SISTEMAS DISPERSOS (PROPIEDADES FUNCIONALES)

SISTEMAS DISPERSOS (PROPIEDADES FUNCIONALES)

Ing. Javier Tueros Arias

2014 

CONTENIDO

01. Introducción

02. Objetivos

03. Base teórica

04. Materiales

05. Procedimiento

06. Cuestionario

07. Observaciones y Conclusiones

08. Glosario de Términos

09. Bibliografía

01. INTRODUCCION

Tanto en la vida cotidiana como en la naturaleza, las sustancias químicas no se encuentran en forma libre, sino unidas a otra u otras sustancias, con las cuales forman mezclas, también llamados sistemas dispersos. Veamos un poco como se presentan estos para ir entrando en el tema.

El aire que respiramos, el agua potable que bebemos, el acero de las herramientas y maquinarias son soluciones. La pintura, la leche y la niebla son coloides, mientras que la leche de magnesia y la mylanta son suspensiones.

En el análisis químico las distintas reacciones que tienen lugar en los procedimientos analíticos van a ocurrir mayormente en una disolución y con la intervención de reactivos que están disueltos en un solvente determinado. Por ello resulta importante conocer y saber utilizar los conceptos de lo que son las disoluciones, como se forman, sus propiedades funcionales y reconocer e identificar estos compuestos y mezclas en los alimentos más comunes.

Estos sistemas, llamados Dispersiones, son con los que hemos trabajado en la presente práctica y es de lo que se trata este informe. Comenzamos enunciando nuestros objetivos, definiéndolos y precisando los logros que tenemos que cumplir al concluir esta. Pasamos a dar una breve base teórica donde veremos los conceptos que tienen más relevancia en el tratamiento, definición y clasificación de los sistemas dispersos. Damos la relación de Materiales y las muestras de los alimentos, materia del análisis. Luego describimos el procedimiento seguido con cada uno de ellos, dentro de la práctica en sí. Finalmente, después de responder las preguntas del cuestionario formulado en la Hoja de Práctica, damos nuestras Observaciones y Conclusiones sobre la experiencia y los resultados obtenidos. Cerramos el informe con un glosario de los términos que, a nuestro criterio requerían una aclaración y la bibliografía que nos ha servido para completar este trabajo

02. OBJETIVOS

A. Reconocer las dispersiones más comunes presentes en alimentos en base a sus propiedades físicas, cinéticas, eléctricas y de estabilidad

B. Identificar los métodos de preparación de las dispersiones coloidales

C. Preparar dispersiones coloidales

D. Relacionar las propiedades de las dispersiones coloidales con su comportamiento en los alimentos.

03. BASE TEÓRICA

La clasificación de un sistema disperso, se basa en el tamaño de las partículas de la fase dispersa. Es conveniente señalar que los límites entre los distintos sistemas dispersos no constituyen fronteras bien definidas, existiendo casos que se pueden clasificar en uno u otro tipo de sistema. Los grandes rangos en que se distribuyen estos sistemas dispersos son:

Soluciones. Son sistemas homogéneos formados por 2 o más componentes, donde la cantidad del o los componentes dispersos puede variar entre ciertos límites en forma continua. Generalmente se les conoce con el nombre de disoluciones reconociéndoseles como una mezcla homogénea de dos o más sustancias y sus partículas tienen un tamaño inferior a 10-3 μ

Coloides. En estos sistemas, el medio disperso solo es visible con el ultramicroscopio. Si bien son sistemas heterogéneos, marcan un límite entre los sistemas materiales heterogéneos y homogéneos. El tamaño de partículas de la fase dispersa se encuentra entre 10-3 y 10-1 μ.

Suspensiones (Dispersiones finas). Son sistemas heterogéneos visibles al microscopio, las partículas de las fases dispersas tienen dimensiones comprendidas entre 10-1 y 50 μ. 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.

Soluciones d < 10-3μ partículas no sedimentan, no visibles al microscopio

Coloides 10-3μ < d < 10-1 μ partículas no sedimentan, visibles al microscopio

Suspensiones 10-1μ < d partículas sedimentan, sonvisibles a simple vista

Por último existen un tipo de dispersiones que escapan a nuestro objeto de estudio y estas son las dispersiones groseras.

