coloides

Dr. Jos Durand Velasco

SISTEMA
Porcin del universo o de una cantidad de materia, que deseamos estudiar.

SISTEMAS LIMITANTES,

MEDIO AMBIENTE O ENTORNO

Es todo aquello que rodea al sistema, los cuales pueden ser agrupados o no en otros sistemas. Puede se el recipiente o cualquier otro sistema que esta en contacto con l.

SISTEMA

ENTORNO

MATERIA

Esta formada por tomos y se puede clasificar en mezclas y sustancias:
SUSTANCIA
Forma de materia que tiene una composicin constante o definida y propiedades distintivas.

Los tomos son las unidades ms pequeas de una sustancia.

Pueden ser elementos y compuestos:

Elemento: sustancia que no es posible separar en sustancias ms simples por medios qumicos.
Ejemplos:NaFeOH
Compuesto: sustancia formada por tomos de dos o ms elementos unidos qumicamente en porciones definidas (Ejemplo: H2O, sal, C6H12O6), se puede subdividir por mtodos qumicos a sus elementos que lo conforman. Son las molculas

MEZCLA
Combinacin de una o ms sustancias puras, en la cual stas mantienen su identidad, se pueden separar por mtodos fsicos.

a.Homognea: agua salada

b.Heterognea: sopa

CLASIFICACIN DE LA MATERIA

Compuesto

Homogneas

Heterogneas

Sustancias puras

Mezclas

Elemento

Cambios fsicos

Cambios qumicos
oxgeno oro hierro sal bicarbonato de sodio azcar refresco gasolina aire polvo comida vinagreta
Materia

Estado de agregacin de la materia

Cualquier sustancia o elemento, que al modificar sus condiciones detemperaturaopresin, pueden obtenerse distintos estados o fases:
SlidaLquidaGaseosaPlasmtica.Condensado de Bose-EinsteinCondensado ferminicoLas estrellas de neutronesPlasmas de quark-glun

ESTADO DE LA MATERIA

SUSTANCIAS PURAS:
SLIDO LIQUIDO GASEOSO
MEZCLAS:
SLIDO LIQUIDO GASEOSO DISPERSIONES

FASE
Parte del sistema enteramente uniforme en composicin qumica y propiedades fsicas que se encuentra separada por superficies definidas de las otras partes homogneas del sistemaCada una de las partes de un sistema que presentan propiedades fsicas y qumicas iguales, las cuales no varan con el tiempo y se caracterizan por presentar una superficie de separacin denominada interfase.Es toda materia o masa homognea del sistema que estamos estudiando
*

FENMENO DE SUPERFICIE Y DE INTERFASE
El lmite entre un lquido y un gas suele designarse como SUPERFICIE.La unin de las otras combinaciones de fases se denomina INTERFASE
SUPERFICIE.

INTERFASE

INTERFASE liquido-solido

INTERFASE liquido-gas

INTERFASE solido-solido

INTERFASE solido-gas

Una molcula en el interior del lquido experimenta fuerzas atractivas en todas sus direcciones, debida a sus vecinas, lo cual hace disminuir su energa potencial, que explica la cohesin de los lquidos que tienden a presentar un rea mnima (similar a los slidos). Estas fuerzas estn equilibradas y permiten el movimiento de la molcula.

En la superficie o interfase las molculas no estn totalmente rodeadas por otras del mismo tipo y su energa potencial no es tan baja, tendiendo a tener un mximo nmero posible de vecinas.
La fuerza de atraccin para cada molcula se dirige hacia el interior de la fase en que se encuentra.Esta atraccin tiende a reducir el nmero de molculas de la superficie o interfase y en consecuencia se reduce al mnimo la superficie o rea entre las fases.

ESCALA

Submltiplos del metro
Decmetro (dm): 10-1metros = 0,1 metrosCentmetro (cm): 10-2m = 0,01 metrosMilmetro (mm): 10-3m = 0,001 metrosMicrmetro(m): 10-6m = 0,000 001 metrosNanmetro(nm): 10-9m = 0,000 000 001 metrosPicmetro (pm): 10-12m = 0,000 000 000 001 metrosFemtmetro(fm): 10-15m = 0,000 000 000 000 001 metrosAttmetro(am): 10-18m = 0,000 000 000 000 000 001Zeptmetro (zm): 10-21m = 0,000 000 000 000 000 000 001Yoctmetro (ym): 10-24m = 0,000 000 000 000 000 000 000 001ngstrm (): 1 x 10-10m= 0,1nm

TAMAO RELATIVO

LIMITE VISION HUMANA

DISPERSIONES

Son aquellos sistemas constituidos por dos o ms fases no miscibles entre s.

