coloides y sus propiedades

8/16/2019 coloides y sus propiedades

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Emulsiones yColoides

Fisicoquímica.

•Álvarez Jhazmiriam.•Bermúdez Yeraldid•Cardoza María.•

Rodríguez María.•Mora Ángel.

Realizado&or'

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Fisicoquímica.

Fac!ores (ue )$ec!an %asEs!a*ilidad +e %os ,olesSol liófobo

• %a es!a*ilidad de es!osde&enden &rinci&almen!e dela carga el-c!rica &oseen

cargas del mismo signo y sere&elen en!re si garan!izandola sus&ensi/n de las&ar!ículas. Es!os soles sonrela!ivamen!e ines!a*les ome!aes!a*les a menudo*as!a una &eque0a can!idadde elec!roli!o o una elevaci/nde !em&era!ura &ara&roducir la coagulaci/n y&reci&i!aci/n de &ar!ículasdis&ersas.

• Sol liólo• En los soles lio1licos las

$uerzas de in!eracci/nen!re las &ar!ículas

coloidales y líquidos sonmuy $uer!es. or lo !an!oes!os son muy es!a*les yno &reci&i!an y coagulan$2cilmen!e sin em*argo laadici/n de grande can!idad

&ueden causar d &ar!ículasde &reci&i!ado. ,i grancan!idad de liquido sea0ade al &reci&i!ado &uedevolver a su es!ado original.


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Fisicoquímica.

Coloide ro!ec!ores

• Se denomina coloidesprotectores a ciertos usadospara aumentar la estabilidadde soles liófobos. Forman

alrededor de cadamacromolécula de coloidedispersando un retículomono molecular hidrofílicoque lo recubre y lo protegetambién contribuye a laviscosidad del mediodisminuyendo la velocidadde sedimentación y laaglomeración de partículas.

Fisicoquímica.

A

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%a acci/n &ro!ec!ora de coloides hidro1laciosse mide &or el numero de oro que se de1necomo la can!idad de mg de sus!ancia3coloide&ro!ec!or4 que agregada a 56 ml de unasoluci/n de oro ro7o &a!r/n evi!a el cam*io de

color de ro7o al azul &or adici/n de 5 ml deuna soluci/n de cloruro de sodio al 568 elcam*io de color se de*e a la coagulaci/n de&ar!ículas y &or lo !an!o el numero de oro es

una medida de la can!idad de coloide&ro!ec!or que im&ide la acci/n &reci&i!an!edel elec!roli!o "aCl cuan!o menor es elnumero de oro es decir cuan!o menor es lacan!idad de sus!ancia u!ilizada &ara

es!a*ilizar un coloide hidr/$o*o !an!o mayor

Fisicoquímica.

Coloide ro!ec!ores

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Fisicoquímica.

• or adicci/n deconcen!raci/n de

elec!roli!o es!o&roduceaglomeraci/n ysedimen!aci/n

de las &ar!ículasdenomin2ndosee$ec!o salinoso*re es!os

sis!emas.

E$ec!o salino

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Fisicoquímica.

Ión Al! "a# $g# %&' %a &

(adio)Ao* +.,+ +.-- +., /.!! +.-, 0

Area)Ao#*

,.!/ ##.# /#.!/

#,.!, ##.#!

0

1ensida

d decarga)carga2Ao#*

+., +.+- +./ +.+' +.+

,

0

,erie lio!r/1ca

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Fisicoquímica.

•%a densidad de carga a$ec!a elgrado de hidra!aci/n 3can!idad

de mol-culas de agua asociadasal ca!i/n4. ) mayor densidad decarga mayor hidra!aci/n 3es!oes valido solo &ara ca!iones de lamisma valencia4.

•ara monovalen!es "a9 es el

i/n que se hidra!a con mayor$acilidad. ara divalen!es Ca9:

!iene un radio hidra!ado menor.

•%a $acilidad de adsorci/n ydeserci/n de un ca!i/n es una$unci/n de la carga del ca!i/n ycuan cercano es!e &uede llegar alos si!ios de in!ercam*io3nega!ivos4. El agua dehidra!aci/n aumen!a la dis!anciaen!re los iones y los si!ios dein!ercam*io.

