Propiedades Eléctricas De Los Sistemas Dispersos

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Laboratorio de Fisicoquímica III

REPORTE EXPERIMENTAL No. 8

“Propiedades eléctricas de los sistemas dispersos”

INTRODUCCIÓN

Se estudiaran los parámetros que determinan la Estabilidad de los sistemas dispersos.

Como el área interfacial tiende a disminuir todos los sistemas son parcialmente inestables.

Son coloides estables aquellos que tienen una agregación de partículas muy lenta.

La atracción se debe a fuerzas atractivas de van der Waals entre los átomos de diferentes partículas.

Repulsión de dobles capas eléctricas

Estabilidad

Solvatación

La repulsión entre dobles capas eléctricas depende del espesor (δ) de la doble capa

El valor de δ depende de la concentración y de la valencia de los contra iones

Se define δ como la distancia respecto a la partícula cargada, para la cual el potencial disminuye l/e = 0.37 de su valor inicial

El aumento de la concentración del contra ión produce compresión de la doble capa.

El aumento de la valencia del contra ión produce compresión de la doble capa.

Diferencias entre Coloides Hidrofìlicos e Hidrofóbicos.

Coloides protectores

Algunos compuestos químicos presentan la propiedad de impedir la precipitación de las sustancias en suspensión. Por ejemplo: la goma arábiga.

Los coloides protectores pueden utilizarse como agentes estabilizadores en la polimerización por emulsión. Los compuestos solubles en agua con alto peso molecular, tales como el alcohol polivinílico, se utilizan comúnmente como coloides protectores.

En contraste con los Emulsionantes, los coloides protectores no forman micelas y sus soluciones presentan viscosidades mucho mayores que las soluciones de emulsionante. Además, las dispersiones estabilizadas por coloides protectores a menudo exhiben una viscosidad estructural.

Los coloides protectores más comúnmente usados son derivados celulósicos solubles en agua (debido a la introducción de substituyentes hidrofílicos), los dos tipos más importantes se muestran en el siguiente gráfico. Debido a su alto peso molecular y a su estructura, los coloides protectores se incorporan en parte a las partículas del polímero. Este efecto se denomina polimerización por injerto. Por este hecho, las dispersiones, que se estabilizan menudo exhiben una estabilidad drásticamente más alta con respecto al esfuerzo mecánico que las dispersiones estabilizadas por Emulsionantes que se le puedan comparar. Especialmente en las dispersiones que se estabilizan utilizando derivados celulósicos, se podrán inducir interesantes comportamientos de la viscosidad.

El potencial Z y su relación con la temperatura y con el aumento de la concentración de electrolito, el cual es de signo opuesto al del coloide.

Potencial zeta o electrocinético (ξ) es el potencial en el plano de corte que separa la parte fija de la móvil pero dentro de la parte móvil. Es una medida del trabajo necesario para separar la parte difusa o móvil de la parte fija de la doble capa.

En función de los iones que rodean a la párticula, el potencial Z disminuirá por dos circunstancias: a) Por cambiar la carga de los iones adheridos por otros de mayor valencia y b) Por compresión de la doble capa, hecho que puede ocurrir al aumentar la concentración del electrolito (coagulante), ya que al aumentar esta concentración de iones de signo contrario en la capa difusa, esta se comprimirá y disminuirán las fuerzas de repulsión y por tanto el potencial Z. A este respecto se puede señalar las conclusiones alcanzadas por Schultze y Hardy en el sentido de que la concentración de un ión cargado positivamente, que se requiere para reducir la carga superficial de una partícula ,es inversamente proporcional a la sexta potencia de la carga de los iones, es decir cuanto más alta sea la carga, más baja será la concentración requerida. La expresión de Schulze y Hardy es la siguiente. C= K / Z<sup>6 , siendo C= Concentración, Z= Carga, K= Constante.

El potencial Z de los coloides depende también de un factor muy importante, como es el pH del agua. El pH óptimo de coagulación será el existente cuando se alcanza el punto isoeléctrico.

Aunque la medida del potencial Z nos proporciona una importante información a cerca de la dosis de coagulante a emplear, para seleccionar un coagulante siguen siendo muy útiles los resultados que se obtienen mediante la prueba de jarras (jar-test).

La expresión anterior es una regla teórica que solo nos indica la capacidad de neutralización de cargas de una partícula, en la practica hay que considerar también otros factores como el pH, la temperatura, etc.

Aplicaciones en la industria.

En la industria alimenticia los sistemas coloidales son muy utilizados, la mayoría de los alimentos que consumimos son coloidales, ejemplos; el queso, la mantequilla, las sopas claras, las jaleas, la mayonesa, la nata batida, la leche, entre otras son alimentos con sistemas del tipo coloidal, y que gracias a sus propiedades eléctricas se pueden combinar, o mesclar entre ellas para generar un nuevo tipo de alimentos o conservas en diferentes mezclas de líquidos.

Los sistemas vivos son todos sistemas coloidales, por lo que su estudio en el rango de la medicina es muy amplio, desde el uso en los cuerpos sanguíneos, hasta como erradicar el colesterol de los torrentes sanguíneos, mediante el uso de una partícula cargada que eléctricamente que desbarata el sistema coloidal de la grasa y permite su traslado por las venas y su eliminación adecuada por el sistema. Además del uso en inyecciones preventivas (vacunas), tratamientos en la piel, ataques a cuerpos benignos, utilizando partículas que rodean el tumor y permiten que la infección cancerígena no avance de manera prolongada.

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