Una o mas fases estn uniformemente distribuida en forma de partculas o gotas finamente divididas en el seno de otra fase que las engloba o encierra.

Se clasifican en funcin del tamao o del estado fsico de las partculas.

Sistemas Dispersos
Son sistemas termodinmicamente inestable. Tienen como caractersticas:Existencia de una superficie de separacin entre la dos fases llamada interfase.La superficie de contacto entre las partculas y el medio de dispersin (rea interfasial) es muy elevada. En esta interfase se concentra la mayor cantidad de energa del sistema. Gran inestabilidad.El exceso de energa libre, asociada a la gran superficie existente entre las partculas y el medio, da lugar a que las partculas tiendan a aglomerarse, para reducir su energa libre interna.

Superficie interfasica
Un cubo de 1 cm de lado tiene un rea superficial de 6 cm2Si esta cantidad de materia se dispersa en forma de 1000 pequeos cubos de 10 nm, el rea superficial es de 6x100 m2 (aproximadamente el tamao de una cancha de tenis)Este aumento espectacular del rea significa que los efectos de superficie tienen una importancia primordial en la qumica coloidal.

De acuerdo al tamao de las partculas (segn Staudinger)

Dispersin molecular: Solucin verdaderas,

Sistema homogneo. Partculas inferiores a 1nm, no visible con el ultramicroscopio.

Dispersin coloidales: Coloide

Marcan el lmite entre los sistemas heterogneos y homogneos. Partculas 1 a 500 nm (0.001 - 0.5/1 m), visibles al ultramicroscopio y al microscopio electrnico.

Dispersin macroscpicas o grosera:

Sistemas heterogneos. Partculas mayores 500 nm 0.5m, se pueden ver con el microscopio ptico.

ESCALA

La fase subdividida:
FASE INTERNA DISPERSA DISCONTINUA

(es la fase que conforma las partculas o gotitas)
La fase que engloba o encierra las partculas o gotas:
FASE EXTERNA DISPERSANTE CONTINUA

(es el medio o vehculo en que las partculas se encuentran dispersas)

Sistemas Dispersos

DISPERSIONES
Las dispersiones coloidales y las groseras constan de 2 ms fases.La transparencia, presin osmtica y propiedades de difusin de las soluciones de fase nica son distintas de dispersiones de dos o ms fases.Lo que distingue a las dispersiones coloidales de las soluciones y dispersiones gruesas es el tamao de las partculas de la fase dispersa.

SolucinColoideSuspensinTamao de las partculas:0.1 nmTamao de las partculas 10 y 100 nmMayores de 100 nmUna fase presenteDos fases presentesDos fases presentesHomogneaEn el lmiteHeterogneaNo se separa al reposarNo se separa al reposarSe separa al reposarTransparenteIntermediaNo transparente

Dispersiones Coloidales
En 1850, el qumico ingls Thomas Graham aplic el trmino coloides (de la palabra griega que significa goma o cola) a polipptidos (albmina, gelatina), a gomas vegetales (acacia, almidn, dextrinas), y a compuestos inorgnicos como hidrxidos metlicos gelatinosos. Estos compuestos no cristalizaban y se difundan lentamente cuando se dispersaban en agua.La qumica coloidal se transform en ciencia alrededor de 1906. Se comenz a considerar a los sistemas coloidales, como un estado de la materia que tiene fase dispersa de tamao intermedio entre las molculas pequeas o los iones en solucin y grandes partculas.

COLOIDES O DISPERSIONES COLOIDALES

DEFINICIN
Sustancia cuyas partculas pueden encontrarse en suspensin en un lquido, merced al equilibrio coloidal; dichas partculas no pueden atravesar la membrana semi-permeable de un osmmetro.La definicin clsica de coloide, tambin llamada dispersin coloidal, se basa en el tamao de las partculas que lo forman, llamadas micelas.

