cap 4-coloizi an iii
TRANSCRIPT
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
1/14
CAP 4
Coloizi şi stabilitate coloidală
4.1. PROPRIETĂŢI GENERALE
Definiţia „clasică” a sistemelor coloidale – dispersia unor mici particule solide
într-un mediu lichid (ceea ce se înţelege curent prin soluri) este destul de restrictivă.
O definiţie riguroasă a termenului „coloid” este greu de formulat. Ea poate deveni
nesatisf ăcătoare şi poate conduce la excluderea unor sisteme cu comportare coloidală
dacă se exagerează de pildă importanţa unui factor arbitrar cum este mărimea particulelor
care alcătuiesc sistemul. O definiţie adecvată mai mult sau mai puţin trebuie să ia în
considerare două aspecte ale sistemului:
- structura (cum sunt puşi împreună componenţii sistemului, sau cum sunt amestecaţi)
- dimensiunea particulelor (care este mărimea unităţilor dispersate în sistem)
În general, un sistem coloidal este alcătuit dintr-o substanţă (faza dispersă: solid
lichid sau gaz) divizată fin şi distribuită uniform într-o a doua substanţă (mediul de
dispersie sau faza continuă care poate fi solidă, lichidă sau gazoasă).
Se pot considera, în general, patru clase de coloizi: coloizi comuni (simpli), asociaţii
coloidale, coloizi liofilici şi coloizi reticulari.
Exemple de coloizi comuni:
laptele (lichid gras dispersat ca picături fine într-o fază apoasă),
fumul (particule de solid dispersate în aer),
ceaţa (picături mici de lichid dispersate în aer),
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
2/14
Coloizi şi stabilitate coloidal ă 117
vopsele (mici picături de solid dispersate în lichid),
geluri (molecule de polimer care atunci când se dizolvă în solvent, confer ă soluţiei
rezultate o structur ă semisolidă),
oase (mici particule de fosfat de calciu dispersate într-o matrice solidă de
colagen).
În funcţie de natura fazei disperse şi a fazei continue se pot face clasificări ale
coloizilor: aerosoli (fumul – solid dispersat în aer), emulsii (maioneza – lichid (ulei
vegetal) dispersat în alt lichid (apa)), soluri (cerneluri, vopsele – particule solide
dispersate în lichid).
O a doua clasă de coloizi care prezintă importanţă în cadrul chimiei suprafeţelor
sunt aşa numitele „asociaţii coloidale”. Acestea sunt constituite din agregate sau
„unităţi” (unituri) de molecule (uneori sute sau mii) aflate într-o asociere dinamică,
conducând astfel la un sistem care poate fi considerat simultan o solu ţie molecular ă şi un
adevărat sistem coloidal. Formarea asociaţiilor coloidale presupune existenţa anumitor
substanţe şi depinde de factori cum sunt concentraţia, temperatura, compoziţia
solventului, structura chimică. Ca exemple se pot da unele sisteme biologice incluzând
formarea membranelor celulare, anumite procese digestive, fenomene de transport în
sânge.
O a treia categorie de coloizi sunt „coloizii liofilici” care sunt soluţii în caremoleculele de solut (polimeri) sunt mult mai mari decât cele de solvent. Această
categorie de coloizi asigur ă interferenţa ştiinţei coloizilor cu altă arie major ă a ştiinţei,
ştiinţa polimerilor.
O a patra categorie de coloizi este cea a coloizilor reticulari (network colloids).
Aceste sisteme sunt greu de definit cu precizie deoarece sunt constituite din două reţele
care se interpenetrează astfel încât e greu de specificat care este faza dispersă şi care este
faza continuă. Exemple clasice sunt sticla poroasă (aer – sticlă) şi sticla opacă (dispersie
solid – solid), precum şi multe geluri.
Câteva exemple de coloizi simpli în care se poate distinge clar faza dispersă şi
faza continuă sunt prezentate în tabelul 4.1. În practică multe sisteme coloidale sunt mult
mai complexe ele conţinând coloizi de diverse tipuri (sol, emulsie, asociaţie coloidală,
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
3/14
118 Chimie coloidal ă
specii macromoleculare) plus faza continuă. Studiul acestor „multicoloizi” este dificil,
dificultatea crescînd cu numărul de componenţi prezent în sistem.
