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Coloides 1
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Un sistema coloidal está formado por dos fases, una de las cuales es el medio continuo de dispersión y la otra es la fase dispersa. Para que tengan las propiedades de un sistema coloidal, las partículas de la fase dispersa deben tener diámetros por encima de un cierto límite y por debajo de otro limite determinado.
SISTEMA COLOIDAL…
La materia esta hecha de sustancias que idealmente pueden existir en su forma pura o como mezclas.
Materia
Mezcla de sustancias Sustancias puras
Compuesto Elemento
Diferente tipos of átomos
Un solo tipo de átomo
HeterogéneaHomogénea(Solución)
Términos relevantes en la clasificación de la materia:
• Mezcla: se compone de dos o más sustancias que están físicamente mezcladas pero no están combinadas químicamente.
• Sustancia pura: es un tipo de materia que tiene composición fija y definida; existen dos tipos de sustancias puras: elementos y compuestos.
• Elemento: es el tipo de sustancia más simple que tiene propiedades químicas y físicas únicas. Un elementos consiste de un solo tipo de átomo que no se puede romper para obtener sustancias más simples.
• Compuesto: sustancia pura compuesta de dos o más elementos que están químicamente combinados y presentes en proporciones fijas.
Para ilustrar, considere las siguientes muestras:
Átomos del elemento X
Átomos del elemento Y
Mezcla de los elementos X y Y
Compuesto de los elementos X y Y
Compuesto por partículas que se encuentran entre un intervalo de 2 a 1000 nm (microgramo).
Se encuentran en un medio donde se están dispersas partículas denominadas coloidales o fase dispersa, el medio se denomina de dispersión o fase continua.
Las partículas coloidales pueden estar en fase solida, liquida o gaseosa.
Características de un sistema coloidal…
Los componentes básicos que se pueden hallar en los coloides son:
• La fase dispersa constituida por partículas formadas de átomos, iones o moléculas incorporados y agregados.
• El medio o fase dispersante en que se distribuyen las partículas .
• En algunos casos se requiere de un agente estabilizante o emulsificador que tenga afinidad con la partículas y con el medio.
Tabla: Tipos de coloides y ejemplosFase
dispersa(similar al
soluto)
Medio dispersante (similar al
disolvente)
Nombre común Ejemplos
sólido sólido sol sólido Rubí, porcelana
líquido sólido emulsión sólida Queso, mantequilla, jaleas
gas sólido espuma sólida Esponja, piedra pómez, malvavisco
sólido líquido sol y gel Pinturas, lodo, pudines, fluido celular
líquido líquido emulsión Leche, aderezo, mayonesa, crema facial
gas líquido espuma Crema de afeitar, crema batida, espuma de cerveza
sólido gas aerosol sólido Humo, virus que se trasporta por el aire
líquido gas aerosol líquido Neblina, humedad, nubes
La dispersión de la luz por las partículas coloidales se le conoce como el efecto Tyndall, como se muestra en el primer recipiente de la siguiente figura:
Muestra A: Coloide
Muestra B: No coloide
Puntero láser
La dispersión de la luz por las partículas coloidales se le conoce como el efecto Tyndall, como se muestra en el recipiente de la derecha siguiente figura:
Soluciónno ocurre dispersión
de la luz
Coloideocurre dispersión
de la luz
Las partículas coloidales exhiben movimiento Browniano el cual…
… se caracteriza porque las partículas cambian de velocidad y dirección erráticamente.
…ocurre según las partículas colisionan con las moléculas del medio dispersor.
…es el principal factor al cual se le atribuye que las partículas coloidales no asienten.
Los coloides más importantes son aquellos en los cuales el medio de dispersión es agua. Estos se pueden clasificar en dos categorías de acuerdo a las características superficiales de las partículas dispersas :
• Hidrofílicos – son afines al agua ya que contienen grupos polares. Ej.: Las enzimas y los anticuerpos se mantienen
suspendidos en medio acuoso al establecer una interacción entre sus grupos polares y agua.
