El concepto de estado coloidal

INTRODUCCION

Muchas personas estudiaron los coloides, el primero fue Selmi en (1843), preparo soluciones coloidales de azufre, azul de Prusia y caseína, realizando numerosos experimentos; llego a la conclusión de que estas no eran soluciones verdaderas, sino suspensiones en agua de pequeñas partículas.

En 1862, el químico ingles Thomas Graham, encontró que ciertas sustancias pueden difundirse a través de membranas animales o vegetales, mientras que otros no lo hacen. Los compuestos que atraviesan la membrana pudieron obtenerse en forma cristalina y se les llamo cristaloides. Las sustancias no cristalizables fueron la mismas que no pasaban a través de la membrana, y se les llamo coloides que significa “de apariencia gomosa”.

Wo. Ostwald y Von Weirman propusieron la primera clasificación racional de coloides, fue introducida la noción de sistema disperso y el tamaño de la partícula fue tomado como el principal factor en la clasificación y caracterización de los coloides.

OBJETIVOS

 Conocer otros estados de la materia tal como lo es el estado coloidal.

 Conocer el tipo de sistema que maneja este estado, su clasificación, precipitación, propiedades, características, aplicaciones e importancia.

ESTADO COLOIDAL O SUSPENSIÓN COLOIDAL

I. DEFINICION:

En física y química un coloide, sistema coloidal, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema formado por dos o más fases, principalmente: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla en menor proporción. Normalmente la fase continua es líquida, pero pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros agregación.

Se dice que una sustancia está en estado coloidal cuando se encuentra dividida en partículas muy pequeñas, y sin embargos mayores que las moléculas individuales, que están alejadas unas de otras (dispersas) dentro de un medio.

Los coloides son suspensiones de partículas en un medio molecular. Para que estas suspensiones sean consideradas coloides, las partículas han de tener dimensiones en el intervalo 10 nm–10 µm. Son sistemas ubicuos en la naturaleza y con grandes aplicaciones tecnológicas: la sangre (suspensión de glóbulos rojos y otras partículas en un medio acuoso), la leche (suspensión de gotitas de grasa en agua), los huesos, las nubes, la atmósfera, las pinturas, las tintas, y un sinfín de sistemas y materiales, Biológicos y sintéticos, son coloides.

II. SISTEMA DISPERSO:

¿Qué es un sistema disperso?

Sistemas Dispersos se les consideran a aquellas sustancias que estén mezcladas, es decir, dos o más sustancias que estén unidas físicamente pero que también se puedan separar por medio de métodos químicos y que al mezclarse no pierdan ninguno de sus componentes ambas sustancias. Muchos de estos se encuentran en el entorno en donde nos desarrollamos .Los sistemas dispersos tienen distintas clasificaciones, podemos saber de qué tipos de sistemas estamos hablando de acuerdo al tamaño que tienen sus partículas, la clasificación es la siguiente:

- Soluciones: Las partículas que se disuelven, lo que se llama soluto y solvente, son de un tamaño molecular, es decir, que es muy difícil o prácticamente no se pueden observar a simple vista. Ejemplo: agua mas sal.

- Suspensiones: El tamaño de sus partículas es mayor y cuando están en reposo las suspensiones se sedimentan y es ahí posible observarlas. Ejemplo: agua más polvillos de tiza.

- Coloides: Las partículas son de mayor tamaño que en una solución y es posible que podamos observar algunas a simple vista. Ejemplo la gelatina.

¿Qué es la fase dispersa?

Es la porción interna o discontinua de un sistema coloidal, análogo al soluto en una solución y poseen una fase dispersante y una fase dispersa.

-Fase dispersa: es la fase que se encuentra disuelta, o dispersa en otra fase del sistema. Por ejemplo, partículas liquidas del agua en una nube.

- Fase dispersante: es la fase en la que otras fases pueden estar mezcladas o disueltas. En el mismo sistema, es el aire.

III. COLOIDE HIDROFOBO:

Los coloides hidrófobos son aquellos que repelen el agua. La viscosidad y la tensión superficial es similar en las partículas dispersas y en el medio dispersante. Esta característica, sumada al pequeño tamaño de las micelas, causan un efecto Tyndall (distinción óptica entre las fases dispersa y dispersante) muy marcado.

El efecto Tyndall es usado para diferenciar disoluciones verdaderas de coloides. En estos últimos, las micelas dispersan la luz recibida y se pueden observar sus movimientos desordenados, en forma de zig-zag, es movimiento Browniano.

