Staatsgevaarlik. Jaargang 1

[p. 26]

De Kolloïdale toestand

Zeer modern is de studie van den Kolloïdalen toestand. Scheikundigen, natuurkundigen, physiologen en geneeskundigen arbeidden met bewonderenswaardige werkkracht aan den opbouw van dien nieuwen tak der exakte wetenschappen, omdat algemeen de overtuiging is doorgedrongen, dat men daardoor is gekomen op het spoor van een bevredigende en veel omvattende verklaring van een lange reeks verschijnselen in de physiologie, pathologie, chemie en meer andere takken van het exakte weten.

Wanneer men den groei der huidige kennis omtrent den Kolloïdalen toestand wou nagaan, zou daaruit rijzen een eerezuil voor de trouwe volharding en het vernuftige werk van een machtige pleyade stille wroeters, die hun gansche leven wijdden aan de oplossing van dit wetenschappelijk probleem. De historische behandeling is geschikt om inzicht te verschaffen in een wetenschappelijk vraagstuk, omdat we dan het onderzoek van meet af volgen, de tallooze doolpaadjes leeren kennen langs de baan, die voert naar de oplossing, en noodzakelijkerwijze schrijden van de zeer primitieve naar de volmaaktere methode van onderzoek, die voldoet aan steeds talrijker bewust geworden vereischten; omdat we dan meeleven met het onderzoek en het altijd opnieuw toetsen en hertoetsen aan strenge kritiek. De historische behandeling werkt ongemeen boeiend, omdat we dan kennen de prangende tragiek in het leven van sommige geleerden en de desillusies na spannenden en af mattenden arbeid.

Onmogelijk is het echter zulke behandelingswijze te volgen voor een tijdschriftartikel. De praktisch aangelegde leek vraagt enkel naar het resultaat.... zoo bondig en zoo voor leeken verstaanbaar als mogelijk.

Om wille van het beter-verstaan wordt dan de zaak veelal zoozeer vereenvoudigd, dat manke - of erger, verkeerde - voorstellingen worden gewekt.

Vlamingen vooral zijn niet verwend op exakt-wetenschappelijk gebied. Zij lezen liever dichtjes, romans, artikels over politiek: zij hooren liever op meetings honderd en één maal hetzelfde programma afdreunen: zulks vergt immers weinig inspanning en voldoet goedkoop aan de ingeboren zucht naar sensatie. De Vlaming leest, leest en lectuur gaat over hem als een water, waaruit niets bezinkt. De Vlaming leest, wanneer hij afgemat is van werken. Waarom inspannende lectuur? Lectuur is ontspanning.

Wie niet aandachtig leze wil, leze niet verder. Een bondige mededeeling - al is ze nog zoo eenvoudig - over den kolloïdalen toestand der stof, is niet voor hem geschreven.

*^**

Men kan de kolloïdale toestand niet scherp begrenzen, daar eenerzijds een langzame overgang bestaat tot suspensies, anderzijds tot echte oplossingen. Eenige voorbeelden kunnen dit verduidelijken.

Fruit in water omgeschud zakt spoedig op den bodem van het vat en de vloeistof erboven blijft waterhelder. (Zeer grove suspensie). Een versch bereid neerslag van Bariumcarbonaat blijft veel langer gesuspendeerd; met Bariumsulfide

[p. 27]

duurt eveneens de vertroebeling vrij lang. (Fijner suspensies!) Goud kan men door elektisch verstuiven buitengewoon fijn in water verdeelen en er komt dan een roode vloeistof, waarin de vaste gouddeeltjes, electrisch geladen, gedurende onbekend langen tijd blijven zweven.

Wanneer er aldus een vaste disperse phase bestaat in een vloeibaar dispersie milieu en beide scherp tegenover elkaar zijn afgegrensd, spreekt men van een siispensie-kolloïed. Al werd de dispersiteitsgraad van het goud moleculair, toch zal het niet in oplossing gaan. De zeer kleine gouddeeltjes, gelijk geladen, zullen elkaar blijvend op afstand houden en aldus aan de zwaartekracht niet toegeven om ze naar beneden te halen.