COLOIDES O DISPERSIONES COLOIDALES
Sus partculas poseen un tamao bastante pequeo, conformados por agregados moleculares o macromoleculas de alto PM, no visibles al microscopio ptico.Las partculas que forman los sistemas coloidales tienen un tamao comprendido entre 1 a 500 nm /1 m (0.001 - 0.5/1 m),

DISPERSIONES COLOIDALES

La morfologa de las micelas, en los sistemas coloidales es variada, distinguimos tres tipos:
Esfricas: cuyos coloide se llaman globulares, los de mayor importancia estn formados por compuestos inorgnicos. Su grado de viscosidad es pequeo.En forma de fibra: coloides fibrosos, formados por largas cadenas macromoleculares, de gran viscosidad.Laminares: coloides laminares de viscosidad intermedia.

Clasificacin
Desde el punto de vista estructural.En funcin del grado de atraccin que hay entre las fasesDe acuerdo al estado fsico de la materia.

Desde el punto de vista estructural

Sistemas incoherentes

Sistemas coherentes
Sistemas incoherentes: formados por dos fases bien definidas. La fase dispersa se puede encontrar en forma de partculas slidas (dispersiones coloidales y suspensiones) o en forma de gotitas (emulsiones).Sistemas coherentes: formados por dos fases entremezcladas. Las partculas dispersas se contactan entre s formando una estructura tridimensional en las que ambas fases se interpenetran, dando al sistema propiedades fisicoqumicas y reolgicas especficas. Ej: geles.

En funcin del grado de atraccin entre las fases
Cualquier sustancia dispersa con dimensiones apropiadas se encuentra en estado coloidal.Los coloides se clasifican en funcin del grado de atraccin que hay entre la fase dispersa y el medio dispersante.

De acuerdo al grado de atraccin
Coloideslioflicos, o coloides que atraen al solvente (tambin llamados geles).Coloidesliofbicos, o coloides que repelen al solvente (tambin llamados soles).Coloidesanfiflicos, o coloides de asociacin; poseen propiedades tensoactivas. A bajas concentraciones se encuentra disuelto en el medio.

Soles (medio dispersante liquido) se pueden dividir en dos categoras:
Lifobos : (del griego: aversin al lquido). Poca atraccin entre la fase dispersa y el medio dispersante. Lifilos: (del griego: aficin al lquido) . Gran atraccin entre la fase dispersa y el medio dispersante.

Si el medio dispersante es agua, como en la mayora de los sistemas se denominan:
Hidrfobos: (aversin al agua)Hidrfilos: (atraccin al agua)

Coloides hidrfobos (Caractersticas)
No modifican la viscosidad, ni la tensin superficial del medio dispersante.Inestabilidad por efecto de la dilisis (eliminacin total de electrolitos hace al sol inestable).Pequeas cantidades de electrolitos estabilizan un coloide hidrfobo.

Coloides hidrfobos (Caractersticas)
No atraviesan membranas de dilisis. La dilisis prolongada separa iones, las partculas coloidales quedan desprovistas de sus cargas protectoras y coagulan. No se ven al microscopio ordinario, s al electrnico.Partculas generalmente inorgnicas.No se forman espontneamente.Presentan movimiento Browniano (movimiento errtico de las partculas). Consiste en un movimiento desordenado continuo con trayectorias de zig-zag (mantiene a las partculas dispersas).

Caractersticas de los coloides hidroflicos
Viscosidad superior a la del medio dispersante. Molculas fuertemente hidratadas que aumentan la viscosidad del medio. Tensin superficial un tanto menor que la del medio dispersante.Poca sensibilidad frente a los electrolitos (no modifican mayormente su aspecto por el agregado de sales). Ms estables con el tiempo (por su gran hidroflia y carga elctrica); no separan la fase dispersa. Salvo si someten a cambios bruscos de temperaturas y de pH.Por prdida de agua pueden formar geles, pero son fcilmente redispersables (coloides reversibles o emulsoides). Sol a Gel y de Gel a Sol.

Coloides hidroflicos
No presentan movimiento browniano notable, las molculas estn inmovilizadas por el manto de hidratacin.Estos sistemas adquieren consistencia espesa cuando la concentracin de la fase dispersa tiene determinado valor (diferente en cada caso), y se los llama Muclagos o Coloides Hidroflicos.Las sustancias capaces de formar dispersiones acuosas homogneas altamente hidroflicas pertenecen a distintas especies qumicas y suelen conocerse como agentes espesantes.