,erie lio!r/1ca

%a serie lio!r/&ica es!a *asada&rimero en la valencia del ca!i/n.Ca!iones !rivalen!es son mas$uer!emen!e a!raídos que losdivalen!es. %os divalen!es sonmas $uer!emen!e a!raídos que los

monovalen!es. +is!inciones en!reiones de la misma valencia se haceen *ase a el grado de hidra!aci/n3&aso :4.or lo !an!o el orden de re!enci/nde ca!iones a los coloides es de'

)l9;

< =9 < Ca9:

< Mg9:

< "=>9

? @< "a9•El ion hidronio 3=94 al sermonovalen!e y al!amen!ehidra!ado de*ería es!ar cerca del"a en el orden de adsorci/n. %arealidad es que =9 no se hidra!a

como de*ería y se &uede en!oncesmover con mayor $acilidad 3o ser

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Aeles.

•Ael',is!ema coloidal semirrígido con un mínimo de dos com&onen!es en elque am*os se e!ienden de $orma con!inua a !rav-s del sis!ema.%a coagulaci/n de un sol li/1lo o li/$o*o &roduce un &reci&i!ado quecon!iene !odo el líquido y que reci*e el nom*re de gel.

•Aeli1caci/n' Es el &roceso &or el cual se $orma un gel.

-!odos de re&araci/n de AelesEn$riamien!o

%os geles de agaragar de gela!ina y o!ras sus!ancias se&re&aran en$riando una dis&ersi/n no muy diluida de ellasen agua calien!e. )l en$riarse las &ar!ículas dis&ersas muyhidra!adas &ierden su es!a*ilidad se aglomeran en masasm2s grandes y ocasionalmen!e se aco&lan &ara $ormar unaes!ruc!ura semirrígida del gel que a!ra&a !odo medio li*re.

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Fisicoquímica.

+o*le +escom&osici/n

Es!e m-!odo se ve ilus!radoen la $ormaci/n de geles de2cido silícico &or adici/n de

un acido a una soluci/nacuosa de silica!o de sodio.El 2cido silícico así li*eradoes al!amen!e gela!inosode*ido a la hidra!aci/n y&asa a gel solido mas omenos r2&idamen!e.

Cam*io de ,olven!es

)lgunos geles se o*!ienencam*iando sú*i!amen!eel solven!e en el cual es!2

disuel!a una sus!ancia&or o!ro en el cual esinsolu*le.

Dn e7em&lo de es!e caso

lo o$rece el gel de ace!a!ode calcio. ,i a unasoluci/n acuosa de es!asal se a0ade alcohol lasal a&arece sú*i!amen!ecomo una dis&ersi/n

coloidal que se!rans$orma des&u-s en un

Aeles.


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Fisicoquímica.

i&os de Aeles•

El2s!icos3n gel el4sticocompletamentedeshidratado se puede

regenerar por adición deagua. 5n este tipo de gellas bras que locomponen son 6e7iblesy por hidratación puedene7pandirse para formarun nuevo gel.

•

"o el2s!icos8ueden hacerse vítreos9pulveri:arse o perder laelasticidad por secado.

%o presentan inhibiciónya que pueden tomarlíquido sin cambio devolumen.

;elatina

;el de Sílice

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Fisicoquímica.

ro&iedades +e los Aeles.

Es el &roceso median!e elcual mucho de los geles

!an!o el2s!icose&erimen!an unacon!racci/n de volumen enre&oso &or eudaci/n delsolven!e

,in-resis

io!ro&í a.Es la !rans$ormaci/n solgel.

Es una &ro&iedad de un

ma!erial de cam*iar suviscosidad median!e $uerzade agi!aci/n y vi*raci/n.


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Fisicoquímica.

Emulsiones.

Es una mezcla de dos líquidos inmisci*les es decir líquidosque no se mezcla *a7o condiciones normales uno de loslíquidos es!a dis&erso en el o!ro en $orma de &eque0as go!as.%as emulsiones &oseen una es!a*ilidad mínima la cual seincremen!a con agen!es emulsi1can!es y &or e$ec!os

mec2nicos !ales como agi!adores y homogenizadores.Fases de una Emulsi/n

Fase Con!inua'Es la $ase liquida que rodea

las &eque0as go!as de uncom&ues!o de la emulsi/n.

Fase +is&ersa'Es la $ase liquida que $orma

&eque0as go!as


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Fisicoquímica.

Emulsiones.

rans&aren!es.El !ama0o de las &ar!ículasson signi1ca!ivamen!e

&eque0as. Resul!a enemulsiones que !ienen $asesdis&ersas y con!inuas de losmismos índices dere$racci/n.

Crom2!icas.