Tabel 4.1. Exemple de coloizi comuni (simpli)
Sistem Tip Fază dispersă Fază continuă
Cea ţă Aerosol lichid Lichid Gaz Fum Aerosol solid Solid GazSpumă de ras Spumă Gaz SolidSpumă bătut ă
(styrofoam)
Spumă solidă Gaz Solid
Lapte Emulsie Lichid (gr ăsime) Lichid (apă)Unt Emulsie Lichid (apă) Solid (gr ăsime)Vopsea Dispersie Solid Lichid
Jeleu Gel Macromolecule Lichid Detergen ţ i lichizi Soluţie micelar ă Micele de molecule
de detergentLichid
Privitor la mărimea particulelor coloidale trebuiesc f ăcute câteva precizări.
Experienţa de mai mulţi ani a ar ătat că proprietăţi coloidale clasice au sistemele în care
particulele fazei disperse au dimensiuni cuprinse în domeniul 1 -1000 nm. Aceste limite
sunt însă departe de a fi rigide. Practic sunt multe sisteme ale căror particule au
dimensiuni în afara acestui domeniu (emulsii, spume, aerosoli) care trebuiesc incluse în
categoria coloizilor deoarece caracteristicile lor nu permit o altă opţiune realistă. De
asemenea există sisteme (fibre, cleiuri, filme) ale căror particule pot avea sau nu
dimensiunile în domeniu amintit şi ale căror proprietăţi sunt în vecinătatea comportării
coloidale şi care trebuiesc considerate coloizi.
4.2. MECANISMUL FORMĂRII COLOIZILOR
Ca mărime, particulele coloidale au dimensiuni intermediare între dimensiunile
moleculelor şi cele ale fazelor macroscopice condensate. Obţinerea unui sistem coloidal
stabil şi cu particule de dimensiuni corespunzătoare se poate face în două moduri:
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
4/14
Coloizi şi stabilitate coloidal ă 119
- prin dezagregarea (dispersia) pieselor de dimensiuni mari la mărimea
corespunzătoare
- pornind cu o dispersie molecular ă şi construind particulele de dimensiunea
necesar ă prin agregare (condensare)
Există şi situaţii speciale (asociaţiile coloidale, coloizii liofilici) care trebuiesc tratate
separat.
4.3. STABILITATE COLOIDALĂ
4.3.1. R ădăcinile comportării coloidale
Într-o soluţie sau într-o fază „normală” a unui sistem, atomii şi moleculele de la
suprafaţă au proprietăţi distincte faţă de atomii şi moleculele din interior. De asemenea
numărul atomilor şi moleculelor de la suprafaţă este mult mai mic decât al acelora din
interiorul fazei astfel încât efectele de suprafaţă sunt „acoperite” de efectele de ansamblu.
Dacă însă faza respectivă este divizată în particule din ce în ce mai fine proprietăţile
(efectele) de suprafaţă devin semnificative estompând caracteristicile generale ale
sistemului. Datorită energiilor înalte deţinute de moleculele de suprafaţă sau a marii lor
reactivităţi, efectele de suprafaţă devin observabile atunci când particulele în care estedivizat sistemul se apropie de „dimensiunile coloidale”. Deoarece limita inferioar ă a
domeniului coloidal este destul de largă, acest moment este greu de precizat înainte ca
proprietăţile sistemului să se evidenţieze.
În ceea ce priveşte coloizii, trebuie clarificată noţiunea de stabilitate şi când se pot
folosi termenii de sistem stabil sau instabil. Conceptele de bază ale termodinamicii ne
arată că orice sistem tinde în mod spontan către starea de echilibru în care energia
sa liberă are valoare minimă. Termodinamica nu spune nimic despre cât de repede
poate să decurgă o astfel de transformare, acesta fiind domeniul cineticii chimice, de
asemenea nu precizează dacă pe parcurs, sistemul se poate opri din drumul său trecând
într-o configuraţie metastabilă.
Pentru o reacţie chimică se ştie că există o anumită barier ă energetică (enegia de
activare) pe care sistemul trebuie să o depăşească pentru ca procesul să aibă loc. Dacă
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
5/14
120 Chimie coloidal ă
elemente ale sistemului fizico-chimic au suficientă energie (cinetică, electronică, de
vibraţie, etc.) pentru a depăşi bariera, atunci reacţia va avea loc. Dacă nu se întâmplă
acest lucru, sistemul poate r ămâne într-o stare metastabilă.
