O białych kwiatach i siwych włosach

Zapytamy się zapewne po co wprowadzamy takie subtelne rozróżnienia, formułujemy nowe rozdzia­ły wiedzy, kiedy ostatecznie mieszanina jest mie­szaniną. Swoiste zjawiska obserwujemy przecież dopiero po rozproszeniu cząsteczkowym. Nie widzi­my powodu, żeby zawiesinom — suspensjom i emul­sjom — poświęcać aż tyle uwagi. A więc miesza­niny z jednej strony a roztwory molekularne z dru­giej. Niemniej są jednak poważne powody ku temu. że chemia koloidów stała się wiedzą odrębną.

Rozróżnienie między roztworami właściwymi a suspensjami lub emulsjami łatwo potrafimy prze­prowadzić. Zawiesiny wykazują charakterystyczne zmętnienie. Cząstki zawieszone są dość znaczne, tak że często widzi je nawet oko nieuzbrojone. Zawie­siny są zatem niejednorodne — heterogeniczne. Roztwory są natomiast jednorodne, homogenicz­ne — najsilniejszy mikroskop nie ujawni obecności substancji rozproszonej cząsteczkowo, molekular­nie. Często i roztwór koloidalny wydawać się może równie jednorodny, zupełnie „przezroczysty“. Po­dobnie jak roztwór przechodzi przez sączek z bibu­ły. Koloidu nie można więc odsączyć. To znaczy — nie przez wszystkie sączki przechodzą roztwory ko­loidalne. Jeżeli mieszaninę roztworu właściwego i koloidalnego umieścić nad błoną na wpół prze­puszczalną, a całość niech opływa swobodny stru­mień czystej wody •— wówczas przez błonę przenik­ną cząsteczki, a zatrzymane zostaną cząstki (koloi­dalne). Aby przeciwstawić się powrotnej dyfuzji cząsteczek, do roztworu ponad błoną, pozwalamy uchodzącemu strumieniowi wody odprowadzić je poza układ. W ten sposób udaje się cząsteczki od­dzielić od cząstek — zabieg ten zwiemy dializą i znajduje bardzo szerokie zastosowanie.

Skądinąd znowu wiemy, że roztwory właściwe wykazują znaczne ciśnienie osmotyczne, czego nie można powiedzieć o roztworach koloidalnych. Wy­kazują one bardzo nikłe ciśnienie osmotyczne — nie są więc roztworami lecz suspensjami i emulsja­mi. Temu stwierdzeniu przeciwstawia się znowu inny fakt. Roztwory właściwe nie dają osadów sub­stancji rozpuszczonej. Podobnie i subtelniejsze układy koloidalne są trwałe całymi latami, upodobniając się tym znowu do roztworów. A mimo to nowa wątpliwość. Koloidy można jednak zobaczyć’ Kiedy do przyciemnionego pokoju przez szparę w okiennicy lub przez przerwę między obłokami wdziera się pasmo złotego słońca, wówczas w jego poświacie zauważymy unoszące się i wirujące pył­ki kurzu czy subtelnej mgły. Szare pyłki błyszczą wówczas złociście. Błyszczą cudzym, pożyczonym światłem — bo właściwie to my nie oglądamy sa­mych pyłków, a tylko ugięte o nie promienie świetl­ne. Oko nasze widzi jasne plamki, podczas gdy pyłki kurzu są już zbyt nikłe, aby je można zoba­czyć. Zjawisko to zwiemy efektem Tyndalla i umo­żliwiło ono także widzialność niewidocznych czą­stek koloidalnych. Jeśli do przezroczystego naczy­nia nalejemy absolutnie czystej wody i skierujemy przez nią snop silnego światła łukowego, wówczas płyn nie zdradza żadnych efektów — jest optycznie próżny. Inaczej przedstawia się sprawa, gdy na­czynie wypełnia roztwór koloidalny. Smuga jas­krawego światła ujawnia stożek zmętnionego pły­nu. W zwykłych warunkach oko ludzkie nie widzi tego. Na tej też zasadzie zbudowano ultramikroskop, który rozeznaje cząstki oświetlone z boku — w świetle przepuszczonym byłyby niewidoczne.

Reasumując tą dość zresztą swobodną i niezbyt starannie uargumentowaną opowieść, powiemy, że koloidy są roztworami legitymującymi się jednak typowymi właściwościami zawiesin, jakimi są choć­by efekt Tyndalla lub nikłe ciśnienie osmotyczne. Albo też: są to zawiesiny, które cechują i typowe atrybuty roztworów, do jakich zaliczymy przesączalność przez zwykłe filtry oraz optyczna jedno­rodność (nawet pod mikroskopem). Są zatem — tzn. koloidy — pośrednią grupą układów rozpro­szenia materii między roztworami właściwymi a. za­wiesinami w ścisłym sensie. Zdolne są przy tym dostarczyć nam wiele intelektualnych zainteresowań i wzruszeń, tym bardziej że rola ich jest kapitalna.

Bliższa dyskusja pozwala podnieść, że trudno jest: ustalić ramy wymiarowe cząstek rozproszonych, które ująć mają rozdział zatytułowany: „Koloidy”. Oczywiście podział ten jest dowolny i przede wszystkim umowny. Z jednej strony znamy cząst­ki koloidalne zbliżające się bardzo do dolnej grani­cy (10-⁷ cm), z drugiej zaś liczne makrocząsteczki (np. celuloza, białka itp.) przekraczają swobodnie przepisaną przez wiedzę górną granicę (10-⁵ cm). Te ostatnie tworzą w stanie rozproszonym tzw. „eukoloidy“, układy złożone z pojedynczych cząste­czek — a więc właściwie roztwory. Niemniej właś­nie ta wielkość tych „cząsteczek — cząstek“ kwali­fikuje je do kategorii koloidów.

Dobrnęliśmy więc do sprawy istotnej. — podsta­wą kwalifikacji układów rozproszonych jest wiel­kość fragmentów fazy rozproszonej, jej stopień roz­proszenia. Wiemy także, że wszelkie układy koloi­dalne złożone są w zasadzie z dwu faz: rozproszo­nej i rozpraszającej. W zależności od stanu skupie­nia będziemy mieli najrozmaitsze warianty. Notu­jemy układy o stałej fazie rozpraszającej oraz fazie rozproszonej gazowej (minerały z wrostkami gazo­wymi), ciekłej (minerały z ciekłymi inkluzjami) oraz stałej (zabarwiona sól kamienna, szkło rubi­nowe). Mogą też koloidy składać się z ciekłej fazy rozpraszającej i znowu kolejno z rozproszonej fazy gazowej (pianki, koloidy gazowe), ciekłej (emulsje, emulsoidy), czy stałej (zawiesiny, suspensoidy). Wreszcie przy gazowej fazie rozpraszającej może­my rozproszyć ciecz (mgła) lub ciało stałe (pył kos­miczny, dym).