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• Randall Gerardo Córdoba Araya

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Los coloides

Resumen simple

La materia esta hecha de sustancias que idealmente pueden existir en su forma pura o como mezclas. Materia

Mezcla de sustancias

Homogénea (Solución)

Heterogénea

Sustancias puras

Compuesto

Diferente tipos of átomos

Elemento

Un solo tipo de átomo

Términos relevantes en la clasificación de la materia: •

Mezcla: se compone de dos o más sustancias que están físicamente mezcladas pero no están combinadas químicamente.

•

Sustancia pura: es un tipo de materia que tiene composición fija y definida; existen dos tipos de sustancias puras: elementos y compuestos.

•

Elemento: es el tipo de sustancia más simple que tiene propiedades químicas y físicas únicas. Un elementos consiste de un solo tipo de átomo que no se puede romper para obtener sustancias más simples.

•

Compuesto: sustancia pura compuesta de dos o más elementos que están químicamente combinados y presentes en proporciones fijas.

Para ilustrar, considere las siguientes muestras: Átomos del elemento X Átomos del elemento Y

Mezcla de los elementos X y Y

Compuesto de los elementos X y Y

Términos relevantes en la clasificación de la materia: •

Mezcla homogénea (solución) – es de composición uniforme y no tiene barreras visibles entre sus componentes.

•

Mezcla heterogénea – su composición no es uniforme y tiene una o más barreras visibles entre sus componentes.

•

Suspensión – una mezcla heterogénea que contiene partículas distintivas que precipitan del medio transcurrido algún tiempo después de su introducción.

•

Coloide (Dispersión coloidal) – es un tipo intermedio de mezcla entre la suspensión y la solución, en la cual hay partículas dispersas que permanecen suspendidas en el medio pero no están realmente disueltas.

Las siguientes mezclas son soluciones (mezclas homogéneas):

Vinagre blanco

Alcohol de farmacia

Infusión intravenosa

Removedor de esmalte

Las siguientes fotos presentan ejemplos de mezclas heterogéneas.

Aceite y agua

Rocas

Pregunta de reflexión para el(la) alumno(a): ¿En qué categoría de clasificación de la materia se encuentran los coloides? Materia

Mezcla de sustancias

?

Homogénea (Solución)

Heterogénea

Sustancias puras

Compuesto

Elemento

Coloides

Diferente tipos of átomos

Un solo tipo de átomo

Un criterio que se puede usar para determinar si una mezcla es solución, coloide o mezcla heterogénea es el tamaño de las partículas dispersas en el medio.

Mezcla

Ejemplo

Tamaño de las partículas dispersas (nm)

Mezcla heterogénea Coloide Solución

Arena en agua

> 1,000

Almidón en agua Azúcar en agua

1 – 1,000 0.1 - 1

Coloides

Los componentes básicos que se pueden hallar en los coloides son: • La fase dispersa constituida por partículas formadas de átomos, iones o moléculas incorporados y agregados. • El medio o fase dispersante en que se distribuyen las partículas . • En algunos casos se requiere de un agente estabilizante o emulsificador que tenga afinidad con la partículas y con el medio.

En la siguiente figura se presenta un ejemplo en donde se muestran los tres componentes de un coloide:

Coloide

Aceite Fase dispersante (medio)

Agregados de H2O Fase dispersa

Agente estabilizante (emulsificador)

Tabla: Tipos de coloides y ejemplos Fase dispersa (similar al soluto)

Medio dispersante (similar al disolvente)

sólido

sólido

sol sólido

líquido

sólido

emulsión sólida

Queso, mantequilla, jaleas

gas

sólido

espuma sólida

Esponja, piedra pómez, malvavisco

sólido

líquido

sol y gel

Pinturas, lodo, pudines, fluido celular

líquido

líquido

emulsión

Leche, aderezo, mayonesa, crema facial

gas

líquido

espuma

Crema de afeitar, crema batida, espuma de cerveza

sólido

gas

aerosol sólido

Humo, virus que se trasporta por el aire

líquido

gas

aerosol líquido

Neblina, humedad, nubes

Nombre común

Ejemplos

Rubí, porcelana

La dispersión de la luz por las partículas coloidales se le conoce como el efecto Tyndall, como se muestra en el primer recipiente de la siguiente figura:

Puntero láser Muestra A: Coloide

Muestra B: No coloide

silver-lightning.com/

La dispersión de la luz por las partículas coloidales se le conoce como el efecto Tyndall, como se muestra en el recipiente de la derecha siguiente figura:

Solución

Coloide

no ocurre dispersión de la luz

ocurre dispersión de la luz

http://image.wistatutor.com/content/surface-chemistry/tyndall-effect.jpeg Ver: http://youtu.be/NxldP1wK-f4

Las partículas coloidales exhiben movimiento Browniano el cual… … se caracteriza porque las partículas cambian de velocidad y dirección erráticamente. …ocurre según las partículas colisionan con las moléculas del medio dispersor. …es el principal factor al cual se le atribuye que las partículas coloidales no asienten.

