« Colloïde » : différence entre les versions

{{À wikifier|date=septembre 2023}}[[Fichier:Milk.jpg|vignette|Le lait est une suspension colloïdale de globules gras dans l'eau.]]

Les '''colloïdes''' sont définis internationalement, par l'International [[Union ofinternationale Purede andchimie Appliedpure Chemistryet appliquée|IUPAC]]<ref>{{Lien web |prénom=The International Union of Pure and Applied Chemistry |nom=(IUPAC) |titre=The IUPAC Compendium of Chemical Terminology |url=https://goldbook.iupac.org/ |site=goldbook.iupac.org |consulté le=2022-07-06}}</ref>, comme des "« '''systèmes colloïdaux'''" », avec la définition suivante :

Le terme désigne un état de subdivision, avec des molécules ou des particules polymoléculaires dispersées dans un milieu et dont la taille, au moins dans une direction, est entre 1 nanomètre et 1 micromètre, ou avec des discontinuités à des distances de cet ordre de grandeur<ref>{{Ouvrage|langue=en|titre=The IUPAC Compendium of Chemical Terminology: The Gold Book|éditeur=International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)|date=2019|doi=10.1351/goldbook.|lire en ligne=https://goldbook.iupac.org/|consulté le=2022-07-06}}</ref>.

Un '''colloïde''' est ainsi une [[Dispersion (chimie)|dispersion]] d'une ou plusieurs substances [[Suspension (chimie)|suspendues]] dans un liquide, formant un système à deux phases séparées. Il s'agit d'un [[mélange hétérogène]] de particules dont les dimensions vont du [[nanomètre]] au [[micromètre]]<ref>Ces limites approximatives sont des ordres de grandeur.</ref>. Ces particules ont donc la taille d'une [[nanoparticule]], même si elles ne sont pas spécifiquement considérées en tant que telles. On parle de « suspension » pour un colloïde et non de « solution ».

Un '''colloïde''' peut aussi être une substance sous forme de [[liquide]] ou [[forme galénique|galénique]] [[fluide de Bingham|semi-solide]] comme certaines préparations pharmaceutiques, [[cosmétique]]s, etc. qui contiennent en suspension des particules suffisamment petites pour que le mélange soit macroscopiquement homogène.

Traditionnellement, le domaine colloïdal est défini à partir de quelques lois décrivant un comportement spécifique de la matière pour une échelle caractéristique de ses composants colloïdaux s'étalant du [[nanomètre]] au [[micromètre]], c'est-à-dire des échelles telles qu'en milieu liquide, l'agitation thermique est observable.

<math>\frac{k_B \text{T}}{mgd}>1</math>.

| align="center" |'''[[Gel_Gel (matériau)|Gel]]'''<br />Aussi appelé émulsion solide{{Référence nécessaire|date=1 janvier 2022}}. <br />Exemple : beurre, gel hydroalcoolique

Par [[abus de langage]], on verra souvent l'appellation ''colloïde'' désigner seulement la phase dispersée (la plus « fine »).

Toutefois lale tableau ci-dessus est insuffisant, parce qu'il n'envisage pas les systèmes colloïdaux à plus de deux phases. Pour décrire de tels systèmes, un "« formalisme des systèmes dispersés" » (DSF) a été introduit<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Hervé This vo|nom1=Kientza|titre=Dispersed System Formalism|éditeur=Routledge Handbooks Online|date=2021-06-09|isbn=978-1-4665-9478-4|isbn2=978-0-429-16870-3|doi=10.1201/9780429168703-32|lire en ligne=https://www.routledgehandbooks.com/doi/10.1201/9780429168703-32|consulté le=2022-07-06}}</ref>.

Ils sont aussi impliqués dans certains phénomènes de [[biosorption]] de tout ou partie de ces substances par certains organismes, par exemple lors de phénomènes de [[biolixiviation]] de métaux ou radionucléides. La compréhension de ces phénomènes pourrait avoir un intérêt médical, vétérinaire et en termes de [[bioremédiation]] de sols pollués (et [[sédiment]]s)<ref name=Guine2006>Guiné V (2006) ''Approche expérimentale et théorique de la réactivité de surface et de la mobilité des colloïdes bactériens en milieu poreux: impact sur le transfert accéléré de métaux lourds et intérêt pour la bio-dépollution des sols'' (Thèse de doctorat, Grenoble, INPG) ([http://www.theses.fr/2006INPG0059 résumé])</ref>.

Lorsque les particules s'[[Agrégat atomique|agrègent]] à cause des interactions interparticulaires, on parle de dispersion instable. Certaines applications (traitement des eaux usées, [[épitaxie]] de cristal colloïdal) demandent de provoquer une telle floculation. On peut y parvenir suivant différentdifférents procédés :

Le rapport technique TR 13097 : "« ''Guidelines for the characterization of dispersion stability" '' » résume l’ensemble des techniques disponibles pour suivre la stabilité physique des systèmes dispersés.

*  les mécanismes de déstabilisation : variation de taille de particule, migration, inversion de phase{{etc.}} ;

*  les outils de caractérisation (observation visuelle, diffusion de lumière résolue spatialement, acoustique et électroacoustique{{etc.}}) ;

*  les méthodes d’accélération de la déstabilisation (accélération thermique par élévation de la température, mécanique par inclinaison, vibration ou centrifugation) ;

*  la prédiction de la stabilité.

Le rapport technique insiste sur l’intérêt d’analyser l’échantillon avec des techniques non destructives et présente les limites des méthodes d’accélérations. Puisque les émulsions sont instables du point de vue thermodynamique et que les impératifs industriels de productivité et de renouvellement des gammes impose des temps de tests courts, il convient de choisir une méthode d'accélération qui permette d'influer sur les mécanismes naturels inhérents de déstabilisation pour gagner du temps. On peut citer l'effet boycott (inclinaison) qui permet de générer des mouvements de convection et de déstabilisation pour accélérer la séparation des phases sans apport d'énergie externe. L'observation visuelle par stockage sur une étagère est la plus utilisée, mais ne permet pas de satisfaire aux exigences modernes de production. Pour pallier cela, la littérature rapporte l'usage d'une température de stockage élevée pour accélérer la démixtion, mais là encore, l'augmentation d'entropie du système génère des mécanismes qui n'auraient pas eu lieu sous un stockage classique (Coalescence - Inversion de phase) et rend la corrélation des résultats difficile. Le savoir-faire d'un formulateur pour répondre aux exigences modernes consiste à combiner différentes techniques rapides et faciles à mettre en œuvre sans modifications de l'échantillon pour effectuer un balayage des candidats et sélectionner rapidement la recette ou le moyen de dispersion le plus efficace. La combinaison et l'application d'un barème de scores à la suite de plusieurs méthodes de tests comme le stockage à plusieurs températures + inclinaison + vibration + centrifugation donne la