COLOIDES, EMULSIONES Y SUSPENSIONES.
EQUIPO 2: AGUILERA OJEDA DANIEL ANTONIO. HERNANDEZ MENDEZ MARIA DE LOS MILAGROS. HERRERA GUTIERREZ LUZ JANETH. REYES SANCHEZ OSCAR EDUARDO. SALAS AMÉZQUITA ARELÍ GUADALUPE. REYES RAMIREZ OMAR RICARDO.
Estabilidad de los sistemas coloidales Las partículas coloidales distribuidas en un medio de dispersión no constituyen un sistema estable desde el punto de vista energético (termodinámico). Un exceso de energía libre superficial, asociada a la gran superficie existente entre las partículas y el medio, dan lugar a que éstas tiendan aglomerarse. (Soles liófobos). Para conservar y mantener la estabilidad de un sol liófobo las partículas deben separarse y evitar que floculen.
Principio de floculación. El proceso de floculación es precedido por la coagulación, por eso se suele hablar de los procesos de coagulación-floculación. Estos facilitan la retirada de las sustancias en suspensión y de las partículas coloidales. La coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales causadas por la adición de un reactivo químico llamado coagulante el cual, neutralizando sus cargas electrostáticas, hace que las partículas tiendan a unirse entre sí. La floculación es la aglomeración de partículas desestabilizadas en microflóculos y después en los flóculos más grandes que tienden a depositarse en el fondo de los recipientes construidos para este fin, denominados sedimentadores.
La estabilidad se puede dar por dos medios: Haciendo que las partículas adquieran carga eléctrica. Rodeando a cada partícula de una película protectora, que evite que al chocar se adhieran entre sí (El coloide liófilo es termodinámicamente estable). Cuando se pone en contacto con sustancias liófilas con un disolvente, aquellas pasan espontáneamente a la disolución. Las partículas pueden ser macromoléculas individuales, o agregados de pequeños iones o moléculas.
Clasificación de coloides Coloides orgánicos e inorgánicos: de acuerdo a su composición química, los coloides se pueden clasificar en orgánicos e inorgánicos; a su vez estos se subdividen en: metales, nometales, soles de óxidos y sales coloidales, para los inorgánicos; y en soles homopolares, hidroxisoles y soles heteropolares. Coloides esféricos y laminares: de acuerdo a la forma de la partícula que los formas, los coloides se clasifican principalmente en coloides esféricos y coloides lineales. Los coloides esféricos tienen partículas globulares mas o menos compactas, mientras que los coloides lineales poseen unidades largas y fibrosas. Coloides moleculares y micelares: también se pueden estudiar los coloides de acuerdo al tamaño de sus partículas como coloides moleculares y coloides micelares, a su vez estos coloides pueden ser orgánicos o inorgánicos, o fibrosos o laminares. Las partículas de los coloides moleculares son macromoléculas sencillas y su estructura es esencialmente la misma que la de estructura de pequeñas moléculas. Los esferocoloides también pueden ser moleculares. La estructura de los coloides micelares es distinta, las partículas de estos no son moléculas, sino conglomerados de muchas moléculas pequeñas o grupos de átomos que son mantenidos juntos por valencias secundarias o por fuerzas de cohesión o de van der. Walls. Muchos coloides inorgánicos, emulsiones, jabones y detergentes, forman coloides micelares. Estas sustancias pueden formar soluciones verdaderas o de tipo coloidal, dependiendo de las condiciones. En general una micela es menos estable que una macromolécula. Coloides liofóbicos y liofílicos: las partículas de muchos coloides contienen grupos de átomos los cuales se disocian en iones, estos grupos ionizantes hacen que la partícula este eléctricamente cargada. Las partículas pueden también cargarse por adsorción de iones de la solución; esta carga eléctrica es uno de los factores de estabilidad, ya que las partículas cargadas positivamente se repelen entre sí, al igual que, por ejemplo, en un sol negativamente cargado, su estabilidad se debe a la repulsión electrostática. De acuerdo a Perrin y Feundlich, los coloides pueden ser separados en liofóbicos y liofílicos. Liofóbico significa “no gustar de o temer a un líquido”; en los soles liofóbicos no hay afinidad entre las partículas y el solvente, la estabilidad de estos depende principalmente de la carga de las partículas. Si el agua es el solvente, se utiliza el nombre hidrófobo.
