مخلوط ها شامل دو نوع همگن و ناهمگن هستند. به مخلوط های همگن، محلول گفته می شود که تک فازی هستند، مانند محلول آب نمک؛ حال در صورتی که مخلوط ناهمگن باشد حداقل از دو فاز تشکیل شده است. مخلوط های ناهمگن شامل کلویید و سوسپانسیون هستند:

انواع مخلوط

همگن: محلول

ناهمگن:

کلویید

سوسپانسیون

با محلول ها آشنا هستید. در این قسمت ابتدا سوسپانسیون را تعریف کرده و سپس به بررسی کلویید ها می پردازیم. یکی از اهداف این پست آن است که بتوانید کلویید ها را با دو مخلوط دیگر یعنی سوسپانسیون و محلول مقایسه کنید.

سوسپانسیون

نوعی مخلوط ناهمگن است که با گذشت زمان، ذره های جامد آن ته نشین می شود. شربت خاکشیر مثال معروفی از سوسپانسیون ها است. این مواد حداقل دارای 2 فاز می باشند. مثلاً در شربت خاکشیر محلول آب و شکر به عنوان فاز پخش کننده و دانه های خاکشیر به عنوان فاز پخش شونده در نظر گرفته می شود. از آن جا که ذره های سوسپانسیون پس از مدتی ماندگاری ته نشین می شوند، مخلوطی ناپایدار به شمار می آید.

کلویید

در سال 1861 توماس گراهام دانشمند بریتانیایی واژه ای به نام کلویید را معرفی کرد که امروزه از دید علمی و فناوری اهمیت زیادی یافته است. کلویید از واژه ی یونانی Kolla به معنی چسب گرفته شده است. زیرا اولین کلویید ها، چسب مانند بوده اند. البته بعد ها کلویید های دیگری نیز کشف شدند که مانند چسب نبودند. سس مایونز، رنگ های پوششی، کف، سنگ پا، افشانه ها و چسب ها نمونه هایی از کلویید هستند. این واژه امروزه در مورد مواد آرایشی، پاک کننده ها، مواد غذایی و بسیاری از مواد دیگر که زندگی روزانه ی ما به شدت به وجود ان ها وابسته شده است به کار می رود.

ویژگی های کلویید ها

1. کلویید ها مخلوط هایی ناهمگن هستند و حداقل از دو فاز تشکیل شده اند. این مخلوط ها دارای یک فاز پخش کننده و حداقل یک فاز پخش شونده هستند.

2. کلویید ها ظاهری کدر یا مات دارند.

3. ذره های سازنده ی یک کلویید پس از مدتی ماندگاری، تع نشین نمی شوند. بنابراین کلویید ها در حالت عادی پایدار هستند.

4. حتی با صافی نیز نمی توان ذرات یک کلویید را جدا کرد. زیرا ذره های کلویید به اندازه ای کوچک هستند که از صافی عبور می کنند.

5. این مخلوط ها به هر سه حالت جامد، مایع و گاز یافت می شوند. سنگ پا، شیر و دود به ترتیب نمونه هایی از کلویید جامد، مایع و گازی شکل هستند.

6. ذره های سازنده ی کلویید مولکول های بزرگ یا توده های مولکولی هستند. منظور از توده های مولکولی ذره هایی است که از گردهمایی چند مولکول پدید می آیند.

7. اندازه ی ذره های کلویید بین 1 تا 10 نانومتر است.

8. ذره های کلویید به اندازه ای درشت هستند که می توانند نور مرئی را پخش کنند، به طوری که مسیر نور از میان کلویید ها قابل دیدن است. این پدیده را که به اثر تیندال معروف است، بار ها در زندگی روزمره تجربه کرده ایم. مانند زمانی که نور دستگاه نمایش دهنده ی فیلم در سینما در میان ذرات معلق در هوا قابل دیدن است. هوای آلوده به غبار و دود نیز نوعی کلویید محسوب می شود. این پدیده به افتخار جان تیندال فیزیکدان بریتانیایی به اثر تیندال معروف است.

اثر تیندال

 نکته: اثر تیندال به اندازه ی ذرات مخلوط مربوط است. در محلول ها به علت کوچکی بسیار زیاد ذره ها نور نمی تواند پخش شود. 

