Τα Κολλοειδή συστήματα και τα διαλύματα αποτελούν μίγματα τα οποία συναντάμε στην καθημερινότητά μας και ιδιαίτερα στο χώρο της μαγειρικής και της γαστρονομίας. Να ξεκινήσουμε από το δέσιμο των σαλτσών με τα λιεζόν, την παραγωγή σαλτσών τύπου Ολλανδέζ και μαγιονέζα, τα ζελέ και τις πηχτές, τη σαντιγί και τις κρέμες, το γάλα, τη γιαούρτη και το κρέας, και άλλα πολλά.Ας ξεκινήσουμε όμως εξηγώντας τους όρους Κολλοειδή Συστήματα και Διαλύματα.
Ο όρος «κολλοειδές», ετυμολογικά, προέρχεται από τις λέξεις «κόλλα» και «είδος» και ερμηνεύεται ως «ο όμοιος με την κόλλα».
Στη Χημεία, ως «Κολλοειδές», χαρακτηρίζεται το ομογενές μίγμα που περιέχει μικροσκοπικά σωματίδια μιας χημικής ουσίας ομοιόμορφα διασκορπισμένα μέσα σε μια άλλη και που παραμένουν μη αναμίξιμα. Τα σωματίδια αυτά ονομάζονται μικύλλα (micelles).
Σε ένα διάλυμα (ηλεκτρολύτη ή όχι), τα υπό διασκόρπιση σωματίδια (άτομα ή μόρια) έχουν μέγεθος της τάξης των 10^-7 cm (10 εκατομμυριοστά του εκατοστού). Στο κολλοειδές, το μέγεθος των μικύλλων είναι απο 10^-7 έως 10^-5 cm που σχηματίζουν δομή κολλοειδή (sol) ή πηκτή (gel) που δεν διέρχεται μέσα από κυτταρικές μεμβράνες. Παρά ταύτα παραμένουν διασκορπισμένα, μη παρασυρόμενα από τη βαρύτητα, έτσι ώστε να καθιζάνουν, παραμένοντας έτσι αιωρούμενα. Σε αντίθεση, επίσης, με τα διαλύματα, τα κολλοειδή εμφανίζουν σκέδαση στο φως.
Τα σωματίδια του κολλοειδούς μπορεί να είναι στερεά ή σταγονίδια ή ακόμα και αέρια (φυσαλίδες). Όπως στα διαλύματα, υπάρχουν κολλοειδή τα οποία έχουν ως μέσο διασποράς και διασπειρόμενη ουσία και στις τρεις φάσεις (στερεό, υγρό, αέριο), με εξαίρεση τις δύο φάσεις οι οποίες είναι αέριες. Χαρακτηριστικά παραδείγματα κολλοειδών είναι:
-Καπνός: Μέσο διασποράς αέριο, διασπειρόμενη ουσία στερεό.
-Γαλάκτωμα: Μέσο διασποράς υγρό, διασπειρόμενη ουσία υγρό (συμπεριλαμβάνεται και το γάλα, τη μαγιονέζα).
-Αφροί: Μέσο διασποράς υγρό, διασπειρόμενη ουσία αέριο (κτυπημένη κρέμα, μαρέγκα, σαντιγή)
-Μαργαρίτης (κοιν. μαργαριτάρι): και τα δύο μέσα στερεά.
-Πήκτωμα: Μέσο διασποράς στερεό, διασπειρόμενη ουσία υγρό Παραδείγματα: ζελατίνη
-Ομίχλη: Μέσο διασποράς αέριο, διασπειρόμενη ουσία υγρό.
Τα περισσότερα τρόφιμα αποτελούνται από κολλοειδή, όπως το ψωμί, το γάλα, το κρέας, τα λαχανικά. Η μαγιονέζα, οι διάφορες πηκτές, η κρέμα Bechamell, η κρέμα Chantilly, οι σάλτσες είναι κολλοειδή συστήματα. Το ψήσιμο των φαγητών έχει σχέση με την κροκίδωση – λύση των κολλοειδών. Το κρασί είναι κολλοειδές σύστημα ταννίνης και χρωστικών σε νερό και οινόπνευμα˙ οι αλλοιώσεις του και η παλαίωσή του οφείλονται σε κροκιδώσεις. Ακόμη, το ούζο και η μαστίχα σχηματίζουν γαλάκτωμα με νερό.
