Unidad 6 Soluciones Quimicas

UNIDAD 6 SOLUCIONES QUIMICAS.

- COLOIDES O DISPERSIONES COLOIDALES -

1.- Definición de coloides:

Coloide es una sustancia cuyas partículas pueden encontrarse en suspensión en un líquido, merced al equilibrio coloidal; dichas partículas no pueden atravesar la membrana semi-permeable de un osmómetro.

La definición clásica de coloide, también llamada dispersión coloidal, se basa en el tamaño de las partículas que lo forman, llamadas micelas. Poseen un tamaño bastante tamaño bastante pequeño, tanto que no pueden verse con los mejores microscopios ópticos, aunque son mayores que las moléculas ordinarias. Las partículas que forman los sistemas coloidales tienen un tamaño comprendido entre 50 y 2.000 Å.

En las dispersiones coloidales se distinguen dos partes:

Fase dispersa: las llamadas micelas.

Fase dispersante: en las que están dispersas las partículas coloidales.

Las partículas coloidales tienen un tamaño diminuto, tanto que no pueden separarse de una fase dispersante por filtración.

Las disoluciones son transparentes, por ejemplo: azúcar y agua.

Tenemos una dispersión cuando las partículas son del tamaño de 2.000Å, y las partículas se pueden separar por filtración ordinaria.

2.- Tipos de sistemas coloidales:

En la actualidad se sabe que cualquier sustancia, puede alcanzar el estado coloidal, ya que la fase dispersante como la fase dispersiva, pueden ser una gas, un líquido o un sólido, excepto que ambos no pueden estar en estado gaseoso, son posibles ocho sistemas coloidales:

Medio de dispersión Fase dispersa Nombre Ejemplos

Gas Líquido

Sólido Aerosol líquido

Aerosol sólido Niebla, nubes,

polvo, humo.

Líquido Gas

Líquido

Sólido Espuma

Emulsión

Sol Espumas (de jabón , cerveza, etc.), nata batida.

Leche, mayonesa.

Pinturas, tinta china, goma arábiga, jaleas

Sólido Gas

Líquido

Sólido Espuma sólida

Emulsión sólida

Sol sólido Piedra pómez.

Mantequilla, queso.

Algunas aleaciones, piedras preciosas coloreadas

De todos ellos, los más relevantes son los que poseen un líquido como medio dispersivo, como las emulsiones y los soles.

La morfología de las micelas, en los sistemas coloidales, es variada, distinguimos tres tipos :

• Esféricas: cuyos coloide se llaman globulares, que son los más importantes, dentro de estos los de mayor importancia están formados por compuestos inorgánicos. Su grado de viscosidad es pequeño

o .

• En forma de fibra: coloides fibrosos, formados por largas cadenas macromoleculares, de gran viscosidad.

o

• Laminares: coloides laminares de viscosidad intermedia.

Propiedades de los sistemas coloidales:

El efecto Tyndall es el fenómeno por el que se pone de manifiesto la presencia de partículas coloidales, al parecer, como puntos luminosos debido a la luz que dispersan.

Este efecto es utilizado para diferenciar las dispersiones coloidales de las disoluciones verdaderas.

No pueden verse las micelas, pero si el movimiento que describen, que es desordenado describiendo complicadas trayectorias en forma de zigzag, y el movimiento que describen es el movimiento Browniano.

El movimiento Browniano se da debido a los choques de las moléculas de disolvente con las micelas coloidales, dificultando que estas se depositen en el fondo. El estudio detallado de este movimiento permitió a Jean Perrin calcular uno de los primeros valores del número de Avogadro.

El color tan llamativo de muchos coloides se debe a la dispersión selectiva de la luz por las micelas coloidales.

Las micelas están cargadas eléctricamente. Esta carga es debida a :

• La disociación de macromoléculas.

• La adsorción preferente por las micelas de uno de los tipos de iones presentes en el medio dispersivo.

Es por esto que todas las micelas de una dispersión coloidal, tienen cargas eléctricas del mismo signo.

Cuando una dispersión coloidal se coloca entre dos electrodos, los cuales están sometidos a una diferencia de potencial, todas las partículas coloidales, emigran hacia uno de los electrodos, fenómeno denominado electroforesis.

Si se ponen en contacto las micelas con el electrodo de signo opuesto, pierden su carga y se aglomeran, entonces precipitan en forma de grandes copos, a esto se denomina coagulación del coloide.

Preparación de coloides:

La preparación de un sistema coloidal, se puede realizar mediante:

• Métodos de dispersión, esto es por disgregación de grandes partículas en otras más pequeñas.

• Métodos de condensación, es decir, unión de pequeñas partículas, hasta conseguir partículas de tamaño adecuado.

Los métodos de dispersión de tipo mecánico, para estos se utilizan molinos coloidales, que son molinos especiales y batidoras.

La disgregación de partículas grandes, en otras más pequeñas, también se puede obtener mediante reactivos químicos ; por ejemplo, una disolución acuosa de hidróxido sódico puede disgregar los granos de arcilla hasta producir una dispersión coloidal.

Este proceso se llama peptización, y el activo químico que la produce, agente peptizante.

Los métodos de condensación, están basados normalmente, en reacciones químicas en las cuales se produce una sustancia insoluble, son las reacciones de precipitación.

Un método de condensación para preparar coloides de metales es el llamado Arco de Bredig. Consiste en hacer saltar un arco entre dos varillas del metal, sumergidas en el medio de dispersión ; por ejemplo agua. Los metales primero se vaporizan en el arco después, se condensan en el agua fría y forman partículas de tamaño coloidal. Para que el coloide no precipite, se añade una sustancia estabilizadora.

Estabilidad de los sistemas coloidales:

Al agitar en un vaso, una mezcla de aceite y agua, se obtiene una emulsión, pero esta inestable, ya que al dejar de agitarla, se distinguen perfectamente dos capas, una la de agua, en el fondo del vaso, y otra la del aceite, que queda en la superficie.

Los soles metálicos, también son dispersiones coloidales inestables. Estos coloides se pueden estabilizar mediante una sustancia que se llama estabilizador, impidiendo la tendencia de estas partículas a unirse entre si para formar otras mayores, coloides hidrófobos.

Hay algunas sustancias que forman directamente dispersiones coloidales estables. Estos coloides auto estables, se denominan hidrófilos.

• Coloides hidrófilos: Las sustancias que forman estos coloides son de naturaleza orgánica cuyas

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