COMPORTAMIENTO DE LOS COLOIDES
PARMETROLIOFLICOSLIOFBICOSANFIFILICOSFase dispersaAfn por el medio.Grandes molculas orgnicas dentro del rango coloidal.No afn por el medio.Partculas inorgnicas.Agregados de pequeas molculas orgnicas (micelas) o macro electrolitos con un tamao individual de orden coloidal.Interaccin con el medioAlta, molculas solvatadas y asociadas con el medio.Baja, pocas o ninguna interaccin con el medio.Media, molculas parcialmente solvatadas dependiendo del medio.Espontaneidad del sistemaElevada, fcil de obtener.No hay espontaneidad, dispersiones difciles de obtener.Los agregados coloidales se forman espontneamente al exceder la concentracin micelar crtica (c.m.c).Viscosidad del sistemaAumenta marcadamente con la fase dispersa. Pueden llegar a gelificar. Depende del grado de solvatacin y forma irregular de las partculas.La del medio. No aumenta con la fase dispersa, Partculas simtricas. No hayinteraccin.Aumenta con el nmeroy asimetra de las micelas.Micelas esfricas

Fuerzas de van der Waals (electromagnticas de atraccin)Fuerzas electrostticas de repulsinFuerzas de Born (repulsivas de corto alcance)Fuerzas estricas dependientes de la geometra y la conformacin de las molculasFuerzas de solvatacin debido a cambios en la cantidad absorbida del solvente
Fuerzas intermoleculares entre partculas coloidales

FUERZAS DE VAN DER WAALS:
Las fuerzas de Van der Waals que actan entre partculas coloidales son del mismo tipo que las que actan entre tomos, molculas o iones. Pero debido a la gran cantidad de molculas que contiene cada partcula, son de mayor magnitud y suelen actuar a distancias ms largas.La energa de Van der Waals depende fundamentalmente de la distancia que los separa y de su naturaleza, a travs de la llamada constante de London. En el caso de partculas compuestas por muchos tomos o molculas, se puede suponer que los pares de energa son aditivos, de forma que las interacciones atractivas sern mucho mayores.

FUERZAS DE VAN DER WAALS:

Engloban tres componentes:
Interaccin dipolo - dipolo o de Keeson, Interaccin dipolo - dipolo inducido o de Debye,Interacciones debidas a fluctuaciones en la distribucin de densidad electrnica o de London.

FUERZAS ELECTROSTTICAS:
Cuando dos partculas coloidales con carga superficial neta se aproximan entre s, se produce una superposicin de las partes difusas de sus correspondientes dobles capas elctricas, dando lugar a fuerzas de tipo repulsivo.Dichas fuerzas fueron estudiadas independientemente por los soviticos Derjaguin y Landau y por los holandeses Verwey y Overbeek, por lo que la teora resultante se conoce como teora DLVO, la cual resumimos a continuacin.

FUERZAS ELECTROSTTICAS:
Las partculas dispersas en medios polares generalmente presentan carga. Dado que la dispersin como un todo debe de permanecer neutra, pequeos iones con carga opuesta se acumulan alrededor de las partculas formando una doble capa ms o menos difusa.La doble capa provoca una repulsin cuando se aproxima una segunda partcula (con su correspondiente doble capa elctrica), actuando de este modo como un escudo que evita la coagulacin.

REPULSIN ESTRICA:
La aproximacin de unas partculas a otras puede impedirse mediante la construccin de una barrera fsica a su alrededor, constituida por una capa adsorbida de macromolculas, generalmente (aunque no necesariamente) no inicas.Cuanto mayor sea el espesor de esta capa y la distancia entre las partculas, mayor ser la estabilidad de la dispersin.A esta clase de proceso de estabilizacin se le denomina estabilizacin estrica y es la que se suele usar en medios no polares, donde la estabilidad electrosttica es muy difcil de alcanzar.

Se pueden distinguir dos tipos de molculas estabilizantes:

En el primer tipo se incluyen polmeros de alto peso molecular, con una energa de adsorcin por monmero pequea pero finita. La adsorcin tiene lugar en este caso mediante una configuracin basada en ramificaciones orientadas hacia la disolucin y colas en los extremos de la molcula que se pueden unir bastante lejos de la superficie.

El segundo tipo lo constituyen macromolculas de peso molecular relativamente bajo con un grupo de anclaje que se adsorbe con facilidad y una cola compatible con el disolvente (surfactantes).