În ceea ce priveşte coloizii, consideraţiile de energie interfacială impun ca
„poziţia” celei mai joase energii pentru un sistem dat va fi aceea în care există un minim
în suprafaţa de contact între faze. Coloizii sunt de multe ori instabili, sistemul coloidal
revenind rapid la o stare în care fazele sunt complet separate . Există totuşi bariere de
diverse tipuri între stările stabile şi metastabile astfel încât un sistem coloidal poate fi
f ăcut să existe şi să persiste suficient de mult timp, astfel încât să poată îndeplini o
anumită funcţie necesar ă (ex. o parte a sistemelor biologice). Pentru scopuri practice,
termenul metastabil poate fi ambiguu. În ceea ce priveşte sistemele coloidale, un coloid
este considerat „stabil” dacă r ămâne în starea energetică metastabilă un timp suficient delung. El va fi considerat instabil dacă sistemul începe să-şi piardă proprietăţile coloidale
(gradul de dispersie sau dimensiunea particulelor) înainte ca un timp, necesar considerat,
să treacă. De fapt, desemnarea unui coloid ca stabil sau instabil este foarte relativă şi
trebuie f ăcută în contextul unei aplicaţii concrete. Mulţi cercetători consider ă că în
realitate toate sistemele coloidale sunt de fapt metastabile.
Coloizii trebuiesc consideraţi sisteme metastabile în care for ţele de suprafaţă fac
ca starea de dispersie fină să reprezinte o situaţie de „stare cu înaltă energie”. De fapt
există sisteme coloidale care au putut fi păstrate ca atare chiar şi 100 de ani ceea ce ne
spune că barierele energetice în aceste cazuri fac ca tranziţia între starea metastabilă şi
cea stabilă să fie foarte dificilă, chiar imposibilă. Există şi situaţia opusă când schimbări
intervenite în sistem permit o trecere spontană şi rapidă din starea metastabilă în cea
stabilă.
4.3.3. Sursa stabilităţii coloidale
For ţele de atracţie între 2 molecule cresc (adică energia devine mai mare în
valoare negativă) continuu atunci când distanţa între particule scade. Grafic situaţia se
prezintă ca în figura de mai jos, curba 1.
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
6/14
Coloizi şi stabilitate coloidal ă 121
E n e r g i a d e i n t e r a c ţ i e
Distanţa de separare, H
Figura 4.1. Curba tipică a energiei de interacţie pentru două unituri (curba 3) care estesuma potenţialului de atracţie (curba 1) şi a potenţialului de respingere (curba 2).
La apropierea moleculelor, la un moment dat, norii electronici ai moleculelor
încep să interacţioneze şi se suprapun par ţial. Dacă legătura covalentă nu este posibilă, se
produce o respingere (termenul Born de respingere) şi ca urmare o creştere a entalpiei
libere a sistemului, care devine practic egală cu infinit (curba 2 din figur ă).
Când se iau în considerare atât atracţia cât şi respingerea, curba de interacţie arată
ca în figura de mai sus, curba 3. Pentru sistemele coloidale este decisivă înălţimea
maximului de pe curbă. Nivelul maximului energiei din figura prezentat ă anterior
reprezint ă o mă sur ă a stabilit ăţ ii sistemului. Discuţia pentru două particule care
interacţionează poate fi extinsă pentru sisteme cu număr mare de particule, cum sunt
sistemele coloidale (introducînd desigur multe simplificări).
Pentru coloizii liofobi există practic două mecanisme de stabilizare:
1. interacţiile electrostatice din stratul dublu electric,
2. stabilizare sterică sau entropică.
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
7/14
122 Chimie coloidal ă
4.3.3.1. Suprafeţe încărcate electric şi stratul dublu electric (SDE)
La contactul dintre două faze se produce un salt de potenţial electric datorită
faptului că una din faze cedează ioni celeilalte, r ămânând încărcată cu sarcini de semn
opus. Suprafaţa încărcată va atrage din motive de neutralitate electrică, ioni de semn
contrar (contraioni) din mediul de dispersie, formând un strat dublu electric.
Să consider ăm situaţia a două particule izolate, similar încărcate (sau suprafeţe
plate pentru acest material) cu straturile lor dublu electrice. În contextul stabilităţii
cinetice se poate spune că un sistem este stabil atât timp cât particulele individuale îşi
menţin stabilitatea, adică atâta timp cât floculaţia şi/sau coagularea nu apar. Ca să apar ă
fenomenul de agregare, trebuie ca două particule să se ciocnească cu o for ţă suficient demare astfel încât ciocnirea să fie efectivă. Există două criterii care trebuiesc luate în
discuţie relativ la stabilitatea coloidală: numărul sau frecvenţa ciocnirilor şi eficacitatea
acestor ciocniri. După cum se vede în figura 4.2, când două particule încărcate se apropie,
cei doi nori electronici sau cele două straturi dublu electrice încep să interacţioneze.
