¿Qué son los coloides?

Las soluciones son sistemas homogéneos. Cuando la arena se mezcla con agua, forma una suspensión que se asienta con el tiempo. Las dispersiones coloidales, o simplemente coloides, son un gran grupo de sistemas que existen entre los dos extremos de suspensiones y soluciones.

Los coloides son una combinación de dos sustancias en las que un componente se divide en partículas diminutas denominadas partículas coloidales (los diámetros oscilan entre 1 y 1000 nm) y se dispersan o suspenden sobre otro material en química. Filtrar o centrifugar no separará estas partículas rebeldes. Sol, emulsión, espuma y aerosol son ejemplos de coloides. Veamos qué son los coloides, para qué se usan y cómo se fabrican.

¿Qué son los coloides?

Un coloide es un sistema heterogéneo en el que una sustancia se dispersa como partículas muy finas en otra sustancia conocida como medio de dispersión.

La diferencia de tamaño de partícula es lo que distingue una solución de un coloide. Mientras que las partículas constituyentes de una solución son iones o moléculas pequeñas, la fase dispersa de un coloide puede consistir en partículas de una sola macromolécula (como una proteína o un polímero sintético) o un agregado de muchos átomos, iones o moléculas. Las partículas coloidales son más grandes que las moléculas simples pero lo suficientemente pequeñas como para flotar. Sus diámetros oscilan entre 1 y 1000 nm.

Debido a su pequeño tamaño, las partículas coloidales tienen un área de superficie masiva por unidad de masa. Considere un cubo con una longitud de lado de 1 cm. Tiene una superficie total de 6 cm ^{2 .} Si se divide en 1012 cubos iguales, los cubos tendrían el tamaño de partículas coloidales grandes con una superficie total de 6 m ² .

Ejemplo de coloides

• Sangre: Una proteína de albúmina que contiene pigmento de respiración soluble en agua. La albúmina sirve como fase dispersa en la parte pigmentada y el agua como medio de dispersión. Es una especie de hidrosol.
• Nube: Tiene aire como medio de dispersión y gotas de agua como fase dispersa. Estas son latas de aerosol.
• Sol de oro: Es un sol metálico con partículas de oro dispersas en agua.

Clasificación de coloides

Los coloides se clasifican en base a los siguientes criterios:

1. El estado físico de la fase dispersa y el medio de dispersión.
2. Naturaleza de la interacción entre la fase dispersa y el medio de dispersión
3. Tipo de partículas de la fase dispersa.

Clasificación basada en el estado físico de la fase dispersa y el medio de dispersión

Hay ocho tipos diferentes de sistemas coloidales dependiendo de si la fase dispersa y el medio de dispersión son sólidos, líquidos o gases. Cuando un gas se mezcla con otro, el resultado es una mezcla homogénea, que no es un sistema coloidal. Los siguientes son ejemplos de varios tipos de coloides, junto con sus nombres comunes.

Fase dispersa	Medio de dispersión	Tipo de coloide	Ejemplos
Sólido	Sólido	Sol sólido	piedras preciosas
Sólido	Líquido	Sol	pinturas
Sólido	Gas	Aerosol	humo, polvo
Líquido	Sólido	Gel	queso, mantequilla
Líquido	Líquido	Emulsión	Leche, crema para el cabello
Líquido	Gas	Aerosol	Niebla, neblina, nube, spray insecticida
Gas	Sólido	Sol sólido	Espuma de caucho
Gas	Líquido	Espuma	Crema batida

Los coloides se encuentran en una amplia gama de productos comerciales y naturales. La nata montada, por ejemplo, es una espuma, que es un gas disperso en un líquido. Los sistemas coloidales incluyen espumas contra incendios, que se utilizan en aterrizajes de emergencia de aviones. La mayoría de los fluidos biológicos son soles acuosos (sólidos dispersos en agua). Dentro de una célula típica, las proteínas y los ácidos nucleicos son partículas de tamaño coloidal dispersas en una solución acuosa de iones y moléculas pequeñas. Los soles (sólidos en líquidos), los geles (líquidos en sólidos) y las emulsiones son los más comunes (líquidos en líquidos). Si el medio de dispersión es agua, el sol se denomina aqua sol.o hidrosol ; si el medio de dispersión es alcohol, el sol se denomina alcosol .

Clasificación basada en la naturaleza de la interacción entre la fase dispersa y el medio de dispersión

Los soles coloidales se clasifican en dos tipos en función de la naturaleza de la interacción entre la fase dispersa y el medio de dispersión: liofílicos (que atraen disolventes) y liófobos (que repelen disolventes) (repelentes de disolventes). Cuando se usa agua como medio de dispersión, se usan los términos hidrofílico e hidrofóbico.