La accin protectora en s presenta dos elementos diferenciados. Cuando las colas de molculas unidas a dos superficies se acercan entre s, el aumento local de concentracin da lugar a un aumento de energa libre y como consecuencia de ello a una repulsin (efecto osmtico).

La accin protectora en s presenta dos elementos diferenciados (Figura 2). Cuando las colas de molculas unidas a dos superficies se acercan entre s, el aumento local de concentracin da lugar a un aumento de energa libre y como consecuencia de ello a una repulsin (efecto osmtico). Al mismo tiempo, algunas de las colas pueden no caber en el espacio que queda entre las partculas, reducindose el nmero de posibilidades conformacionales, con lo que se producir una prdida de entropa (efecto de restriccin de volumen), lo que constituye una nueva contribucin a la repulsin.



Al mismo tiempo, algunas de las colas pueden no caber en el espacio que queda entre las partculas, reducindose el nmero de posibilidades conformacionales, con lo que se producir una prdida de entropa (efecto de restriccin de volumen), lo que constituye una nueva contribucin a la repulsin.

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 lquido o un slido, excepto que ambos no pueden estar en estado gaseoso, son posibles ocho sistemas coloidales

MEDIO DE DISPERSINFASE DISPERSANOMBREEJEMPLOSGASLIQUIDOSLIDOAerosol liquidoAerosol slidoNiebla, nubePolvo, humoLIQUIDOGAS LIQUIDOSLIDOEspumaEmulsinSolEspuma (jabn, cerveza), nata batidaLeche, mayonesaJaleas, pintura, tinta china, goma arbigaSLIDOGASLIQUIDOSLIDOEspuma slidaEmulsin slidaSol slidoPiedra pmezMantequilla, quesoAlgunas aleaciones, piedras preciosas coloreadas

Propiedades de los sistemas coloidales
La fase interna por su tamao le confiere al sistema propiedades caractersticas:Propiedades cinticas: Movimiento BrownianoPropiedades pticas: Dispersin de la luz (Efecto Tyndall)Propiedades elctricas: Las partculas coloidales estn cargadas elctricamente con respecto al medio dispersante.

Movimiento Browniano:

Movimiento constante e irregular de las micelas de los coloides.

Cuando se observa un coloide con un microscopio, se aprecia que las partculas dispersas se mueven al azar en la fase dispersante.

Lo que en realidad se ve son los reflejo de las partculas coloidales, ya que su tamao permite reflejar la luz.

Movimiento Browniano

Se conoce como movimiento browniano en honor al botnico ingls Robert Brown quien primero lo observ.

Se producen debido a los choques de las molculas del disolvente con las micelas coloidales, dificultando que estas se depositen en el fondo.

El estudio detallado de este movimiento permiti a Jean Perrin calcular uno de los primeros valores del nmero de Avogadro.

Gravedad

Movimiento Browniano

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

El movimiento browniano evita que las partculas de la fase dispersa se sedimenten, pero no alcanza a prevenir este hecho cuando las partculas son ms grandes como ocurre en las suspensiones.

Difusin: dispersin por alta energa cintica. Responde a la ley de Fick.

Presin Osmtica: Presin hidrosttica que iguala dos medios (agua y sistema coloidal). El paso de agua iguala las concentraciones en ambos medios separados por una membrana semipermeable.

Dispersin de la luz (efecto de Tyndall - Faraday):

Al hacer pasar un rayo de luz a travs de una dispersin coloidal, el rayo de luz se ve en forma clara y ntida al atravesar el coloide, fenmeno que no sucede en una solucin.

EFECTO TYNDALL

Fenmeno por el que se pone de manifiesto la presencia de partculas coloidales, como puntos luminosos debido a la luz que dispersan.

Este efecto es utilizado para diferenciar las dispersiones coloidales de las soluciones.

Este efecto se debe a que las partculas coloidales son lo suficientemente grandes como para dispersar la luz.

EFECTO TYNDALL

Es proporcional al tamao de las partculas.

Este efecto se observa cuando un rayo de luz pasa a travs de una rendija a una habitacin con acumulacin de polvo.

Opalescencia

Las soluciones coloidales generalmente son incoloras. Sin embargo algunas pueden ser coloreadas.

Esto depende de la diseminacin de la luz y a la adsorcin selectiva bajo cierta longitud de onda.

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

Propiedades de Superficie:
La superficie especfica de los coloides en general es muy alta ya que las partculas son muy pequeas.Esto permite que tengan una gran capacidad de adsorcin de sustancias.

