viernes, 8 de julio de 2011

Suspensión, coloide, solución verdadera

Un sistema homogéneo en el cual una fase se encuentra dispersa dentro de otra fase contínua o medio dispersante. Existen varios tipos de sistemas dispersos y cada uno tiene una denominación particular.
Suspensión
Si las partículas de la fase dispersa tienen un diámetro mayor a 0,1 micrones, se llama suspensión.  La fase dispersa se ve a simple vista; se puede separar por filtración, sedimentación o centrifugación. Ejemplo: preparaciones farmacéuticas.
Las suspensiones son mezclas heterogéneas formadas por un sólido en polvo (soluto) o pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido o gaseoso (fase dispersante o dispersora). Cuando uno de los componentes es agua y los otros son sólidos suspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas.
Sus partículas son mayores que las de disoluciones y los coloides, lo que permite observarlas a simple vista.
Sus partículas se sedimentan si la suspensión se deja en reposo. Los componentes de la suspensión pueden separarse por medio de centrifugación, decantación, filtración y evaporación.
Ejemplos de suspensiones son: algunos medicamentos; agua y la arena; la arena mezclada con el cemento; refrescos elaborados con zumos de frutas; algunas pinturas vinílicas, algunos aerosoles, especialmente aquellos que requieren ser agitados antes de usarse.

Dispersión coloidal
El nombre de coloide proviene de la raíz griega kolas que significa que puede pegarse. Este nombre hace referencia a una de las principales propiedades de los coloides: su tendencia espontánea a agregar o formar coágulos.
Si las partículas de la fase dispersa tienen un diámetro comprendido entre 0,1 y 0,001 micrones, se llama dispersión coloidal o coloide.  La fase dispersa se llama micela; no se ve a simple vista y no sedimenta en reposo. 

Propiedades de los coloides
Sus partículas no pueden ser observadas. Podemos definir los coloides como aquellos sistemas en los que un componente se encuentra disperso en otro, pero las entidades dispersas son mucho mayores que las moléculas del disolvente (Efecto Tyndall) .
Se clasifican según la magnitud de la atracción entre la fase dispersa y la fase continua o dispersante. Si esta última es líquida, los sistemas coloidales se catalogan como soles y se subdividen en Liófobos (poca atracción entre la fase dispersa y el medio dispersante) y Liófilos (gran atracción entre la fase dispersa y el medio dispersarte). Si el medio dispersante es agua se denominan Hidrófobos (repulsión al agua) e Hidrófilos (atracción al agua).
Los coloides pueden ser definidos como el puente que comunica a las suspensiones con las soluciones, es decir, son un paso intermedio entre ambas.
Aunque el coloide por excelencia es aquel en el que la fase continua es un líquido y la fase dispersa se compone de partículas sólidas, pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregación. En la siguiente tabla se recogen los distintos tipos de coloides según el estado de sus fases continua y dispersa:

Consideramos aquí distintas dispersiones coloidales.

Las partículas en un coloide tienen cargas eléctricas positivas o negativas pueden ser inducidas a precipitar por el agregado de un compuesto químico que pueda llegar a neutralizar las cargas
eléctricas de las partículas en suspensión, eliminando las fuerzas de repulsión.
Los agregados más grandes de las partículas coloidales forman suspensiones o emulsiones que son inestables.
Esto significa que las partículas suspendidas pueden eventualmente separarse de la suspensión y decantar debido a la fuerza de la gravedad; partículas más grandes y densas precipitan más rápidamente. Las partículas con una menor gravedad específica que el medio en el cual están dispersas pueden ascender y agregarse en la superficie superior, por ejemplo aceite en agua, espuma que se forma en la olla de cocción.