Men spreekt van een emulsiekolloïed, wanneer er werkelijk een overgang bestaat tusschen de disperse phase en het dispersie-milieu. Men kan zich voorstellen, alsof hier twee vloeibare phasen nevens elkaar beslaan d.i. een disperse phase, die zelf oplossing is. Bijvoorbeeld: weinig water in veel eiwit vormt de disperse phase, welke overgaat in het disperse milieu, bestaande uit veel water waarin weinig eiwit.

Voor stoffen met een hoog moleculair gewicht kan de dispersiteitsgraad moleculair zijn; stoffen met kleiner moleculair gewicht vormen aggregaten.

De grootte der deeltjes in een kolloïdale oplossing ligt tusschen de onderste grens van het microscopisch zichtbare (0,1 micron of p.) en de onderste grens van wat men kan bespeuren met het ultramicroscoop (0,001 micron). Het zijn dus submicronen.

In gewone oplossingen bezitten de deeltjes (amicronen) eveneens nog een zekeren graad van zelfstandigheid, vermits de opgeloste stof de gaswetten volgt. Men heeft getracht door zeer snel te centrifugeeren de deeltjes uit een oplossing te verwijderen en is er in gelukt voor stijfseloplossingen eenig resultaat te boeken.

Alle eigenschappen van kolloïdale oplossingen kunnen worden afgeleid uit de hooge dispersiteit van de nog zelfstandige deeltjes en de buitengewoon groote aanrakingsoppervlakte met het dispersie milieu (oppervlakte spanning, adsorptie, electrische lading, tyndall verschijnsel, enz.)

II.

Verschijnsel van Tyndall.

Een lichtbundel, dieschuins door een schijnbaar-homogenekolloïdaleoplossing valt, blijft zichtbaar als een opaliseerende kegel. Het afgebogen licht is gepolariseerd en deze polarisatie is duidelijkst in een vlak loodrecht op de voortplantingsrichting van den lichtbundel

Oplossingen, die het verschijnsel van Tyndall niet vertoonen, noemt men optisch ledig.

De heterogene natuur van kolloïdale oplossingen kan men tevens nagaan bij middel van den ultramicroscoop; men ziet dan als stofjes in een zonnestraal de kolloïdale deeltjes (eigenlijk de afgebogen stralen). Aldus bemerkt men nog de aanwezigheid van deeltjes, die 0,004 micron groot zijn: naar berekening heeft het kleinste molecule nl. dit van waterstof 0,00006 micron doormeter en is dus niet zichtbaar, dit van stijfsel - 0,006 micron - daarentegen wel.

[p. 28]

Brownsche beweging.

De kolloïdale deeltjes bewegen voortdurend tengevolge van het asymmetrische aanbotsen der moleculen van het oplosmiddel. Hun zeer eigenaardige zigzag-baan werd dikwijls opgeteekend.

Ultrafiltratie.

Bechhold bereidde filters met elke gewenschte poriënwijdte door impregnatie van gewone filters, b.v. met collodiumoplossingen van verschillende concentratie. Hij kon door opeenvolgende filtratie door ultrafilters met kleiner poriënwijdte de grootte bepalen van de kolloïdale deeltjes en meende op die wijze orde te kunnen brengen in de wereld der kolloïden. Weldra echter is gebleken, dat storende factoren (absorptie, enz.) een rol spelen bij de ultrafiltratie zoodat soms grooter deeltjes door den ultrafilter gaan, terwijl kleinere worden tegengehouden.

Osmotische drukking.

De osmotische drukking hangt af van het aantal vrije deeltjes rn oplossing. Isomoleculaire oplossingen zijn isothonisch, d.w.z. normaaloplossingen oefenen dezelfde osmotische drukking uit, indien men afziet van elke electrische dissociatie. Een voorbeeld moge zulks verduidelijken:

Één moleculegram of 2 gram waterstof zou dezelfde osmotische drukking uitoefenen als 10.000 gr. eiwit (met mol. gew. 10.000), beiden opgelost in 1 liter water en in de veronderstelling dat zulke oplossingen mogelijk waren. Procentisch zouden zich die oplossingen verhouden evenals 0,2 tot 1000. Hoe hooger dus het moleculair gewicht, hoe kleiner de osmotische drukking bij een zelfde procentische oplossing in een bepaald oplosmiddel.