Este tipo de coloides se caracteriza por presentar: baja estabilidad hacia la floculación por electrolitos, su visibilidad en el microscopio es buena y presentan una muy pequeña presión osmótica. Algunos ejemplos de estos coloides son: Au, Ag, AgCl, y algunas emulsiones. Liofílico significa “gustar de un líquido”, en este tipo de coloides hay interacción entre las partículas y el solvente. Este tipo de soles es mucho más estable que los soles liofóbicos. Para el caso de los soles en agua se utilizara el término hidrofílico. La mayoría de los coloides inorgánicos son hidrofóbicos, mientras que la mayoría de los coloides orgánicos son liofílicos.
Acción sensibilizante y protectora de los coloides.
Los coloides se pueden proteger de la floculación o sensibilizar a la misma. Si se añade un coloide liófilo o uno liofobo, este tiende a tomar las características del liofilo y resiste a la floculación. La adición de una pequeña cantidad de coloide hidrófilo o hidrófobo a un coloide hidrófobo de carga opuesta tiende a sensibilizar, e incluso a coagular las partículas de éste. Se considera que esto se debe a una reducción del potencial zeta por debajo del valor crítico (20-50mV). La adición de cantidades grandes de coloide hidrófilo estabiliza el sistema, al ser adsorbido aquél como una capa mono molecular; A este fenómeno se le conoce como protección, y al sol hidrófilo añadido recibe el nombre de coloide protector. La propiedad protectora se expresa en función del número de oro. El número de oro es el peso mínimo (mg) del coloide protector (peso de la fase dispersa seca) necesario para evitar un cambio del rojo al violeta, en 10 mL de un sol de oro, al añadir 1 mL de una disolución al 10% de NaCl.
Emulsiones y suspensiones
Una emulsión es una dispersión en la que las dos fases son inmiscibles o líquidos parcialmente miscibles. Un líquido es dispersado en el otro en la forma de finas gotas. Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables. La estabilidad se debe al aumento del área (ΔA) durante la emulsificación, que produce un incremento de la energía libre de Gibbs (ΔG) es la tensión interfacial. Una suspensión es un sistema de dos fases en que partículas solidas son dispersadas en un medio líquido. Las partículas son conocidas frecuentemente como la interna, discontinua o fase dispersa y el medio como el externo, continuo o fase dispersante.
Teoría general y métodos de PREPARACION 1 La fase oleosa se agrega a la fase acuosa, en la cual se disolvió el emulsionante. Se produce una emulsión o/w; si se desea una emulsión w/o se continúa la adición de la fase oleosa hasta que se produzca la inversión.
PREPARACION 2 La fase oleosa, en la cual se disolvió el emulsionante, se agrega sobre la acuosa. Se forma una emulsión o/w. Depende del volumen el de mayor es el dispersante o emulsionente
PREPARACION 3 Se agrega la fase acuosa sobre la oleosa, en la cual se disolvió el emulsionante. Se forma una emulsión w/o. Un agregado posterior de la fase acuosa produce una inversión de fases, con formación de una emulsión o/w.
PREPARACION 4 Método del jabón naciente: Se disuelve el ácido graso (por ejemplo, esteárico) en la fase oleosa y se mezcla con la fase acuosa en la que se disolvió una base (como la trietanolamina)
PROPIEDADES OPTICAS. EFECTO TYNDALL. DISPERSION DE LA LUZ.
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. Al hacer pasar un rayo de luz a través de una dispersión coloidal, el rayo de luz se ve en forma clara y nítida al atravesar el coloide, fenómeno que no sucede en una solución. Este efecto se debe a que las partículas coloidales son lo suficientemente grandes como para dispersar la luz. A partir del estudio de esta propiedad (nefelómetro), es posible obtener datos de la forma, tamaño e interacciones de las partículas coloidales.
Propiedades eléctricas.
Todo sólido sumergido en un líquido tiende a cargarse eléctricamente en su superficie Existen varios mecanismos mediante los cuales una superficie puede adquirir carga. Entre ellos están:
Ionización de grupos superficiales Disolución diferencial Sustitución isomórfica Superficies cristalinas cargadas
Largo alcance La partícula positiva atrae iones negativos. Sólo una parte de estos iones de signo opuesto a la partícula quedan firmemente adheridos a su superficie formando una capa monomolecular de contraiones llamada Capa de Stern o Capa fija. Los demás iones se distribuyen en distintos niveles de acuerdo a la carga de la partícula formando la Capa difusa o de Gouy-Chapman. Hay un punto de la capa difusa donde la carga de la partícula no se hace sentir más; se lo denomina punto de neutralidad.
La resultante de la capa difusa es de la misma magnitud pero de signo contrario a la capa fuertemente adherida o fija. Como no se puede medir la carga de la partícula, se mide la diferencia de potencial que hay entre la zona de separación de la capa fija y de la capa difusa, y el punto de neutralidad. A ese potencial se lo denomina potencial Z, y es la verdadera estimación de la carga de la partícula.