Ver la animación: http://youtu.be/6VdMp46ZIL8

Conclusión

Para concluir, resumiremos las caracteristicas más importantes acerca de los coloides: •

Son un tipo intermedio de mezcla entre las suspensiones y las soluciones.

•

Consisten de partículas de tamaño entre 1 nm y 1000 nm que componen la fase dispersa y que se encuentran suspendidas en la fase dispersante (medio).

•

Sus partículas se mantienen suspendidas debido a que exhiben movimiento Browniano según colisionan con moléculas del medio dispersante.

•

Sus partículas tienen el suficiente tamaño para ocasionar la dispersión de un haz de luz (efecto de Tyndall).

Para concluir, resumiremos los conocimientos más importantes acerca de los coloides: •

Se pueden clasificar como sol sólido, emulsión sólida, espuma sólida, sol, emulsión, espuma, aerosol sólido y aerosol líquido

•

Los coloides hidrofóbicos se pueden estabilizar con agentes emulsificantes o mediante la adsorción de iones sobre la superficie de las partículas.

•

Existen varias formas de coagular o destruir el coloide: calentamiento, adición de electrolito y uso del precipitador de Cottrell.

Referencias (libros de texto): • • • • • • •

Brown, T.L.; LeMay, H.E.; Bursten, B.E.; Murphy, C.J. (2009) Chemistry: The Central Science (11th ed.) Upper Saddle River, NJ, EE.UU.: PearsonPrentice Hall. Burdge, J. (2009) Chemistry (1st ed.) NY, EE.UU.: McGraw-Hill McMurry, J.E.; Fay, R.C. (2008) Chemistry (5th ed.) Upper Saddle River, NJ, EE.UU.: Pearson-Prentice Hall. Petrucci, R.H.; Harwood, W.S.; Herring, G.F. (2007) General Chemistry: Principles and General Applications (9th ed.) Upper Saddle River, NJ, EE.UU.: Pearson Prentice Hall. Silberberg, M. (2006) Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (4th ed.). New York, NY, EE.UU.: McGraw-Hill College. Tro, N.J. (2008) Chemistry: A Molecular Approach (1st ed.) Upper Saddle River, NJ, EE.UU.: Pearson Prentice Hall. Whitten, K.W.; Gailey, K.D.; Davis, R.E. General Chemistry (3rd ed.) EE.UU.: Saunders College Publishing.

Referencias (internet): • • • • • •

silver-lightning.com/tyndall/tyndall3.jpg http://image.wistatutor.com/content/surface-chemistry/tyndall-effect.jpeg http://www.tutornext.com/preparation-emulsions/9991 http//youtu.be/NxldP1wK-f4 http://youtu.be/6VdMp46ZIL8 http://image.wistatutor.com/content/carbon-compounds/soapcleaning-action.jpeg

Características de los Coloides Los coloides, soluciones coloidales o sistemas coloidales son mezclas que presentan aspecto de solución, es decir, una mezcla homogénea, pero en realidad son mezclas heterogéneas. Esto sucede porque no son nítidas a simple vista, sin embargo estas mezclas se pueden observar mediante el uso de un microscopio. Los coloides están presentes en nuestro cotidiano. Son ejemplos de coloides: crema hidratante, yogur, leche, sangre, pinturas y gelatina. Es por eso que algunos productos químicos traen la indicación de que deben ser agitados antes de usarse. Esto se debe realizar para unir las partículas coloidales. Índice [Ocultar]    

1 2 3 5

Características Propiedades Características y propiedades (resumen) Tipos de Coloides o 5.1 Aerosol o 5.2 Emulsión o 5.3 Espuma o 5.4 Gel o 5.5 Sol

Características Las mezclas coloidales no se sedimentan de forma natural. Si colocamos un coloide en un recipiente, las partículas no se depositan en el fondo. Tampoco se pueden filtrar. El tamaño de las partículas presentes en los coloides comprende entre 1 y 100 nanómetros (1 nanómetro equivale a 1 millonésimo de milímetro). Todo lo que está fuera de ese intervalo son mezclas homogéneas o heterogéneas. Las mezclas homogéneas se consideran soluciones verdaderas. Sus partículas son menores que 1 nanómetro. Las mezclas heterogéneas poseen partículas mayores a 100 nanómetros. Propiedades

Los componentes de los coloides se llaman medio disperso y dispersante. La cantidad de dispersante es siempre superior. Presentan una característica de mezcla homogénea. Un ejemplo son las claras batidas en nieve: la clara en estado líquido asume el rol de componente disperso. El aire, que hizo que la clara se transformara en una espuma, es el componente dispersante, pues se necesita más aire que clara para que se obtenga esa mezcla. Además, los coloides permiten el paso de la luz entre ellos, lo que no sucede con las mezclas homogéneas. Si apuntamos con una linterna que tenga un foco pequeño de luz en una mezcla coloidal, se puede ver un haz de luz atravesando todo el recipiente donde se encuentra. Es lo que se llama efecto Tyndall. Mediante el mismo experimento, también es posible detectar el movimiento aleatorio de las partículas en la mezcla. Este es denominado movimiento Browniano. Características y propiedades (resumen) En resumen, las propiedades o características de los coloides son:      

Las fases de la mezcla no se distinguen fácilmente. El rango del tamaño de las partículas es de 1 y 100 nanómetros. Efecto Tyndall: la luz atraviesa la mezcla. Presencia de partículas dispersas y dispersantes. No sedimentan de forma natural y tampoco pueden ser filtrados. Movimiento Browniano: se puede detectar el movimiento de las partículas.