1. Coloides liófilos: El término liófilo se refiere a una persona que disfruta de los líquidos. Los soles liófilos son soles coloidales formados directamente al combinar sustancias como goma, gelatina, almidón, caucho y otras con un líquido adecuado (el medio de dispersión). Una característica importante de estos soles es que si el medio de dispersión se separa de la fase dispersa (por ejemplo, por evaporación), el sol se puede reconstituir simplemente mezclándolo con el medio de dispersión. Como resultado, estos soles también se conocen como soles reversibles.
2. Coloides liofóbicos: el término liófobo se refiere a la aversión a los líquidos. Sustancias como los metales, sus sulfuros, etc., no forman soles coloidales cuando se mezclan simplemente con el medio de dispersión. Solo mediante el uso de técnicas especializadas pueden producir soles coloidales. Estos soles se conocen como soles liófobos. Estos soles se precipitan (o coagulan) fácilmente cuando se agregan, calientan o agitan pequeñas cantidades de electrolitos y, por lo tanto, no son estables. Además, no devuelven sol coloidal simplemente añadiendo el medio de dispersión una vez precipitado. Como resultado, estos soles también se conocen como soles irreversibles. Los soles liófobos requieren agentes estabilizadores para su conservación.

Clasificación Basada en Tipo de Partículas de Fase Dispersa, Coloides Multimoleculares, Macromoleculares y Asociados

Los coloides se clasifican en tres tipos según el tipo de partículas en la fase dispersa: coloides multimoleculares, macromoleculares y asociados.

1. Coloides multimoleculares: cuando una sustancia se disuelve, una gran cantidad de átomos o moléculas más pequeñas se agregan para formar especies coloidales. Las especies resultantes se conocen como coloides multimoleculares. Un sol de oro, por ejemplo, puede contener partículas de varios tamaños y muchos átomos. El sol de azufre está formado por partículas que contienen mil o más moléculas de azufre S ₈ .
2. Coloides macromoleculares: las macromoléculas en disolventes adecuados forman soluciones coloidales con macromoléculas. Estos se conocen como coloides macromoleculares. Estos coloides son bastante estables y, en muchos sentidos, se asemejan a soluciones verdaderas. El almidón, la celulosa, las proteínas y las enzimas son ejemplos de macromoléculas naturales, mientras que el polietileno, el nailon, el poliestireno, el caucho sintético y otras macromoléculas artificiales son ejemplos de macromoléculas artificiales.
3. Coloides asociados (micelas): algunas sustancias se comportan como electrolitos fuertes normales a bajas concentraciones, pero exhiben un comportamiento coloidal a concentraciones más altas debido a la formación de agregados. Las micelas son las partículas agregadas que se forman como resultado de este proceso. Estos también se conocen como coloides asociados. La formación de micelas se produce sólo por encima de una determinada temperatura conocida como temperatura Kraft y una determinada concentración conocida como concentración crítica de micelas.

Aplicación de Coloides

1. Los coloides se utilizan ampliamente en la industria, la medicina y la vida cotidiana.
2. El jarabe, el halwa y la sopa son ejemplos de sistemas coloidales en los alimentos.
3. Medicina: La plata coloidal, también conocida como Argyrols, actúa como antiséptico para las infecciones oculares.
4. En el precipitador Cottrell para la purificación del aire: En este proceso interviene la coagulación de las partículas de la solución. Cuando entra polvo o humo en una cámara electrificada con una placa eléctrica central cargada con la carga opuesta a una abolladura o una partícula de humo, las partículas se coagulan y sale aire puro por otra salida.
5. Curtido de cueros: Las pieles de animales son muy suaves; cuando se sumerge en una solución de tanino con carga opuesta a la de la piel del animal, las partículas se coagulan y la piel se endurece; esto se conoce como curtido de cuero.
6. La formación de deltas es causada por la coagulación de partículas de arcilla de río con un electrolito de agua de mar.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Cuál es la distinción principal entre soles liófilos y liófobos?

Responder:

En los soles liófilos existe una fuerte interacción entre la fase dispersa y el medio de dispersión, el cual es altamente estable y resistente a la coagulación. Los soles liófobos son fuerzas de atracción de Van Der Waals irreversibles y listas para coagular entre la fase dispersa y el medio de dispersión.

Pregunta 2: ¿Qué son los geles? Dar un ejemplo.

Responder:

Los geles son un tipo de sol en el que un sólido sirve como medio de dispersión y un líquido sirve como fase dispersa; son estables a bajas temperaturas.

Pregunta 3: Dé ejemplos de coloides macromoleculares.

Responder:

Suelen ser partículas biomoleculares, como enzimas o proteínas, que se agregan para formar soles cuando se sumergen en un medio de dispersión adecuado.

Pregunta 4: ¿Qué fenómeno de los coloides implica la formación de un delta?

Responder:

La formación del delta se ve favorecida por la coagulación o la floculación. El río contiene partículas de arcilla que se coagulan cuando se combinan con agua de mar y electrolitos debido a la presencia de iones opuestos.

Pregunta 5: Nombre la sustancia que se usa durante la ultrafiltración para reducir el tamaño de los poros del papel de filtro.

Responder:

Debido al gran tamaño de los poros, el papel de filtro normal no se puede utilizar en la ultrafiltración. Los poros se reducen de tamaño utilizando una solución de colodión, que es una solución de nitrato de celulosa al 4 por ciento en una mezcla de alcohol y éter.