No hay elementos en la naturaleza que sean puros. Básicamente, son todas mezclas. Ellos, a su vez, pueden ser heterogéneos u homogéneos. Se forman a partir de sustancias en estado de agregación, creando así un cierto sistema de dispersión en el que hay varias fases. Además, las mezclas suelen contener un medio de dispersión. Su esencia radica en que se considera un elemento de gran volumen en el que se distribuye alguna sustancia. En un sistema disperso, la fase y el medio están ubicados de tal manera que hay partículas de la interfase entre ellos. Por lo tanto, se llama heterogénea o heterogénea. En vista de esto, la acción de la superficie, y no de las partículas en su conjunto, es de gran importancia.
Clasificación del sistema disperso
Fase, como saben, está representada por sustancias que tienen un estado diferente. Y estos elementos se dividen en varios tipos. El estado de agregación de la fase dispersa depende de la combinación deambiente, resultando en 9 tipos de sistemas:
- Gasolina. Líquido, sólido y el elemento en cuestión. Mezcla homogénea, neblina, polvo, aerosoles.
- Fase líquida dispersa. Gas, sólido, agua. Espumas, emulsiones, soles.
- Fase sólida dispersa. Líquido, gas y la sustancia considerada en este caso. Suelo, significa en medicina o cosmética, rocas.
Por regla general, el tamaño de un sistema disperso está determinado por el tamaño de las partículas de fase. Existe la siguiente clasificación:
- grueso (suspensiones);
- delgado (soluciones coloidales y verdaderas).
Partículas del sistema de dispersión
Al examinar mezclas gruesas, se puede observar que las partículas de estos compuestos en la estructura se pueden ver a simple vista, debido a que su tamaño es superior a 100 nm. Las suspensiones, por regla general, se refieren a un sistema en el que la fase dispersa es separable del medio. Esto se debe a que se consideran opacos. Las suspensiones se dividen en emulsiones (líquidos insolubles), aerosoles (partículas finas y sólidos), suspensiones (sólidos en agua).
Una sustancia coloidal es cualquier cosa que tiene la cualidad de tener otro elemento uniformemente disperso sobre ella. Es decir, está presente, o mejor dicho, forma parte de la fase dispersa. Este es un estado en el que un material está completamente distribuido en otro, o más bien en su volumen. En el ejemplo de la leche, la grasa líquida se dispersa en una solución acuosa. En este caso, la molécula más pequeña está dentro de 1nanómetro y 1 micrómetro, haciéndolo invisible a un microscopio óptico cuando la mezcla se vuelve homogénea.
Es decir, ninguna parte de la solución tiene mayor o menor concentración de la fase dispersa que otra. Podemos decir que es de naturaleza coloidal. El más grande se llama fase continua o medio de dispersión. Ya que su tamaño y distribución no cambian, y el elemento en cuestión se distribuye sobre él. Los tipos de coloides incluyen aerosoles, emulsiones, espumas, dispersiones y mezclas llamadas hidrosoles. Cada uno de estos sistemas tiene dos fases: una fase dispersa y otra continua.
Coloides por historia
El intenso interés por tales sustancias estuvo presente en todas las ciencias a principios del siglo XX. Einstein y otros científicos estudiaron cuidadosamente sus características y aplicaciones. En ese momento, este nuevo campo de la ciencia era el área de investigación líder para teóricos, investigadores y fabricantes. Después del pico de interés hasta 1950, la investigación sobre coloides disminuyó significativamente. Es interesante notar que desde la aparición reciente de microscopios de mayor potencia y "nanotecnologías" (el estudio de objetos de cierta escala diminuta), ha habido un interés científico renovado en el estudio de nuevos materiales.
Más sobre estas sustancias
Hay elementos observados tanto en la naturaleza como en soluciones artificiales que tienen propiedades coloidales. Por ejemplo, la mayonesa, la loción cosmética y los lubricantes son tipos de emulsiones artificiales, y la leche es similar.una mezcla que se encuentra en la naturaleza. Las espumas coloidales incluyen crema batida y espuma de afeitar, mientras que los artículos comestibles incluyen mantequilla, malvaviscos y jalea. Además de los alimentos, estas sustancias existen en forma de ciertas aleaciones, pinturas, tintas, detergentes, insecticidas, aerosoles, espuma de poliestireno y caucho. Incluso hermosos objetos naturales como nubes, perlas y ópalos tienen propiedades coloidales porque tienen otra sustancia distribuida uniformemente a través de ellos.
Obtención de mezclas coloidales
Al aumentar las moléculas pequeñas al rango de 1 a 1 micrómetro, o al reducir las partículas grandes al mismo tamaño. Se pueden obtener sustancias coloidales. La producción adicional depende del tipo de elementos utilizados en las fases dispersa y continua. Los coloides se comportan de manera diferente a los líquidos regulares. Y esto se observa en el transporte y las propiedades físico-químicas. Por ejemplo, una membrana puede permitir el paso de una verdadera solución con moléculas sólidas unidas a moléculas líquidas. Mientras que una sustancia coloidal que tiene un sólido disperso a través de un líquido será estirada por la membrana. La paridad de la distribución es uniforme hasta el punto de igualdad microscópica en la brecha sobre todo el segundo elemento.