Tipos de Coloides Los coloides se clasifican según el estado físico de las partículas dispersas y dispersantes. Los tipos de coloides son: aerosol, emulsión, espuma, gel y sol (aquellos que tienen aspecto de solución).

Aerosol Componente disperso: sólido o líquido Componente dispersante: gas Ejemplos: humo, niebla, nube, spray Emulsión Componente disperso: líquido Componente dispersante: líquido o sólido Ejemplos: mayonesa, mantequilla, queso, helado Espuma Componente disperso: gas Componente dispersante: líquido o sólido Ejemplos: chantilly, clara en nieve, espuma de afeitar, palomitas de maíz Gel Componente disperso: líquido Componente dispersante: sólido Ejemplos: gelatina, gel de sílice, pasta de dientes

Sol Componente disperso: sólido Componente dispersante: líquido o sólido

Presentación interactiva PREZI acerca de Efecto Tyndall y Movimiento Browniano https://prezi.com/ir3iz5u0r-rl/efecto-tyndall-y-movimientobrowniano/

Los Coloides: Un Coloide, Solución Coloidal, Dispersión Coloidal o Sustancia Coloidal es una Mezcla formada por partículas microscópicas en estado sólido (fase dispersa) que están dispersas en una sustancia (fase fluida o dispersor). Algunos coloides se pueden identificar fácilmente al hacer pasar luz a través de ellos. Se observará un haz de luz que no es otra cosa que el reflejo de la luz en las partículas del coloide (por ejemplo en el cine la luz del proyector se refleja en las partículas de polvo de la sala). La separación de las sustancias de un coloide no es sencilla y hay que recurrir a métodos como a la coagulación. De hecho, etimológicamente "Coloide" proviene del griego "kolas" que significa "pegarse" en referencia a que las partículas del coloide son difíciles de separar de la fase fluida. Ejemplos de Coloides:              

Polvo flotando en el aire → fase fluida: aire, fase dispersa: polvo Humo → fase fluida: aire, fase dispersa: partículas sólidas producto de la combustión Niebla → fase fluida: aire, fase dispersa: gotas de agua microscópicas Aerosol → fase fluida: aire, fase dispersa: gotas de líquido pulverizadas Espuma de cerveza → fase fluida: líquido de la cerveza, fase dispersa: burbujas de aire microscópicas Espuma de afeitado → fase fluida: líquido de afeitado, fase dispersa: burbujas de aire microscópicas Nata → fase fluida: leche cuajada, fase dispersa: burbujas de aire microscópicas Piedra pómez→ fase fluida: roca sólida, fase dispersa: burbujas de aire microscópicas Leche → fase fluida: agua, fase dispersa: grasa, proteínas, minerales, glúcidos... Gelatina → fase fluida: colágeno, fase dispersa: partículas de agua y minerales Polvo flotando en el aire → fase fluida: aire, fase dispersa: polvo Queso → fase fluida: cuajo de la leche, fase dispersa: agua Tinta → fase fluida: agua, fase dispersa: pigmentos sólidos Rotulador o Plumón → fase fluida: alcohol, fase dispersa: pigmentos sólidos

   

Rubí → fase fluida: óxido de aluminio, fase dispersa: partículas de hierro o cromo Sangre → fase fluida: agua, fase dispersa: plasma sanguíneo Jugo de frutas → fase fluida: agua, fase dispersa: partículas de fibra, hidratos, vitaminas... Arcilla, Vidrios coloreados, Insecticidas, Cemento, Merengue, Goma espuma, Mantequilla, Helados, Pasta de dientes, Detergente, Jabón, Lodo, Agua coloreada, Crema batida, Nubes, Orina, Jaleas, Lubricante, Adhesivos, Perlas, Tejido óseo, Mayonesa, Gominola...

Disoluciones, Coloides y Suspensiones: Es importante distinguir las Disoluciones, Suspensiones y Coloides ya que es fácil confundirlos: 

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Disoluciones: son mezclas homogéneas formadas por sustancias cuyas partículas se dispersan y entremezclan a nivel atómico o iónico. Son disoluciones las siguientes mezclas: sal en agua, alcohol etílico en agua, gases que forman el aire, metales que forman una aleación... Coloides: es una dispersión de partículas de tamaño inferior a 1 micra formada por una fase fluida y una fase dispersa. Ejemplos de coloides: Polvo flotando en el aire, humo de combustión, niebla, aerosol, espuma de cerveza, espuma de afeitado, nata, piedra pómez, leche... Suspensiones: son mezclas heterogéneas formadas por partículas de tamaño superior a 1 micra que se encuentran suspendidas en un medio sin ser solubles. Ejemplos de suspensiones: Jugo de frutas, agua turbia de los ríos que sedimenta a su desembocadura...