,i los dos líquidos !iene losmismos índices &ero

di$eren!es &oder /&!ico dedis&ersi/n es una emulsi/ncrom2!ica


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Fisicoquímica.

• "a!uraleza de la $asee!erna Caso e!r/leo )gua

b* 8etróleo enagua

a* Agua enpetróleo

-- < de las emulsionespetroleras son de este tipo y elcontenido de agua

generalmente es de /+ y !, <

Agua 8etróleo

8etróleo

Agua

"onsiste en glóbulos depetróleo dispersos en elagua. /< se da en la

industria de petróleo

Clasificación de las emulsiones

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Fisicoquímica.


• %aturale:a de la fasee7terna Caso e!r/leo )gua

c4 e!r/leo en agua en&e!r/leo

d4 )gua en &e!r/leo enagua

Ao!as deagua concrudo en elseno

e!r/leo

Ao!asde&e!r/leoconagua ensu seno)gua

,e encuen!ra raramen!e en la&roducci/n de &e!r/leo y se&uede dar &or al!asviscosidades y gravedadeses&eci1cas en el &e!r/leo

"o ha sido encon!rada enla &roducci/n de &e!r/leoy &uede &re&ararsee&erimen!almen!e.

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Fisicoquímica.

ro&iedades G&!icas,e carac!erizan los coloideso soles y emulsiones &orser *uenos dis&ersores dela luz que &resen!an ele$ec!o yndall. %a can!idadde luz dis&ersada de&ende

del !ama0o de las&ar!ículas y de la relaci/nde los índices dere$racci/n'

+onde'n? índice de re$racci/n de las&ar!ículas en sus&ensi/n.no? índice de re$racci/n del medio.

“La turbidez que presentan las dispersiones es

consecuencia de una dispersión intensa de la luz”

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Fisicoquímica.

ro&iedades G&!icas

5l método óptico para determinar la apariencia de una emulsión se

basa en el tama?o de las partículas dispersadas y la diferencia en losíndices de refracción de las dos fases. Si los índices son los mismos9 laemulsión es clara y transparente9 en este caso no in6uye el tama?ode las partículas. Si los índices son diferentes9 la emulsión aumentaen opacidad con una disminución en el tama?o de las partículas. @amisma opacidad se obtiene cuando el di4metro de las partículas es

cerca de m9 una mayor disminución en el tama?o de la partícularesulta en un aumento en transparencia.

5n las emulsionesB

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Fisicoquímica.

Movimien!o BroHniano.

• ,e carac!eriza &orque las&ar!ículas cam*ian de

velocidad y direcci/n en$orma de zigzag.

• Icurre según las &ar!ículascolisionan con las mol-culas

del medio dis&ersor.

• es el &rinci&al $ac!or &or elcual se le a!ri*uye que las&ar!ículas coloidales noasien!en.

%as &ar!ículas coloidales ehi*enmovimien!o *roHniano el cual

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Fisicoquímica.

Kiscosidad de las

emulsiones%a viscosidad es la &ro&iedad que carac!eriza laresis!encia de un Luido a des&lazarse. %aviscosidad de una emulsi/n de&ende denumerosos $ac!ores algunos con car2c!er $ísico

mas o menos de!erminado o!ros de !i&o 1sicoquimico cuyo e$ec!o em&ieza solamen!e aen!enderse. ) con!inuaci/n se &resen!an es!os$ac!ores y su inLuencia en la viscosidad de lasemulsiones.

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Fisicoquímica.

Fac!ores que a$ec!anla viscosidad

En!re los $ac!ores que a$ec!an la viscosidad &odemosmencionar'

Kiscosidad de la $ase e!erna' !odos los modelosem&íricos o !e/ricos indican una relaci/n de&ro&orcionalidad en!re la viscosidad de la emulsi/n y laviscosidad de la $ase e!erna la cual con!iene engeneral el agen!e emulsionan!e.

ro&orci/n Kolum-!rica de la $ase in!erna' es!e es un$ac!or de &rimera im&or!ancia en la viscosidad de lossis!emas emulsionados a mayor con!enido de go!asmayor in!eracci/n en!re go!as y &or lo !an!o mayorviscosidad.

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Fisicoquímica.Fac!ores que a$ec!anla viscosidad

ama0o de las go!as de la $ase in!erna' am*os!ama0os de go!a y su dis!ri*uci/n !ienen unainLuencia so*re la viscosidad de las emulsiones.