Deoarece straturile dublu electrice sunt de acelaşi semn, interacţia este de natur ă
repulsivă, conducând la o creştere a potenţialului electric între particule. Simplist, stratul
dublu electric poate fi considerat drept un resort localizat între cele două particule.
Când particulele se apropie, resortul se comprimă şi dezvoltă o for ţă de respingere care
tinde să depărteze particulele. Mărimea for ţei de respingere va depinde de constanta de
for ţă a resortului adică de mărimea (grosimea) stratului dublu electric. Cu cât mai mare
este constanta cu atât mai mare este rezistenţa la apropierea particulelor şi cu atât mai
dificil este să se producă o ciocnire efectivă care să ducă la floculaţie. Interac ţ iunea între
staraturile dublu electrice reprezint ă o barier ă de energie în curba total ă de interac ţ iune.
Când două particule se apropie, se produc cel puţin două tipuri de interacţiuni: cea
de respingere despre care s-a vorbit şi una de atracţie de tip van der Waals, care face ca
mulţi coloizi să fie instabili. Energia totală de interacţie a sistemului va fi suma celor
două energii:
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
8/14
Coloizi şi stabilitate coloidal ă 123
total atr repG G G (4.12)
P o t e n ţ i a l e
l e c t r i c
Distanţa deseparare
Distanţa de echilibru;For ţa = 0
Distanţa mică;for ţă de
respingere
Distanţa mare; for ţă deatracţie
Figura 4.2. Interacţiunile dintre două particule coloidale cu straturi dublu elctrice.Vizualizare ca două blocuri conectate de un resort. La distanţă mare de separare, resortul
este întins dezvoltând o for ţă care trage blocurile unul spre altul (interacţiuni van derWaals atractive). La distanţă mică de separare, resortul este comprimat dezvoltând o for ţă
de respingere care îndepărtează blocurile (repulsie electrostatică). La distanţă intermediar ă for ţele sunt în echilibru.
4.3.3.2. Stabilizarea sterică
Mecanismul de stabilizare al coloizilor discutat mai sus se refer ă numai la acele
sisteme în care particulele dispersate deţin o suprafaţă încărcată electric, astfel încât
interacţiunea între straturile dublu electrice crează bariera necesar ă de energie pentru
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
9/14
124 Chimie coloidal ă
stabilitatea cinetică. Există şi un alt mecanism de stabilizare cunoscut de multă vreme dar
înţeles şi studiat în ultimii ani. Acest mecanism necesită prezenţa unui coloid liofilic, care
adsoarbe pe suprafaţa particulei şi determină ceea se numeşte stabilitate sterică. „India
ink” (cerneala), particule de carbon dispersate într-o soluţie apoasă a unei r ăşini naturale
(natural gum) este un exemplu cunoscut de coloid stabilizat în acest mod. Există şi alte
exemple de coloizi care pot fi obţinuţi cu ajutorul unei „acţiuni protective” dezvoltată de
un coloid liofilic.
Este acceptat că „agenţii de protecţie sterici” nu este nevoie să deţină o încărcare
electrică. Ei trebuie în principal să îndeplinească două condiţii: să de ţ ină o natur ă
chimică dual ă pentru a îndeplini caracteristicile de solubilitate şi să aibă o masă
molecular ă relativ mare. Se poate spune, în general, că un stabilizator steric trebuie să
aibă o fracţiune din moleculele sale care să manifeste solubilitate scăzută în mediul dedispersie şi/sau o înaltă tendinţă de adsorbţie la suprafaţa particulelor. Rezultatul trebuie
să fie formarea unui strat adsorbant relativ gros care poate impune o barier ă particulelor
din apropiere, crescând astfel stabilitatea coloidului. Stabilizatorii sterici cei mai des
folosiţi sunt substanţe macromoleculare.
Mecanismul stabiliz ării sterice
Aşa cum se vede în figura 4.3, atunci când două particule care au un strat adsorbit
de polimer liofilic se apropie una de alta, aceste straturi încep să se interpenetreze. Se
produc două efecte: unul osmotic datorat creşterii concentraţiei locale a speciilor
adsorbite între cele două particule şi un efect de restricţie de volum sau efect entropic
datorită faptului că speciile care interacţionează încep să piardă anumite grade de libertate
datorită aglomeraţiei.