Na voorgaande beschouwingen zou men verwachten, dat de osmotische drukking van kolloïdale oplossingen praktisch nul zal zijn.

En inderdaad oefenen suspensoïden geen osmotische drukking uit; terwijl de meeningen verdeeld blijven omtrent het gedrag van emulsoïden.

Osmotische drukking van kolloïden tracht men niet te bepalen onrechtstreeks door vriespuntsverlaging, maar wel rechtstreeks door den zeer gevoeligen osmometer; wat mogelijk is, doordat kolloïden weinig of in 't geheel niet diffundeeren. Een geringe osmotische drukking, welke men aldus opteekende, wordt door velen teruggevoerd op spoorsgewijze verontreiniging door electrolyten, waarvan inderdaad de minste sporen sterk de resultaten beïnvloeden.

Kolloïden met hun betrekkelijk grove deeltjes, diffundeeren niet of althans zeer langzaam door dierlijke membranen, daarentegen dialyseeren zouten snel; zoodat de dialyseerslang een zeer geschikt instrument is om kolloïden te zuiveren, hetgeen met de grootste zorg geschieden moet, vooraleer men aan de bepaling van de osmotische drukking denken kan.

Typisch voor kolloïden is de z.g.n. kataphorese, welke verschilt al naar gelang de kolloïdale oplossing moet worden gerekend tot de suspensoïden of tot de emulsoïden. Bespreken wij eerst het verschijnsel bij suspensoïden.

Deeltjes, die in een vloeistof zweven, verkrijgen door 't feit zelf een electrische lading, tegenovergesteld aan deze, welke de vloeistof aanneemt. De suspensoïden, behalve de metaalhydroxyden, zijn gewoonlijk negatief geladen ten opzichte van water. Die gelijk geladen deeltjes stooten elkaar af, zoodat de zwaartekracht vrijwel wordt uitgeschakeld.

[p. 29]

Wanneer men een electrischen stroom door de vloeistof zendt, dan wandelen resp. de positief geladen kolloïden naar de negatieve, en de negatief geladen naar de positieve electrode. Men zou zich zulks plastisch kunnen voorstellen, door aan te nemen, dat de deeltjes elk een last dragen - hun lading - welke zij aan de electrode afwerpen gaan, zoodra door 't sluiten van de stroombaan daartoe gelegenheid bestaat. Dit verschijnsel noemt men kataphorese en het verschilt van de electrolyse, omdat hier de deeltjes niet noodzakelijkerwijze moleculen zijn, niet worden gesplist in ionen en omdat voor de kataphorese een veel sterker stroom wordt vereischt.

Bij emulsoïden - denk speciaal aan een eiwitoplossing - is de kataphorese veel eigenaardiger.

Een waterige oplossing van eiwit reageert amphoteer, d.w.z., zwak zuur ten opzichte van blauw lakmoes en tevens zwak-basisch ten opzichte van rood.

In zure oplossing vormt het meer negatieve, in basische meer positieve deeltjes. De kataphorese van eiwit-kolloïd zal dus, al naar gelang de betrekkelijke reactie van het milieu, verschillen van richting. Het milieu is bijv. betrekkelijk zuur, en het eiwit wandelt, wanneer wij door de oplossing, een electrischen stroom zenden, naar links. Hoe minder uitgesproken relatief zuur de reactie is, hoe minder duidelijk de kataphorese naar links. Vanaf een bepaalde grens verandert de kataphorese van richting, en hoe minder zuur (of sterker basisch) de reactie van het milieu ten opzichte van het koiloïdaal opgeloste eiwit, hoe duidelijk naar rechts de kataphorese wordt. Het moet dus mogelijk zijn, de betrekkelijke reactie van het milieu, zoo te regelen, dat het eiwit zelf praktisch geen lading bezit, en dientengevolge geen eenzijdige kataphorese optreedt. We zijn dan bij het ‘isoëlectrische punt’, dat steeds ligt bij nog ietwat zure reactie van de vloeistof. Het is specifiek voor elke eiwitsoort, en kan dienen om ze te erkennen.

Rasper.