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

SOLUCIONES

Son sistemas homogéneos formados por dos o más componentes. Es posible obtener estos componentes mediante algún método de fraccionamiento como destilación, cristalización o cromatografía.

Las Soluciones o Disoluciones Verdaderas (para distinguirlas de las seudo disoluciones coloidales) se caracterizan por que en estos sistemas las partículas dispersas son moléculas o iones, su tamaño es menor a 10-3 μ (0.001), no son visibles ni siquiera con ultramicroscopio, y son sistemas homogéneos.

La dispersión de la luz se conoce como efecto Tyndall y permite distinguir fácilmente a las soluciones de los otros sistemas dispersos, como se muestra en la siguiente figura, donde un rayo láser es visible en un sistema coloidal pero no en la solución (recuerde que un rayo láser sólo es visible cuando se encuentra con un objeto).

Las disoluciones presentan las siguientes características:

• Es una mezcla homogénea.

• Las sustancias dispersas están en estado de división molecular o iónica.

• No posee una composición cuantitativa definida.

• Sus componentes sólo pueden separase mediante cambios de estado de agregación.

Las disoluciones se pueden clasificar teniendo en cuenta el estado físico en sólidas, líquidas y gaseosas. En Química Analítica las disoluciones líquidas son las más comunes.

COLOIDES

Definición

Tradicionalmente se define como una suspensión de pequeñas partículas en un medio continuo. Los coloides son sustancias que consisten en un medio homogéneo y de partículas dispersadas en dicho medio. Estas partículas se caracterizan por ser mayores que las moléculas pero no lo suficientemente grandes como para ser vistas en el microscopio.

El límite superior del de tamaño de las partículas en el estado coloidal se puede tomar como aproximadamente igual al límite inferior de la visibilidad en el microscopio, o sea, 2 x 10-5 cm, mientras que el límite inferior es del orden de 5 x 10-7. Esta última cifra es casi igual a la de los diámetros de algunas moléculas complejas de peso molecular elevado.

Las propiedades esenciales de las dispersiones coloidales pueden atribuirse al hecho de que la relación entre la superficie y el volumen de las partículas es muy grande. En una solución verdadera, el sistema consiste de una sola fase, y no hay superficie real de separación entre las partículas moleculares del soluto y del solvente. Las dispersiones coloidales son sistemas de dos fases, y para cada partícula existe una superficie definida de separación.

Fases de un sistema coloidal

• Fase dispersa: es la fase que forman las partículas, puede ser líquida, sólida o gaseosa.

• Fase o Medio dispersante: es el medio en el cual las partículas se hallan dispersas, este último también puede ser líquido, sólido o gaseoso.

• Considerando el estado físico de las fases dispersa y dispersante es posible mencionar diferentes tipos de dispersiones coloidales.

Tipo Fase Dispersa1 Fase Dispersante2 Ejemplos

Espuma Gas Líquido Crema batida, espuma para afeitar

Espuma sólida Gas Sólido Malvavisco, piedra pómez

Aerosol Líquido Gas Niebla, nubes, fijadores de cabello

Emulsión líquida Líquido Líquido Leche, mayonesa, leche de limpieza

Emulsión sólida Gel Líquido Manteca, queso, gelatina

Solución Sólido Líquido Tintas, pinturas, almidón en agua

Solución Sólido Sólido Perla, diamante negro, ópalo, rubí.

1 La fase dispersa está constituida por las partículas coloidales; se asemeja al soluto en las soluciones.

2 La fase dispersante es semejante al solvente en las soluciones.

Las partículas de la fase dispersa son muy pequeñas, no son retenidas por los filtros corrientes, no sedimentan aún al cabo de un prolongado reposo y resultan invisibles al microscopio, pero se ven al ultramicroscopio.

Las dispersiones coloidales son transparentes como las soluciones verdaderas, pero a diferencia de ellas no son ópticamente vacías. Si se hace incidir un rayo de luz sobre una dispersión coloidal, éste es reflejado y refractado por las partículas coloidales, lo que permite observar la trayectoria del haz de luz . Este fenómeno se denomina efecto Tyndall.

Propiedades:

• Movimiento browniano: Se

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