโฮโมจีไนเชชัน ซึ่งเป็นการอัดน้ำนมผ่านช่องเล็ก ๆ ด้วยความดันสูงทำให้ไขมันในน้ำแตกออกเป็นอนุภาคเล็ก ๆ รวมกับน้ำเป็นคอลลอยด์ที่อยู่ตัวได้
ในร่างกายของคนก็เช่นเดียวกัน มีสารซึ่งเป็น อิมัลซิฟายเออร์ ทำหน้าที่ให้ไขมันหรือน้ำมันรวมตัวกับน้ำย่อยในระบบย่อยอาหาร ซึ่งเป็นผลให้ร่างกายสามารถย่อยอาหารเหล่านั้นได้ อิมัลซิฟายเออร์ดังกล่าวคือ น้ำดี
การมองเห็นลำแสงที่ผ่านเข้าทางหน้าต่างก็เกี่ยวข้องกับระบบคอลลอยด์ เพราะในอากาศมีฝุ่นละอองซึ่งเป็นคอลลอยด์แพร่ปนอยู่ เมื่อแสงมากระทบกับคอลลอยด์จะเกิดการกระเจิงขึ้น ทำให้เห็นลำแสงผ่านเข้ามาซึ่งเรียกว่า ปรากฏการณ์ทินดอลล์ ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว การฉายไฟฉายในเวลากลางคืนจะเห็นลำแสงก็อธิบายด้วยหลักการของปรากฏการณ์ทินดอลล์ได้เช่นเดียวกัน ในขณะที่ฉายไฟฉายในเวลากลางคืนหลังฝนตกใหม่ ๆ จะมองไม่เห็นลำแสง เพราะในขณะที่ฝนตกได้ชะล้างฝุ่นละอองที่เป็นคอลลอยด์ออกไปหมด เมื่อฉายไฟฉายเข้าไปไม่กระทบกับคอลลอยด์ ทำให้ไม่มีการกระเจิงของแสง จึงมองไม่เห็นลำแสงของไฟฉาย หรือในอวกาศซึ่งไม่มีระบบคอลลอยด์อยู่ นักบินอวกาศจะมองเห็นท้องฟ้าในอวกาศเป็นสีดำ ทั้ง ๆ ที่มีแสงอาทิตย์ผ่าน ก็เพราะ ไม่มีคอลลอยด์ที่จะทำให้เกิดการกระเจิงของแสงนั่นเอง
.jpg){kind=link}