Kiscosidad de la $ase in!erna' es!e $ac!or 7uega un

&a&el im&or!an!e solo cuando eis!e un movimien!ode convecci/n den!ro de las go!as.

E$ec!o elec!roviscoso' al &resen!arse una do*leca&a el-c!rica en el e!erior de las go!as elmovimien!o de la $ase e!erna si!uada en!re dos

go!as &uede es!ar re!rasado &or $en/menos elec!roviscosos.

E$ec!o del emulsionan!e es decir de la $ormulaci/n'al aumen!ar la concen!raci/n de emulsionan!edisminuye el !ama0o de la go!a con el resul!an!e

aumen!o de la viscosidad.

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Fisicoquímica.

E$ec!o elec!ro viscoso

)l &resen!arse una do*le ca&a en el e!eriorde las go!as el movimien!o de la $ase e!ernasi!uada en!re dos go!as &uede es!ar re!rasado&or $en/menos elec!roviscosos.

Es&ecí1camen!e el drena7e de una &elícula de$ase e!erna en!re dos go!as vecinas arras!racargas el-c!ricas de la do*le ca&a y &roduceun e$ec!o llamado &o!encial de Lu7o cuyoresul!ado es un Lu7o inverso. Es!os e$ec!osaumen!an la viscosidad de la emulsi/n de

una $orma a veces no!a*le com&ara*le a un68 de aumen!o en el &orcen!a7e volum-!ricode $ase in!erna

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Fisicoquímica.+is!ri*uci/n del

!ama0o de la &ar!ícula

%as emulsiones ordinarias se carac!erizan algunasveces a &ar!ir del di2me!ro &romedio de sus go!asNsin em*argo sus &ro&iedades no solo de&enden dees!e &ar2me!ro y la única $orma de descri*ir lageome!ría de la emulsi/n es &or la dis!ri*uci/n de!ama0os de go!as de la $ase dis&ersa.

Es!e es &or consiguien!e uno de los $ac!ores masim&or!an!es a considerar en la ela*oraci/n deemulsiones.

,e ha encon!rado que eis!e una dis!ri*uci/n de!ama0o o&!ima según cual sea la a&licaci/n ya quees!e inLuye direc!amen!e so*re &ro&iedadesim&or!an!es como la viscosidad y la es!a*ilidad dela emulsi/n

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Fisicoquímica.+is!ri*uci/n del

!ama0o de la

&ar!ículaEl !ama0o &romedio de la go!a &uede calcularsede di$eren!es $ormas según el $en/meno dein!er-s se relacione con el numero de go!assu&er1cie o volumen

,i se hace analogía con la es!adís!ica la$recuencia rela!iva corres&onde a la &ro*a*ilidadde ocurrencia de un de!erminado di2me!rore&resen!a!ivo cuyo di2me!ro re&resen!a!ivo esen general el cen!ro del in!ervalo.

Cuando menor es el !ama0o de go!a mayor es la

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Fisicoquímica.

• S e d i m e n t a c i ó n/

• " o a g u l a c i ó n#

• ( u p t u r a d e l a e m u l s i ó n

!

Es!a*ilidad de lasemulsiones

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Fisicoquímica.

%a agi!aci/nmec2nica sim&le&uede con!ri*uir a la

energía con la quedos go!as invadanso*re o!ra.

%a clave de una*uena emulsi/n esuna *uena agi!aci/n.

OnLuencia de la agi!aci/n

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Fisicoquímica.

5.+e*e reducir la !ensi/n in!er$acial.

:.+e*e ser a*sor*ido com&le!amen!e &or los alrededores dela go!a dis&ersa como una &elícula .

;.+e*e !ener una es!ruc!ura molecular es&eci1ca con ele!remo &olar a!raído &or el agua y el no &olar &or el acei!e.

>.+e*e inLuir en la viscosidad de la emulsi/n.

.Ca&az de emulsi1car sis!emas con &eque0asconcen!raciones del mismo .

El o*7e!ivo de un agen!e emulsi1can!es es de $acili!ar la emulsi/n y &romover su es!a*ilidad

"a!uraleza +el )gen!e Emulsi1can!es

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CIS"D"I1A1

> 5 $ 8 5 ( A > 3 ( A

@atemperatura

puedeinvertir laemulsión oromperla

A mayorviscosidad9

mayorestabilidad en

la emulsión

A menortemperatura9 mayor

viscosidad

OnLuencia de la !em&era!ura

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Fisicoquímica.

