Soli

Solii sunt sisteme coloidale liber – disperse (nestructurate) în care mediul de dispersie este fluid (lichid sau gaz) iar faza dispersă este solid sau lichid ( pentru sistemul lichid – gaz).
Solii cu dispersoizi liofili pot fi coloizi micelari de asociaţie - soluţii de substanţe tensioactive (detergenţi) sau coloizi moleculari - soluţii de polimeri, stabilitatea lor fiind asigurată de interacţiile dintre dispersoid şi mediul de dispersie.
Particulele dispersoidului din coloizii micelari de asociaţie, se numesc micele de asociaţie, stabilitatea lor în soluţii apoase fiind legată de respingerile electrostatice dintre particulele polare, aflate la exteriorul micelelor.
Coloizii moleculari sunt soluţii ale unor polimeri, cu masă moleculară mare şi dimensiuni ce depăşesc 10-9m, particula în acest caz numindu-se ghem statistic şi având forma din figura 1.b. Ghemul statistic reprezintă de fapt o singură moleculă, cu lungime foarte mare, care este stabilă în solventul respectiv.

Soli cu dispersoizi liofobi

• Solii cu dispersoizi liofobi sunt caracterizaţi de o slabă interacţie dispersoid-mediu de dispersie şi, drept urmare, tendinţa de agregare a particulelor dispersoidului, urmată de distrugerea sistemului dispers, este foarte mare. 
• Stabilitatea solilor cu dispersoizi liofobi este asigurată de doi factori care pot acţiona împreună sau separat - factorul electrostatic şi cel steric. Asigurarea stabilităţii, prin acţiunea factorului electrostatic, este realizată prin adsorbţia, pe suprafaţa particulelor dispersoidului, a ionilor unui electrolit introdus în mediul de dispersie, mecanism descris pe larg la obţinerea solului de AgI. Acţiunea factorului steric constă în adsorbţia, la suprafaţa particulelor dispersoidului, a unor molecule organice complexe, ce posedă şi caracter liofil, stabilitatea dispersiei liofobe fiind asigurată de interacţiile specifice dintre stratul adsorbit şi mediul de dispersie.

Obţinerea solilor liofobi

Ţinând cont de dimensiunile particulelor dispersoidului, obţinerea sistemelor disperse se poate face prin condensare, pornind de la atomi, ioni, molecule (cu dimensiuni <10-9m), sau prin dispersare, pornind de la granule cu dimensiuni mai mari de 10-7m. Pentru dispersare sunt folosite mori coloidale, mori cu jet sau metode ultrasonice.
Este necesar să se obţină particule solide, de dimensiuni coloidale, dintr-o substanţă care nu se dizolvă în lichidul ce va deveni mediu de dispersie, pornind de la ioni, atomi sau molecule. Pentru aceasta se folosesc metode fizice sau chimice.

Condensarea fizică prin înlocuirea solventului, are la bază folosirea unei soluţii a componentei solide, într-un solvent care se dizolvă la rândul lui în componenta lichidă majoritară a mediului de dispersie. Astfel, pentru obţinerea solului de colofoniu în apă, se utilizează o soluţie alcoolică de colofoniu, ce este dispersată ulterior în apă. Alcoolul se dizolvă în apă, cu formarea unei soluţii diluate, iar colofoniul, care nu este solubil în apă, se adună (condensează) formând micele coloidale.

Condensarea chimică are la bază formarea unei substanţe solide insolubile, prin reacţia chimică între două soluţii conţinând reactanţi corespunzători. Prin reacţia chimică se formează o substanţă greu solubilă, astfel încât amestecul respectiv devine o soluţie suprasaturată. În continuare, procesul se desfăşoară prin formarea germenilor de cristalizare şi creşterea acestora. Dacă numărul iniţial de germeni de cristalizare este redus, creşterea va fi intensă şi se va forma un precipitat. Dacă iniţial se formează un număr mare de germeni de cristalizare, dispare rapid suprasaturarea soluţiei şi creşterea acestora este împiedicată, obţinându-se un sol. Cantitatea de germeni de cristalizare depinde de concentraţia soluţiilor folosite, de intensitatea agitării, etc. Stabilitatea solului format este asigurată de adsorbţia de electrolit la suprafaţa granulelor nou apărute.