• Hidrofóbicos – no son afinines con el agua y requieren de la adsorción de iones sobre su superficie o de agentes emulsificantes para aumentar su afinidad hacia el agua y evitar que las partículas coagulen.Ej.: Emulsificación de grasas por componentes de la bilis
para favorecer la digestión y la absorción en el intestino.
Métodos usados para coagular las partículas de coloide y destruir la dispersión coloidal:
• Calentamiento – ocasiona que las partículas de coloide se muevan más rápido y choquen con más frecuencia y con la suficiente fuerza para incorporarse en partículas más grandes que se asientan.
• Adición de solución de electrolito (para partículas con carga) – introduce cargas opuestas de iones que neutralizan la carga en la superficie de las partículas que eventualmente coagulan y asientan.
• Precipitador de Cottrell (para partículas sin carga) – las partículas pasan por una zona de descarga eléctrica en donde ionizan para luego ser atraídas por placas cargadas y así las partículas son removidas.
De acuerdo a la afinidad entre la fase dispersante y la fase dispersa se clasifican en:
LIÓFOBOS/HIDRÓFOBOS: Termodinámicamente inestables
LIÓFILOS/HIDRÓFILOS: Termodinámicamente estables
INICIALMENTE: soluciones de gelatina, almidón y proteínas.
ACTUALMENTE: Emulsiones, Suspensiones, Agregados moleculares (micelas), Soluciones de macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, polímeros), Sistemas biológicos suspensiones.
La piedra pómez, roca volcánica, es un tipo de coloide clasificado como espuma solida y es tan ligera que flota en el agua
. En los incendios se liberan grandes cantidades de humo (aerosol solido) y para extinguir ciertos tipos de incendios se emplea la espuma liquida, que es un tipo de coloide.
Un sol es un sistema coloidal cuyo medio de dispersión es un liquido o un gas. Cuando el medio de dispersión es un gas, el sol se denomina aerosol. La niebla es un aerosol con partículas liquidas.
Un sol formado por un liquido disperso en oro liquido constituye una emulsión.
Un sol formado por partículas solidas en suspensión en un liquido constituye una suspensión coloidal.
Coloides liófilos… Las dispersiones coloidales que se pueden formar
por dispersión espontanea del material seco que contienen las partículas coloidales en el medio de dispersión se denominan liofilas * amantes del disolvente*.
La capacidad de la disolución para dispersar la luz (turbidez), aumenta de manera rápida, debido a la (concentración micelar critica).
Sedimentación…
Las partículas que constituyen una suspensión no coloidal de un solido en un liquido, terminan depositando debido a la influencia de la gravedad, un proceso denominado sedimentación.
Emulsiones… Las emulsiones son coloides liofobos, quedan
estabilizadas por la presencia de un agente emulsionante.
CLASIFICACIÓN DE EMULSIONES
Emulsión: o/wFase dispersa: AceiteFase dispersante: Agua Emulsión: w/oFase dispersa: AguaFase dispersante: Aceite Emulsiones múltiples w/o/w o
Geles…
Un gel es un sistema coloidal semirrígido, con un minimo de dos componentes en el que ambos se extienden de forma continua atraves del sistema.
Pregunta de reflexión para el(la) alumno(a): ¿En qué categoría de clasificación de la materia se encuentran los coloides?
Veamos ahora la opinión de algunos autores de libros de texto de química general:
– Algunos autores5 las clasifican como mezclas heterogéneas.
– Algunos autores7 las clasifican como mezclas homogéneas.
– Algunos autores1,2,3,5 los ubican en la línea divisoria entre las soluciones y las mezclas heterogéneas.
COLOIDES
Sistemas heterogéneos formados por una fase dispersante y una o más fases dispersas, también llamada: Dispersión Coloidal.Las dispersiones coloidales no se definen en función de materia que contienen, sino del tamaño de las partículas que la forman.