Las micelas estn cargadas elctricamente

Esta carga es debida a:

La disociacin de macromolculas.

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

PROPIEDADES ELECTROCINTICAS:

Los coloides tienen carga elctrica y por tanto pueden ser afectados por campos elctricos.

Estas cargas pueden explicarse por la presencia de imperfecciones en la superficie de la estructura reticular.

Puede tambin existir ionizacin y por tanto la superficie de los coloides puede ionizarse (los grupos funcionales probables de sufrir ionizacin son: -OH, -COOH, -OPO3H2 y -SH) y por ltimo puede haber adsorcin preferencial de iones en la superficie de los coloides o bien haber ligandos de coordinacin.

A bajos pH una carga positiva superficial prevalece. A altos pH prevalece la negativa y a pH intermedios podra haber un valor cero.

PROPIEDADES ELECTROCINTICAS:

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

Cuando una dispersin coloidal se coloca entre dos electrodos, los cuales estn sometidos a una diferencia de potencial, todas las partculas coloidales, emigran hacia uno de los electrodos, fenmeno 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 coagulacin del coloide.

Doble capa elctrica

POTENCIAL Z
15.unknown

Esquema de un coloide con carga positiva.

Debido a esta distribucin de cargas existe un potencial elctrico entre la superficie de la partcula y el lquido, el cual va disminuyendo al aumentar la distancia.Los potenciales desarrollados en un coloide se denominan: = potencial en la superficie o Potencial de Nerst.s= potencial en el interior de la capa difusa(capa doble) o potencial de Stern.z= potencial en el plano de cizalla entre la solucin y la partcula o potencial zeta.Cuando dos partculas coloidales se acercan una a otra actan dos fuerzas: la electrosttica de repulsin (o de Coulomb) que tiende a separar las partculas y las fuerzas atractivas de Van Der Waals.

Partcula cargada positivamente:

S :Capa de Stern;

G :Capa de Gouy-Chapman;

N :Zona de electroneutralidad.

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S G N

Modelo de la doble capa

Doble capa elctrica de una partcula
Partcula cargada positivamente: S, capa de Stern; G, capa de Gouy-Chapman; N, zona de electroneutralidad.

Existen tres potenciales de inters.

El de superficie o de Nerst,

El de la capa fija, y

El potencial zeta, es el que existe en el plano de cizalla y es calculable experimentalmente.

Modelo de la doble capa.

La partcula positiva atrae iones negativos. Slo una parte de estos iones de signo opuesto a la partcula quedan firmemente adheridos a su superficie formando una capa monomolecular de contraiones llamada Capa de Stern o Capa fija.Los dems iones se distribuyen en distintos niveles de acuerdo a la carga de la partcula formando la Capa difusa o de Gouy-Chapman.Hay un punto de la capa difusa donde la carga de la partcula no se hace sentir ms; 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 partcula, se mide la diferencia de potencial que hay entre la zona de separacin 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 estimacin de la carga de la partcula. El potencial Z se determina por varios mtodos entre ellos por electroforesis.

FLOCULACION DE COLOIDES

La estabilidad de un sistema es su capacidad para mantener su estado y completa homogeneidad en todo su volumen.

La sedimentacin de las partculas coloidales, con la heterogeneidad consiguiente en el sistema, es tan lenta que normalmente es impedida por agitacin trmica, en contraste con otras partculas ms grandes que sedimentan ms rpidamente.

Sin embargo hay casos en que las partculas de un sistema disperso sedimentan rpidamente, bien de forma espontnea en un tiempo corto o por adicin de pequeas cantidades de sales. Esto prueba que el tamao de las partculas ha aumentado y se dice que el coloide ha floculado (o coagulado). Si por un cambio apropiado en el disolvente se invierte este efecto, se dice que ha habido desfloculacin o precipitacin.

En el caso de sistemas coloidales, la adherencia de partculas en colisin es en general la ms importante de todas las posibles causas del aumento del tamao de la partcula.

Toda agregacin de partculas de un sistema, que da por resultado floculacin, produce un cambio en el estado del sistema disperso y, como consecuencia una perturbacin de su estabilidad. Por ello se puede hablar de estabilidad frente a agregacin de sistemas dispersos, que indica que el sistema no flocula.