Soluciones verdaderas
La dispersión coloidal se representa como una mezcla homogénea. El elemento consta de dos sistemas: fase continua y dispersa. Esto indica que este caso está relacionado consoluciones verdaderas, porque están directamente relacionadas con la mezcla anterior, que consta de varias sustancias. En un coloide, el segundo tiene la estructura de pequeñas partículas o gotas, que se distribuyen uniformemente en el primero. De 1 nm a 100 nm es el tamaño que constituye la fase dispersa, o más bien las partículas, en al menos una dimensión. En este rango, la fase dispersa son mezclas homogéneas con los tamaños indicados, podemos nombrar elementos aproximados que se ajustan a la descripción: aerosoles coloidales, emulsiones, espumas, hidrosoles. Las partículas o gotitas presentes en las formulaciones en cuestión se ven sustancialmente afectadas por la composición química de la superficie.
Sistemas y soluciones coloidales
Se debe tener en cuenta el hecho de que el tamaño de la fase dispersa es una variable difícil de medir en el sistema. Las soluciones a veces se caracterizan por sus propias propiedades. Para facilitar la percepción de los indicadores de las composiciones, los coloides se asemejan a ellos y se ven casi iguales. Por ejemplo, si tiene una forma sólida líquida dispersa. Como resultado, las partículas no atravesarán la membrana. Mientras que otros componentes como iones disueltos o moléculas pueden pasar a través de él. Si es más sencillo de analizar, resulta que los componentes disueltos atraviesan la membrana, y con la fase considerada, las partículas coloidales no pueden.
La aparición y desaparición de las características del color
Debido al efecto Tyndall, algunas de estas sustancias son translúcidas. En la estructura del elemento, es la dispersión de la luz. Otros sistemas y formulaciones vienen conalgún matiz o incluso ser opaco, con cierto color, aunque algunos no sean brillantes. Muchas sustancias familiares, como la mantequilla, la leche, la crema, los aerosoles (niebla, smog, humo), el asf alto, las pinturas, las pinturas, el pegamento y la espuma marina, son coloides. Este campo de estudio fue introducido en 1861 por el científico escocés Thomas Graham. En algunos casos, un coloide puede considerarse como una mezcla homogénea (no heterogénea). Esto se debe a que la distinción entre materia "disuelta" y "granular" a veces puede ser una cuestión de enfoque.
Tipos de sustancias hidrocoloides
Este componente se define como un sistema coloidal en el que las partículas se dispersan en el agua. Los elementos hidrocoloides, dependiendo de la cantidad de líquido, pueden tomar varios estados, por ejemplo, un gel o un sol. Son irreversibles (monocomponente) o reversibles. Por ejemplo, agar, el segundo tipo de hidrocoloide. Puede existir en estado de gel y sol, y alternar entre estados con calor agregado o eliminado.
Muchos hidrocoloides se derivan de fuentes naturales. Por ejemplo, la carragenina se extrae de las algas, la gelatina se extrae de la grasa bovina y la pectina se extrae de la piel de los cítricos y la pulpa de manzana. Los hidrocoloides se utilizan en los alimentos principalmente para modificar la textura o la viscosidad (salsa). También se usa para el cuidado de la piel o como agente curativo después de una lesión.
Características esenciales de los sistemas coloidales
A partir de esta información se puede ver que los sistemas coloidales son una subsección de la esfera dispersa. Ellos, a su vez, pueden ser soluciones (soles)o geles (jalea). Los primeros se crean en la mayoría de los casos sobre la base de la química viva. Estos últimos se forman bajo los sedimentos que se producen durante la coagulación de los soles. Las soluciones pueden ser acuosas con sustancias orgánicas, con electrolitos débiles o fuertes. Los tamaños de partícula de la fase dispersa de los coloides son de 100 a 1 nm. No se pueden ver a simple vista. Como resultado de la sedimentación, la fase y el medio son difíciles de separar.
Clasificación por tipos de partículas de la fase dispersa
Coloides multimoleculares. Cuando, en disolución, los átomos o moléculas más pequeñas de sustancias (que tienen un diámetro de menos de 1 nm) se combinan para formar partículas de tamaños similares. En estos soles, la fase dispersa es una estructura que consiste en agregados de átomos o moléculas con un tamaño molecular inferior a 1 nm. Por ejemplo, oro y azufre. En estos coloides, las partículas se mantienen unidas por fuerzas de van der Waals. Suelen tener un carácter liófilo. Esto significa una interacción de partículas significativa.
Coloides de alto peso molecular. Estas son sustancias que tienen moléculas grandes (las llamadas macromoléculas), que, cuando se disuelven, forman un cierto diámetro. Estas sustancias se denominan coloides macromoleculares. Estos elementos formadores de fase dispersa son típicamente polímeros que tienen pesos moleculares muy altos. Las macromoléculas naturales son almidón, celulosa, proteínas, enzimas, gelatina, etc. Las artificiales incluyen polímeros sintéticos como nailon, polietileno, plásticos, poliestireno, etc.e. Suelen ser liófobos, lo que significa en este caso la débil interacción de las partículas.
Coloides asociados. Son sustancias que, disueltas en un medio, se comportan como electrolitos normales a baja concentración. Pero son partículas coloidales con mayor componente enzimático de los componentes debido a la formación de elementos agregados. Las partículas de agregado así formadas se denominan micelas. Sus moléculas contienen grupos liofílicos y liófobos.
Micelas. Son partículas agrupadas o agregadas formadas por la asociación de un coloide en solución. Ejemplos comunes son jabones y detergentes. La formación se produce por encima de una determinada temperatura Kraft y por encima de una determinada concentración crítica de micelización. Son capaces de formar iones. Las micelas pueden contener hasta 100 moléculas o más, por ejemplo, el estearato de sodio es un ejemplo típico. Cuando se disuelve en agua, libera iones.