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Partes de una Dispersión Coloidal
Son las partículas dispersas comparables con el soluto en la solución
Es la sustancia en la cual las partículas dispersas están distribuidas (medio). Comparable con el solvente de la solución.
FASE DISPERSA
FASE DISPERSANTE
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ComparaciónPROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES, COLOIDES Y SUSPENSIONES
Propiedades Solución Coloide Suspensión
Tamaño de la Partícula0.001 – 0.1
µm1 – 1000 µm > 1000 µm
Mezcla Homogénea SI NO NO
Estabilidad a la gravedad Muy estables Menos estables inestables
Separación por filtración NO NO SI
Presentan efecto de Tyndall NO SINO
(ESTAS NO SON TRANSPATENTES)
Presentan movimiento Browniano NO SI NO
Los coloides hidrofóbicos se pueden estabilizar con agentes emulsificantes o mediante la adsorción de iones sobre la superficie de las partículas.
Los coloides más importantes son aquellos en los cuales el medio de dispersión es agua. Estos se pueden clasificar en:
Coloides Hidrofílicos
Coloides Hidrofóbicos
Son afines al agua ya que contienen grupos polares.
PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS COLOIDALES
ADSORCIÓN
Los coloides son excelentes adsorbentes debido al tamaño pequeño de las partículas y a la superficie grande. Ejemplo: Carbón Activado
CARGA ELÉCTRICA
Las partículas presentan cargas eléctricas positivas o negativas. Si se trasladan al mismo tiempo hacia el polo positivo se denomina anaforesis; si ocurre el movimiento hacia el polo negativo, cataforesis.
Tabla: Tipos de coloides y ejemplosFase dispersa(soluto)
Medio dispersante (disolvente)
Nombre común Ejemplos
sólido sólido sol sólido Rubí, porcelanalíquido sólido emulsión sólida Queso, mantequilla, jaleas
gas sólido espuma sólida Esponja, piedra pómez, malvavisco
sólido líquido sol y gel Pinturas, lodo, pudines, fluido celular
líquido líquido emulsión Leche, aderezo, mayonesa, crema facial
gas líquido espuma Crema de afeitar, crema batida, espuma de cerveza
sólido gas aerosol sólido Humo, virus que se trasporta por el aire
líquido gas aerosol líquido Neblina, humedad, nubes
¿Qué diferencia la niebla del humo?
HUMOFase continua
Solido
NIEBLAFase continua: agua, liquido
FASE CONTINUAEL AIRE
IMPORTANCIA Y APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS COLOIDALES
• Todos los tejidos vivos son coloidales. • El suelo en parte está constituido de una materia coloidal. • Muchos de los alimentos que ingerimos son coloides: el queso,
la mantequilla, las sopas claras, las jaleas, la mayonesa, la nata batida, la leche.
• En la industria, los cauchos, los plásticos, las pinturas, las lacas y los barnices son coloides.
Solución queratolitica útil no solo en verrugas, también en callosidades.
Ácido salicílico 20%Ácido láctico 20%Ácido acético 20%Colodión elástico c.s.p. 25 g
Colodiones
ACCIÓN FARMACOLÓGICA • El ácido salicílico al 20%, al igual que el láctico, actúan
como potentes queratolíticos.• El ácido acético ejerce una acción ligeramente
cáustica y vesicante.
INDICACIONES • Tratamiento de verrugas.REACCIONES ADVERSAS • Irritación cutánea
Previamente se mencionó que existe una controversia con relación a la clasificación de los coloides. Ahora compartiremos las opiniones.
Instrucciones: ¿En qué categoría de clasificación de la materia se encuentran los
coloides? Deberá explicar su respuesta. Puede buscar información adicional que sostenga su punto de vista.
Comente acerca de la siguiente premisa e indique si es cierta o falsa: “Una partícula no puede dispersar la luz cuando es demasiado pequeña”. Argumente su respuesta