Astfel, obţinerea unui sol de AgI presupune utilizarea a două soluţii apoase, una conţinând ioni Ag+(soluţie de AgNO3) şi cealaltă ioni I- (soluţie de KI), din care una în exces, ca furnizor de electrolit. Considerând că AgNO3 este în exces (este prezent într-o cantitate mai mare decât aceea strict necesară pentru a reacţiona cu KI), după amestecarea celor două soluţii, se va obţine un sol de AgI. În acest moment, sistemul este alcătuit din granule de AgI, numite nuclee, dispersate într-o soluţie ce conţine ionii K+, NO3-, Ag+. Nucleele vor adsorbi din soluţie ionii Ag+, pentru care există o afinitate ridicată. Nucleul şi stratul de ioni Ag+ adsorbiţi, va deveni puternic electropozitiv şi va atrage ionii negativi din soluţie (NO3-). Aceştia se vor lega puternic de nucleu, prin forţe de tip electrostatic. Trebuie subliniat că, numărul ionilor negativi legaţi (NO3-) nu va putea fi egal cu numărul ionilor pozitivi adsorbiţi (Ag+), deoarece volumul primilor este net mai mare şi prin urmare nu vor încape toţi într-un singur strat. Astfel, restul de ioni NO3- necesari pentru realizarea neutralităţii electrice complete, se vor situa într-un strat difuz, după primul strat legat strâns (strat aderent de contraioni). Nucleul, împreună cu primul strat de ioni Ag+ adsorbiţi, precum şi ionii (NO3-) din stratul aderent de contraioni, poartă denumirea de particulă şi se deplasează, prin mediul de dispersie, ca un tot unitar (v.fig.2). Particula, împreună cu stratul difuz, ce asigură neutralitatea electrică, formează micela coloidală.
În concluzie, stabilitatea sistemului este asigurată de către încărcarea electrică a particulelor, ce conduce la respingeri continue între acestea.

Solii pot fi reprezentaţi prin formule micelare de tip Ruţkov:
[mAgI nAg+(n-x)NO3-]+x xNO3-

Proprietăţile solilor

Solii prezintă o serie de proprietăţi, dintre care enumerăm:

• particulele dispersoidului nu pot fi observate la microscopul optic;
• particulele dispersoidului trec prin filtrele obişnuite;
• particulele dispersoidului sunt reţinute de membrane semipermeabile;
• prezintă fenomenul de opalescenţă, datorat difuziei luminii pe particulele dispersoidului;
• pot avea diverse coloraţii, datorate absorbţiei specifice a luminii;
• particulele dispersoidului sunt într-o mişcare continuă - mişcarea browniană;
• prezintă fenomene ca osmoza, electroosmoza, electroforeza.

Electroforeza constă în deplasarea particulelor dispersoidului, sub acţiunea unui câmp electric aplicat. Una din aplicaţiile acestui fenomen este purificarea argilei. Se foloseşte o suspensie apoasă de argilă, în care se vor găsi şi particule coloidale de argilă (macroioni argiloşi), încărcate electric negativ.
Sub influenţa unui câmp electric, acestea se vor deplasa către electrodul pozitiv (rotativ), unde se depun, fiind apoi îndepărtate mecanic cu un cuţit .

Electroosmoza este fenomenul de deplasare a mediului de dispersie sub influenţa unui câmp electric aplicat. Procedeul are aplicaţii în deshidratarea fundaţiilor construcţiilor, precum şi în domeniul materialelor de construcţii, la tăierea cărămizilor, la impregnarea lemnului, etc. 

Coagularea solilor este un proces ce se desfăşoară în mai multe etape, constând în principal în formarea de agregate de 2, 3 sau mai multe particule. Acest proces poate fi accelerat de acţiunea unor factori externi ca gravitaţia, forţa centrifugă, adaosul unor electroliţi.