• Mayor &= 3,ln *2sica4esmas &ro*a*le que se$ormen emulsiones acei!een agua

•

Menor &= 3,ln acida4 esmas &ro*a*le que se $ormeemulsiones agua en acei!e

= OI +EEMD%,OI"

E,)BO%O+)+ +E%)EMD%,OI"

!.+ Agua0aceite

Alta

.+ Agua0aceite

Alta

/+.+ Agua0

aceite

Eaa

/+., %inguna Inestable

//.+ Aceite0agua

Eaa

/!.+ Aceite0

agua

baa

E$ec!o del =

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Fisicoquímica.

•Cam&os el-c!ricos' la es!a*ilidad de unaemulsi/n aumen!a cuando las cargas de lascargas &ar!iculares aumen!an. )lgunas

emulsiones se es!a*iliza com&le!amen!e &orla a!racci/n el-c!rica.•resencia de s/lidos y de sus!anciaselec!rolí!icas' las emulsiones &ueden seres!a*ilizadas &or ma!eriales que son!ensoac!ivos. ,olo en un sen!ido muyes&ecializados es!o es solido 1namen!edivididos. En es!os se incluyendo sales*2sicas de los me!ales negro de humo sílice

en &olvo y di$eren!es arcillas.

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•Edad de la Emulsi/n' ,i una emulsi/n es&roducida en el in!erior de un !anque y no es!ra!ada una cier!a can!idad de agua&reci&i!ara &or gravedad. ) menos que

algunas $ormas de !ra!amien!os sea em&leada&ara com&le!ar la ru&!ura !o!al ha*r2 un

&orcen!a7e &eque0o de agua en el acei!eaunque se &rolongue le !iem&o de

&reci&i!aci/n. Es!e &eque0o &orcen!a7e deagua !iende a es!a*ilizar la emulsi/n. Es!oe&lica el &orque algunas emulsiones sehacen mas es!a*les y mas di$íciles de !ra!ardes&u-s que han enve7ecido. Es decir con el&aso del !iem&o una roci/n de agua &reci&i!a

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Kolumen +e %as

Fases.3eoría de Is!Hald4.Cuan!o mayor sea el volumen de la $ase mayor es la&ro*a*ilidad de que sea el medio de dis&ersi/n . ,in em*argo elliquido con el mayor volumen de $ase no es necesariamen!e elmedio de dis&ersi/n.

,i la emulsi/n es!uviera $ormada &or un con7un!o de go!i!ases$-ricas de igual radio em&aque!adas muy 7un!as la $asedis&ersa ocu&aría 6.P> del volumen !o!a. ,in em*argo se&ueden &re&arar emulsiones es!a*les en las que la $racci/n envolumen de la $ase dis&ersa es mayor que 6.P>

orque'

Las gotitas no son uniformes entamaño y pueden empaquetarse masadecuadamente.

Las gotitas pueden deformarseconvirtiéndose en poliedros gracias aque la película interfacial impide lacoalescencia.

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Kolumen +e %as

Fases.%a !eoría de Is!Hald requiere que las g/!icas de la $asedis&ersa sean es&eras &er$ec!as no de$orma*les y de di2me!rouni$orme. %as go!i!as en realidad no son así. En emulsionesdiluidas las go!i!as son es$-ricas o &r/imas a elloN &ero noson resis!en!es a la de$ormaci/n ni son uni$ormes endi2me!ro.

eoría +e %a Cu0a.Indica que para alcan:ar una densidad interfacial m47ima 9 el e7tremode la moléculas del emulsionante con actividad supercial que tiene la

sección transversal mayor9 debe estar orientada hacia el medio acuoso.

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eoría +e %a

Cu0a.%os 7a*ones de me!al monovalen!es !ienden a $ormaremulsiones IQ#.Mien!ras que los 7a*ones de me!ales &olivalen!es 3 me!ales&esados4 !ienden a $ormar emulsiones #QI.

Eis!en ece&ciones a la !eoría de la cu0a orien!ada. )sí los 7a*ones de &la!a que de*erían dar emulsiones de IQ# enrealidad es!a*ilizan el !i&o o&ues!o /sea #QI. %a siem&re reglade Bancro$ la cual es!a*lece que la $ase en la que el agen!e

emulsionan!e es mas solu*le de*e ser la e!erna de manerao*via !iene mas validez en es!e caso.

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Aracias.

coloides y sus propiedades

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