9. ذره های تشکیل دهنده ی کلویید ها در حال جنب و جوش دائمی هستند. دره های کلوییدی هنگامی که به هم می رسند، در برخورد با یکدیگر تغییر جهت می دهند. به این حرکت دائمی و نامنظم ذره های کلوییدی، حرکت براونی می گویند. شکل زیر تصویری از حرکت براونی را نشان می دهد. اگر با یک میکروسکوپ نوری به یک قطره ی شیر نگاه کنید، حرکت براونی ذره های تشکیل دهنده ی شیر را می بینید.

نمونه ای از حرکت براونی ذرات

برای درک بهتر عامل ایجاد حرکت براونی، به سراغ رابرت براون که این جرکت به افتخار او نام گذاری شده است می رویم. رابرت براون یک گیاه شناس بریتانیایی بود که با پدیده ی جالبی روبرو شد. او متوجه شد که اگر مقداری تخم چمن را در آب قرار دهیم و با میکروسکوپ به آن نگاه کنیم، می بینیم که تخم چمن در جای خود ثابت نمانده و بلکه در محیط مایع جابه‌جا شده و حرکت می کند. حرکتی که نامنظم و دائمی است. انگار ذره هایی نامرئی تخم چمن را به این طرف و آن طرف هُل می دهند.

ذره های نامرئی که در هرلحظه در یک جهت و به طور تصادفی به تخم چمن ضربه می زنند، چیزی جز مولکول های آب نیستند. مولکولهای آب در هر دمایی که قرار داشته باشند، دائماً در حال جنب و جوش هستند. حرکت و جنب و جوش مولکول های آب باعث می شوند که ذره های تخم چمن نیز دائما حرکت کنند و در جهت های مختلفی جا به جا شوند.

نکته: در حرکت براونی جرم و اندازه ی ذره ها بسیار مهم است. جرم و اندازه ی ذره هایی که حرکت دائمی و منظم دارند، باید در حدود جرم و اندازه ی ذره هایی باشد که عامل ایجاد این حرکت هستند. 

نتیجه: در محلول ها، جرم و اندازه ی ذره های حل شونده بسیار متفاوت با مولکول های حلال است. در سوسپانسیون ها نیز جرم و اندازه ی ذره های موجود در فاز پخش شونده، تفاوت زیادی با فاز پخش کننده دارد. بنابراین در محلول ها و سوسپانسیون ها حرکت براونی مانند کلویید ها مشاهده نمی شود.

نکته: در کلویید هایی که فاز پخش کننده ی آن ها جامد است، حرکت براونی وجود ندارد. بنابراین در تمام کلویید ها این حرکت دیده نمی شود. 

10. بررسی های تجربی نشان داده است که ذره های کلوییدی می توانند ذره های باردار مانند یون را در سطح خود جذب کنند و به نوعی از بار الکتریکی دست یابند. این بار الکتریکی می تواند مثبت و یا منفی باشد. همان طور که در شکل زیر دیده می شود، ذره های یک کلویید همگی بار الکتریکی همنام دارند ولی مقدار بار الکتریکی آن ها می تواند متفاوت باشد، زیرا اندازه ی ذره های یک کلویید (فاز پخش شونده) یکسان نیست و هر ذزه با توجه به سطح خود می تواند مقدار بار الکتریکی متفاوتی جذب کند. اما همنام بودن بار الکتریکی باعث می شود که بین آن ها دافعه به وجود آید و دافعه ی به وجود آمده مانع از به هم پیوستن ذره های کلوییدی می شود. در نتیجه فاز پخش شونده ته نشین نشده و کلویید ها در حالت عادی پایدار می مانند.

تصویر فکر کنید صفحه ی 101 کتاب درسی

نکته: همان طور که در شکل فوق دیده می شود، در اطراف ذره های کلوییدی دو لایه یون نا هم نام وجود دارد. 

11. در بسیاری از موارد لازم است که ذره های کلوییدی ته نشین شوند و کلویید پایداری خود را از دست بدهد. باید بدانیم که با افزایش الکترولیت به یک کلویید، ذره های کلوییدی ته نشین می شوند. این فرایند را لخته شدن یا انعقاد می گویند. در واقع ذره های باردار الکترولیت در بین ذره های کلویید قرار می گیرند و باعث کاهش دافعه ی میان آن ها می شوند. هنگامی که این دافعه کم می شود، به تدریج ذره های کلوییدی به هم می چسبند و در نهایت ته نشین می شوند. به عبارت دیگر، افزودن یک الکترولیت، به نوعی موجب کاهش بار موجود در سطح ذره های کلوییدی می شود.