Un aspecto interesante en el proceso de floculacin es la velocidad a la cual se produce sta. Para que ocurra agregacin de partculas, stas han de entrar en colisin mutua y cuando todas las colisiones dan por resultado agregacin, porque su energa trmica es suficiente para vencer la barrera de repulsin , hablamos de repulsin rpida, mientras que, cuando no todas las colisiones son efectivas para producir agregacin, hablamos de floculacin lenta.

FISICOQUIMICA.
ESTABILIDAD DE LOS SISTEMAS COLOIDALES
-SOL

-GEL

INTERACCIONES EN EL SOL

REPULSION DOBLE CAPA ELECTRICA

AFINIDAD PARTICULA SOLVENTE

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Repulsin de la doble capa elctricaPotencial Zeta ceroMovilidad inica ceroMxima estabilidad del sol

FLOCULACINMECANISMOS DE FLOCULACIN
RUPTURA DE DOBLE CAPA ELCTRICA

ADICCIN DE ELECTROLITO

FUERZAS DE REPULSION/ FUERZAS DE ATRACCION

DESOLVATACION

LEVE INTERACCION DOBLE CAPA

ADICION DE NO ELECTROLITO

AFINIDAD PARTICULA-SOLVENTE
AGENTES FLOCULANTES
NO ELECTROLITOS (ACETONA, ETANOL)

DESOLVATACION

ELECTROLITOS (SO4=,C204=, Cl-,I-,CSN-)

RUPTURA DOBLE CAPA/DESOLVATACION

*

Estabilidad de los sistemas dispersos
Es necesario formularlos adecuadamente para obtener preparados estables. Factores de los que depende la estabilidad de los sistemas dispersos: Grado de dispersin de la fase interna.Viscosidad.Carga elctrica de las partculas dispersas.Temperatura.

Grado de dispersin de la fase interna:Si el grado de dispersin de la fase interna es elevado y homogneo, aumenta la estabilidad del sistema.Viscosidad:El agregado de sustancias con propiedades reolgicas a un sistema disperso favorece la estabilidad. Al aumentar la viscosidad del medio dificulta la movilidad de las partculas impidiendo que se aproximen.

Carga elctrica de las partculas dispersas:Las partculas dispersas en un medio lquido tienden a cargarse elctricamente por adsorcin de iones del medio o por prdida de iones de la partcula. Se forma una doble capa elctrica que origina fuerzas de repulsin entre partculas de cargas elctricas similares (evitando su acercamiento). Temperatura:El aumento de la temperatura reduce la estabilidad de los sistemas dispersos al disminuir la viscosidad y aumentar la movilidad de las partculas o gotitas dispersas.

Agentes Espesantes
Muchas de estas sustancias espesantes son solubles en agua en pequeas proporciones y forman soluciones verdaderas debido a la gran hidrofilia de sus molculas.Al aumentar la concentracin, cambian las propiedades fisicoqumicas del sistema (viscosidad, conductividad elctrica).A una determinada concentracin las partculas de estas sustancias se atraen, se renen y forman agregados moleculares, que a su vez forman aglomerados hidroflicos, con estructuras de retculo tridimensional, capaces de retener agua, aumentado la viscosidad del medio.Los coloides hidroflcos se utilizan mucho como soportes en suspensiones: son los llamados vehculos estructurados.

Agentes espesantes
Las molculas de los agentes espesantes, una vez dispersas, generalmente en agua, son capaces de formar iones de gran tamao (macroiones) que pueden ser : Catinicos o aninicos.No inicos.Anfteros.

Agentes espesantes
De origen mineralSilicatos de aluminio y magnesioBentonita: Silicato hidratado de aluminio con trazas de xido de hierro.Veegum: Silicato magnsico alumnico coloidal.De origen sintticoCarbomer (carboxipolimetileno, polmero carboxivinlico, cido poliacrlico)Anhdrido silcico coloidal (Aerosil)Alcohol PolivinlicoP.V.P

Agentes espesantes
De origen vegetalExudadosGoma arbigaGoma tragacantoGoma KarayaExtractos vegetalesGoma guarAlmidnPectinaExtrado de algasAlginatoAgarCarragenatos De origen AnimalGelatina CasenaDerivados de la celulosamodificadaMetil (de empleo frecuente)CarboximetilEtilHidroxietil-Hidroxipropil
////////////////// Slido //////////////////

////////////////// Slido //////////////////

Capa

fijada

Capa difusa

(mvil)

Representacin de la Doble Capa Elctrica

z

coloides

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