La estabilidad de estos coloides depende de la carga eléctrica de sus micelas, que son de un mismo signo, y se mantienen en solución por repulsión continua. Cuando una dispersión coloidal se coloca entre dos electrodos, se somete la misma a un campo eléctrico, y las micelas migran hacia uno de los electrodos, dependiendo de la carga eléctrica que tengan. Este fenómeno se llama electroforesis.

La precipitación de un coloide hidrófobo es irreversible, dado que una vez que las micelas han precipitado, no pueden ser dispersadas nuevamente. Para precipitar una partícula coloidal hidrófoba, se debe agregar a la solución un electrolito de carga contraria a la micela, neutralizando dichas cargas. También puede precipitarse un coloide hidrófobo con otro coloide, siempre y cuando las micelas de ambos sean de cargas eléctricas contrarias, y la mezcla se realice en las proporciones adecuadas.

IV. COLOIDE HIDROFILO:

Los coloides hidrofobicos solo se pueden preparar en agua si se estabilizan de alguna forma, de lo contrario su falta de afinidad por el agua hace que se separen de ella. Una forma de estabilizar es mediante la absorción de iones en su superficie; estos iones adsorbidos interactúan con el agua y estabilizan el coloide, además la repulsión mutua entre partículas colídales con iones adsorbidos que tiene la misma carga evita que las partículas choquen y se hagan más grandes. La mayoría de los coloides inorgánicos son hidrófobos, mientras que la mayoría de los coloides orgánicos son hidrófilos. La gelatina es uno de los ejemplos más claros de los coloides hidrófilos.

V. CLASIFICACIONES DEL SISTEMA DISPERSO

-Dispersiones macroscópicas o groseras: son sistemas heterogéneos, las partículas dispersas se distinguen a simple vista son mayores a 50 mm (1mm = 10-6 m ). Por ejemplo: mezcla de arena y agua, granito, limaduras de hierro en azufre, etc.

-Dispersiones finas: son sistemas heterogéneos visibles al microscopio, as partículas de las fase dispersa tienen dimensiones comprendidas entre 0,1 mm y 50 mm. A este tipo de dispersiones pertenecen las emulsiones y las suspensiones . Las emulsiones se caracterizan por poseer las fases dispersante y dispersa en estado líquido. Un ejemplo de estos sistemas es la mezcla de agua y aceite agitada vigorosamente. En las suspensiones, la fase dispersa es sólida, mientras que la fase dispersante puede ser líquida o gaseosa. En este tipo de dispersiones la separación de fases se opera con mayor dificultad que en las groseras.

-Sistemas coloidales: en estas dispersiones el medio disperso solo es visible con el ultramicroscopio. Si bien son sistemas heterogéneos, marcan un limite entre los sistemas materiales heterogéneos y homogéneos. El tamaño de partículas de la fase dispersa se encuentra entre 0,001 y 0,1 mm.

-Soluciones verdaderas: en estos sistemas las partículas dispersas son moléculas o iones, su tamaño es menor a 0.001 mm. No son visibles ni siquiera con ultramicroscopio, y son sistemas homogéneos.

VI. PRECIPITACIÓN DE COLOIDES:

El principio esencial de este método es que las sustancias con las cuales se preparan los soles están originalmente en solución verdadera, en estado de iones o moléculas, como resultado de la reacción química que se efectúa entre ellas. Se obtienen partículas insolubles de tamaño coloidal. Las condiciones experimentales deben ser estrictamente controladas.

En la preparación de soluciones coloidales por el método de condensación se han empleado reacciones químicas de aros tipos; también se ha empleado la oxidación, por ejemplo, una solución acuosa de hidrógeno sulfurado se puede oxidar por oxigeno o por anhídrido sulfuroso para obtener un sol de azufre.

Precipitación de los coloides hidrófobos

Los coloides hidrófobos son irreversibles, pues, una vez que sus micelas han sido precipitadas, no pueden ser dispersadas nuevamente. Por el contrario, los hidrófilos sen reversibles, por lo cual, sus micelas, una vez que han sido precipitadas, pueden volver a mezclarse con el medio de dispersión, para regenerar el sistema coloidal en solución.

Para precipitar una partícula coloidal hidrófoba lo primero que hay que hacer es neutralizar su carga eléctrica, en cuyo caso

...