În ambele cazuri, entropia sistemului local descreşte, fapt nefavorabil, în timp ce
efectul osmotic poate şi el să fie însoţit de un efect entalpic nefavorabil datorat
desolvatării a celor mai multe „agregate coloidale” din zona respectivă. Pentru a recâştiga
entropia pierdută, particulele trebuie să se mişte separat permiţându-şi mai multă libertate
a mişcării, în timp ce solventul se mişcă pentru a „resolvata” agregatele. Rezultatul este o
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
10/14
Coloizi şi stabilitate coloidal ă 125
barier ă de energie care întârzie apropierea particulelor şi dezvoltă un mecanism efectiv de
stabilizare (un nou resort, referitor la figura 4.3).
Figura 4.3. Fenomene interacţionale de respingere care apar la apropierea a două suprafeţe cu polimer adsorbit
Procesul este schematic ilustrat în figura 4.3. Pe două suprafeţe care posedă
polimer adsorbit se produc două fenomene care dau naştere unei for ţe de respingere întrecele două suprafeţe: a) la apropiere, dar înainte de interpenetraţia straturilor, concentraţia
locală a lanţurilor de polimer dintre particule creşte peste valoarea „normală” de
echilibru, dând naştere unui efect de presiune osmotică: moleculele de solvent se mişcă în
zona dintre suprafeţe şi se împing reciproc; b) la distanţe mai mici când straturile s-au
întrepătruns, lanţurile de polimer încep să piardă grade de libertate (scădere de entropie)
şi astfel apare un al doilea termen de respingere.
Într-un sistem stabilizat steric (f ăr ă încărcări electrice), energia de interacţie va fi
suma for ţelor van der Waals de atracţie şi a for ţelor de respingere de natur ă sterică:
total steric atr G G G (4.17)
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
11/14
126 Chimie coloidal ă
După cum s-a mai spus, agenţii de protecţie polimerici sau stabilizatorii sterici trebuie să
fie puternic ancoraţi de suprafaţa particulelor în cel puţin un punct sau în mai multe
puncte. Dacă există un singur punct de ancorare, rezultatul va fi un sistem cu o oscilaţie
liber ă de tip „coadă” în soluţia în care se dezvoltă acţiunea protectivă (figura 4.4a). Dacă
există două sau mai multe puncte de ancorare, rezultatul va fi formarea a diverse bucle
(meandre) şi posibil a câtorva „cozi” (figura 4.4b). Pentru o anumită lungime a lanţului
polimeric, se poate vedea intuitiv că într-un sistem de „cozi”, distanţa cu care stratul
protectiv se extinde în interiorul soluţiei va fi mai mare în comparaţie cu un sistem de
bucle. De aici se poate trage concluzia că un singur punct de ancorare ofer ă o protecţie
mai bună. Pe de altă parte, în cazul buclelor, odată penetraţia începută, vor fi de două ori
mai multe agregate (unituri) afectate de efectul restricţiei de volum, conducând la un
efect entropic mai puternic. De aceea, nu se poate spune de fapt că o configuraţie este mai bună decât alta. În sistemele practice se întâlnesc ambele configuraţii.
Bucle
Figura 4.4. Modul de adsorbţie al unui polimer la suprafaţa particulelor
Efectul masei moleculare a polimerului
În general, pentru clasa coloizilor liofilici, un material cu masă molecular ă înaltă
este de aşteptat să producă o protecţie mai bună împotriva floculării. Motivul este că
lanţurile mai lungi implică bucle şi cozi mai lungi şi deci formarea unui strat protectiv
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
12/14
Coloizi şi stabilitate coloidal ă 127
mai gros în jurul particulei. Ca şi în cazul altor sisteme fizice există însă anumite limite
care nu trebuiesc depăşite, mase moleculare prea mari putând favoriza flocularea.
Dacă un polimer cu masă molecular ă foarte înaltă şi care dezvoltă mai mult decât
un singur punct de ancorare la suprafaţa particulei este adăugat într-o dispersie coloidală,
există posibilitatea ca diferite puncte de ancorare să „agaţe” două particule diferite mai
degrabă decât să se ataşeze la aceeaşi particulă. Acesta este îndeosebi cazul când există
un mare exces de particule faţă de concentraţia polimerului. Ataşarea aceluiaşi lanţ de
polimer la două particule le ţine pe acestea unite şi le apropie producând flocularea
(figura 4.5).