«Διάλυμα», από την άλλη, χαρακτηρίζεται οποιοδήποτε ομοιογενές μίγμα δύο ή περισσοτέρων ουσιών. Δηλαδή το μίγμα εκείνο στο οποίο μια χημική ουσία είναι πλήρως διαλυμένη μέσα σε μια άλλη. Το χαρακτηριστικό του διαλύματος σε σχέση με το αιώρημα είναι ότι η σύστασή του είναι ακριβώς η ίδια σε οποιοδήποτε σημείο του. Παρότι συχνά η έννοια του διαλύματος συνδέεται με την υγρή κατάσταση της ύλης, εν τούτοις, υπάρχουν και στερεά ή αέρια διαλύματα, π.χ. ο ορείχαλκος αποτελεί στερεό διάλυμα χαλκού και ψευδαργύρου ή ο αέρας που αποτελεί αέριο διάλυμα του οξυγόνου, αζώτου και άλλων στοιχείων.
-Κάθε διάλυμα αποτελείται από το μέσο διασποράς, που λέγεται διαλύτης ή διαλυτικό μέσο, και από την ουσία που διαλύεται σε αυτό η οποία ονομάζεται διαλυμένη ουσία.
-Η ικανότητα που μπορεί να έχει μια ουσία να διαλύεται μέσα σε άλλη, ανεξαρτήτως κατάστασης (στερεό, υγρό, αέριο), λέγεται διαλυτότητα.
-Η ικανότητα μιας ουσίας να διαλύει κάποια άλλη εξαρτάται πρώτιστα από την χημική φύση αυτών, συχνά από τη θερμοκρασία και μερικές φορές και από την πίεση.
Η διαλυμένη ουσία διασπάται σε πλήθος μικροσκοπικών σωματιδίων, όπως είναι τα ιόντα και τα μόρια, που αναμιγνύονται πλήρως με τα σωματίδια του διαλύτη. Τόσο οι διαλυμένες ουσίες όσο και εκείνες των διαλυτών μπορεί να είναι είτε στερεά, είτε υγρά, είτε, τέλος, αέρια σώματα.
Στα στερεά διαλύματα, και οι δύο ουσίες (διαλυμένες και διαλύτες) είναι στερεά. Τέτοια περίπτωση είναι κι εκείνη των κραμάτων.
Ένας πολύ απλός τρόπος παρασκευής διαλύματος είναι ν΄ ανακατευθεί ζάχαρη σε ζεστό νερό. Αν και αόρατη, η ζάχαρη θα βρίσκεται διαλυμένη στο νερό.
Πολύ δύσκολες έννοιες. Αν και την πρώτη φορά δυσκολεύτικα να καταλάβω νομίζω ότι βρήκα κάποια άκρη. Εντυπωσιακό το πως αντιδρούν κάποια υλικά. Διάβασα όμως ότι τα κολλοειδή φαίνονται μόνο σε ηλεκτρονικό μικροσκοπιο (ούτε καν σε συμβατικό) γιατί τότε έχουν οπτικό αποτέλεσμα όπως οι αφροι που ανέφερες ή τα γαλακτώματα????
ΑπάντησηΔιαγραφήΌταν λέμε φαίνονται εννοούμε την δομή του κολλοειδούς και των μικκυλίων και πως αυτά είναι τοποθετημένα διασπειρόμενη ουσία και μέσο διασποράς. Ας αναφέρουμε το παράδειγμα του γαλακτώματος. Αν σε ένα γυάλινο ποτήρι βάλω λάδι και νερό παρατηρώ ότι το νερό διαχωρίζεται από το λάδι πηγαίνοντας κάτω και το λάδι αντίστοιχα πάνω, ενώ το φως διαχέεται μέσα από αυτό.
ΑπάντησηΔιαγραφήΠροκαλώντας όμως έντονη ανάδευση παίρνουμε ένα μίγμα λευκού χρώματος το «γαλάκτωμα», ένα κολλοειδές όπου το λάδι διασπείρεται μέσα στο νερό δίνοντας ένα προϊόν λευκού χρώματος. Αυτό οφείλεται στη σκέδαση του φωτός όπως αναφέραμε, δηλαδή στην σκέδαση του φωτός δηλαδή στο διασκορπισμό των φωτεινών ακτίνων που ακολουθεί όταν προσπέσουν σε μικροσκοπικά σωματίδια, έτσι ώστε να διαχέονται στο χώρο χωρίς να φαίνονται αυτές. Η οπτική αντίληψη του γεγονότος αυτού ονομάζεται φαινόμενο σκέδασης.
Έτσι το γαλάκτωμα είναι λευκό, ο αφρός έχει την μορφή που φανταζόμαστε όπως και άλλα κολλοειδή συστήματα (και ιδιαίτερα τρόφιμα) που θα αναφερθούν σε επόμενες αναρτήσεις.