Emulsión: Un coloide formado por un líquido en otro líquido inmiscible es una emulsión. (Uno de los líquidos es una fase acuosa y el otro líquido es una fase aceite). Se prepara por agitación en equipos llamados homogeneizadores. Se deben agregar aditivos llamados emulsionantes para estabilizarla. Ejemplo: mayonesa, cuya fase dispersa se encuentra en forma de pequeñas gotas. Cuando hay ausencia de emulsionantes la emulsión es inestable y se separan los componentes. Ejemplo: vinagreta.
Aerosoles: Un colide formado por un sólido o un líquido en un gas se llama aerosol. Ejemplo: desodorantes cuya fase dispersa es una partícula sólida; insecticidas cuya fase dispersa es líquida.
Geles: Un gel (del latín gelu - frío, helado o gelatus - congelado, inmóvil) es un sistema coloidal donde la fase continua es sólida y la dispersa es líquida. Los geles presentan una densidad similar a los líquidos, sin embargo su estructura se asemeja más a la de un sólido. El ejemplo más común de gel es la gelatina comestible.
Ciertos geles presentan la capacidad de pasar de un estado coloidal a otro, es decir, permanecen fluidos cuando son agitados y se solidifican cuando permanecen inmóviles. Esta característica se denomina tixotropía. El proceso por el cual se forma un gel se denomina gelación.
Su uso en medicina, está muy difundido. Tras su aplicación desaparecen rápida y completamente, lo que les otorga un aspecto cosmético excelente. En dermatología se usan ampliamente sobre todo en zonas pilosas como el cuero cabelludo, o estrechas y de difícil acceso como el conducto auditivo externo o las fosas nasales, en donde la aplicación de productos más grasos haría muy difícil su posterior limpieza.

Efecto Tyndall
Rayos de luz cruzando a través de un banco de niebla, las partículas de niebla se hacen evidentes por el efecto Tyndall.
El efecto Tyndall es el fenómeno por el cual se pone de manifiesto la presencia de partículas coloidales en una disolución o un gas, al dispersar o esparcir éstas la luz, mientras que las disoluciones verdaderas y los gases sin partículas en suspensión son transparentes, pues prácticamente no dispersan o esparcen la luz. Esta diferencia permite distinguir a aquellas mezclas homogéneas que son suspensiones coloidales. El efecto Tyndall es obvio cuando los faros de un automóvil se usan en la niebla o cuando entra luz solar en una habitación con polvo, y también es el responsable de la turbidez que presenta una emulsión de dos líquidos transparentes como son el agua y el aceite de oliva. El científico irlandés John Tyndall estudió el efecto que lleva su apellido.
Ejemplos:

Fase dispersa


Fase continua
No es posible porque todos los gases son solubles entre sí
Aerosol líquido,
Ejemplos: niebla, bruma
Aerosol sólido,
Ejemplos: Humo, polvo en suspensión
Espuma,
Ejemplos: Espuma de afeitado
Emulsión,
Ejemplos: Leche, salsa mayonesa, crema de manos, sangre
Sol,
Ejemplos: Pinturas, tinta china
Espuma Sólida,
Ejemplos: piedra Pómez, Aerogeles
Gel,
Ejemplos: Gelatina, gominola, queso
Sol sólido,
Ejemplos: Cristal de Rubí

Solución verdadera
Las soluciones verdaderas son claras y transparentes y no es posible distinguir ni macroscópica ni microscópicamente sus partículas disueltas de la fase dispersante.
Se considera que una sustancia está en una solución verdadera si la misma está disuelta en iones individuales o moléculas cuyo tamaño es menor que 0,001 micrones, un tamaño de partícula que tiende a no precipitar fuera de la solución porque la fuerza de la gravedad es insignificante. Las partículas están separadas unas de otras y cada una se mueve en forma más o menos independiente en el solvente.
Todas las moléculas en una solución verdadera están en un constante movimiento al azar.
Ejemplo de soluciones verdaderas: lavandina, vinagre.

Una solución se define como una mezcla homogénea de un soluto (especie que se encuentra en menor cantidad) con un solvente (la especie que está en mayor cantidad y que disuelve al soluto).

Por ejemplo el aire puro es una mezcla entre Nitrógeno (79%), Oxígeno (19%) y de gases raros y CO2 (1%), el agua de mar es una mezcla que se forma por la combinación de agua y de sales de Na (NaCl), K, Mg y Ca, en una concentración del 3,5 %. La tierra, es una mezcla heterogénea de carbonatos, silicatos y de materiales pétreos.
Por definición, una solución es una mezcla líquida como en el caso del agua de mar, lo que la diferencia del aire y de la tierra que son conocidas como mezcla gaseosa y mezcla sólida respectivamente. Eso significa que vivimos en un planeta compuesto por enormes cantidades de solución acuosa.

En la solución, el solvente es la fracción líquida y el soluto es lo que se disuelve , por ejemplo: el agua es el solvente y el NaCl es el soluto. El soluto se disuelve en el solvente y se forma la solución.

Cuando un rayo luminoso atraviesa un recipiente transparente que contiene una solución verdadera, es imposible visualizarlo a través de ella, por lo que se dice que es una solución ópticamente vacía.

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