Dacă producerea floculării aduce aspecte negative în stabilizarea sterică a
coloizilor, ea poate totuşi să prezinte şi aspecte pozitive. De exemplu, adăugarea unor
cantităţi mici de polimer acrilamidic la apă conduce la flocularea unor particule dematerial care ar fi greu de înlăturat printr-un alt procedeu. Aplicaţii similare sunt de
exemplu în tratamentul apei de spălare a cărbunelui sau în flocularea sterilului de fosfat
de calciu din minereul de uraniu.
Figura 4.5. a) Sisteme stabilizate steric în care o moleculă de polimer este asociată cu o
singur ă particulă; b) Sistem cu concentraţie mică de polimer (sau cu polimer cu masă molecular ă foarte mare); o moleculă de polimer „leagă” două sau mai multe particulefavorizând flocularea.
Flocularea prin descongestionare
Dacă într-o soluţie coloidală se adaugă un polimer care nu este adsorbit sau este
slab adsorbit pe suprafaţa particulelor coloidale, atunci apare un fenomen de floculare
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
13/14
128 Chimie coloidal ă
prin descongestionare.
În această situaţie când două particule se apropie, lanţurile de polimer care sunt
slab adsorbite sau care pur şi simplu „plutesc” între particule, sunt îndepărtate din aria de
apropiere dintre particule, păr ăsind suprafeţele respective. Prin aceasta poate să apar ă o
for ţă atractivă suplimentar ă ca rezultat a îndepărtării polimerului din zona de apropiere
(figura 4.6).
Figura 4.6. Flocularea prin descongestionare
Când polimerul este evacuat for ţat din zona de apropiere dintre particule, balanţa
osmotică se dezechilibrează; aceasta înseamnă că între particule concentraţia soluţiei estemai mică decât în masa de soluţie. Osmoza for ţează practic solventul să „curgă” printre
particule către masa de soluţie. Efectul net asupra particulelor este că ele sunt apropiate şi
mai mult (efect de sugere în termodinamică) rezultând o pierdere a stabilităţii şi
producând flocularea. Figura prezentată este schematică şi simplistă, ea servind totuşi
pentru ilustrarea conceptului prezentat. O discuţie mai amplă se poate face în cadrul
teoriei adsorbţiei polimerilor.
4.5. CURBA TOTALĂ DE INTERACŢIUNE
Cele două mecanisme discutate anterior – electrostatic şi steric – reprezintă
extremele unui domeniu de tehnici experimentale care ne permit să preparăm
-
8/20/2019 Cap 4-Coloizi an III
14/14
Coloizi şi stabilitate coloidal ă 129
sisteme coloidale cinetic stabile. Cele două mecanisme nu se exclud reciproc. Mulţi
coloizi de importanţă tehnologică necesită o combinare a ambelor efecte.
Curba energiei potenţiale totale conţine următorii termeni:
total elec steric misc atr G G G G G (4.33)
Proteinele, de exemplu, sunt coloizi de protecţie excelenţi. Ele au structur ă polimerică şi
tind să se adsoarbă pe diferite suprafeţe, producând o stabilizare sterică puternică, şi de
asemenea pot fi încărcate electric (funcţie de pH) producând de asemenea o stabilitate
electrostatică bună. Această natur ă duală poate avea anumite avantaje practice. De
exemplu, dacă un coloid (de pildă iodura de argint) este preparat în prezenţa gelatinei la
un pH deasupra punctului izoelectric (adică o încărcare negativă netă este prezentă pe
suprafaţa moleculei de proteină), va rezulta o dispersie foarte stabilă. Dacă pH-ul este fie
mai ridicat, fie mai scăzut (depinzând de tipul de gelatină utilizată), la punctul izoelectric
(încărcare netă zero), lanţurile de gelatină tind să colapseze pe suprafaţa particulelor,
reducând gradul stabilizării sterice împreună cu cea pierdută de neutralizarea sarcinilor
polimerului. Sistemul are tendinţa să floculeze, permiţând separarea unui complex iodur ă
de argint – gelatină de cea mai mare parte a apei. Dacă pH-ul este readus la valoarea sa
iniţială, polimerul adsorbit se va umfla şi se produce redispersarea coloidului iniţial.Prezenţa gelatinei previne ca particulele iniţiale să facă contact, astfel încât să nu poată
apărea adevărata floculare sau coagulare. Procese similare cu acesta, utilizâd polimeri
naturali sau sintetici şi-au găsit aplicabilitatea în domenii ca: fotografia,
microâncapsularea, etc. Cunoşterea modului în care un coloid poate fi stabilizat crează un
instrument foarte important pentru obţinerea multor sisteme de utilitate practică.