Suspensiones y coloides

INTRODUCCIÓN

Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente.

Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan:

1. Su composición química es variable.

2. Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran.

3.

Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro : la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.

PRINCIPALES CLASES DE SOLUCIONES

SOLUCIÓN DISOLVENTE SOLUTO EJEMPLOS

Gaseosa Gas Gas Aire

Liquida Liquido LiquidoAlcohol en

agua

Liquida Liquido Gas O2 en H2O

Liquida Liquido Sólido NaCl en H2O

SOLUBILIDAD

La solubilidad es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura.

        Factores que afectan la solubilidad:

Los factores que afectan la solubilidad son:

a) Superficie de contacto: La interacción soluto-solvente aumenta cuando hay mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con más rapidez ( pulverizando el soluto).

b) Agitación: Al agitar la solución se van separando las capas de disolución que se forman del soluto y nuevas moléculas del solvente continúan la disolución

c) Temperatura: Al aument6ar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas y hace que la energía de las partículas del sólido sea alta y puedan abandonar su superficie disolviéndose.

d) Presión: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional 

SOLUCIONES DE ELECTROLITOS

Electrolitos:

Son sustancias que confieren a una solución la capacidad de conducir la corriente eléctrica. Las sustancias buenas conductoras de la electricidad se llaman electrolitos fuertes y las que conducen la electricidad en mínima cantidad son electrolitos débiles.

COLOIDES

los coloides son mezclas intermedias entre las soluciones y las mezclas propiamente dichas; sus partículas son de tamaño mayor que el de las soluciones ( 10 a 10.000 Aº se llaman micelas).

Los componentes de un coloide se denominan fase dispersa y medio dispersante. Según la afinidad de los coloides por la fase dispersante se clasifican en liófilos si tienen afinidad y liófobos si no hay afinidad entre la sustancia y el medio. 

             Clase de coloides según el estado físico

NOMBRE EJEMPLOS FASE

DISPERSA MEDIO

DISPERSANTE

Aerosol sólido Polvo en el aire Sólido Gas

Geles Gelatinas, tinta, clara de

huevoSólido Liquido

Aerosol liquido Niebla Liquido Gas

Emulsión leche, mayonesa Liquido Liquido

Emulsión sólida Pinturas, queso Liquido Sólido

Espuma Nubes, esquemas Gas Liquido

Espuma sólida Piedra pómez Gas Sólido

PROPIEDADES DE LOS COLOIDES

Las propiedades de los coloides son :

Movimiento browniano: Se observa en un coloide al ultramicroscopio, y se caracteriza por un movimiento de partículas rápido, caótico y continuo; esto se debe al choque de las partículas dispersas con las del medio.

Efecto de Tyndall   Es una propiedad óptica de los coloides y consiste en la difracción de los rayos de luz que pasan a través de un coloide. Esto no ocurre en otras sustancias.

Adsorción : Los coloides son excelentes adsorbentes debido al tamaño pequeño de las partículas y a la superficie grande. EJEMPLO: el carbón activado tiene gran adsorción, por tanto, se usa en los extractores de olores; esta propiedad se usa también en cromatografía.

Carga eléctrica : Las partículas presentan cargas eléctricas positivas o negativas. Si se trasladan al mismo tiempo hacia el polo positivo se denomina anaforesis; si ocurre el movimiento hacia el polo negativo, cataforesis.

Teoría de las soluciones

La mayoría de las soluciones que se utilizan en las operaciones analíticas tienen como solvente el agua y las especies disueltas son iónicas. La interacción entre las moléculas del solvente y los iones se describe con el término solvatación y hace referencia a la formación de agregados de varias moléculas de solvente mantenidas mediante atracciones electrostáticas prácticamente en contacto con las partículas cargadas.

Fuerzas intermoleculares

Para una sustancia pura, su existencia en alguno de los estados en los que se encuentra la materia en condiciones ambientales corrientes; se explica en función de la intensidad de las atracciones intermoleculares. Así por ejemplo, para justificar la existencia del estado líquido se argumenta el predominio de fuerzas de atracción de las descritas en los términos de London. De otra parte el estado sólido se explica por la existencia de fuerzas de atracción bastante intensas, originadas en la distribución no simétrica de cargas eléctricas.

Efecto de la concentración de los iones

Las soluciones que tienen como solvente el agua contienen preferencialmente solutos polares y más frecuentemente especies iónicas. La formación de soluciones de este tipo se produce debido a la reducción de las fuerzas de atracción entre las partículas cargadas debido al efecto dieléctrico (aislamiento de cargas) que producen los dipolos del agua.

Actividades y coeficientes de actividad

La descripción más simple de un estado de referencia es la propuesta de un estado de equilibrio que permite la definición de un estado fácil de interpretar durante el cual no se producen cambios observables.

En el equilibrio, las cantidades relativas de las especies químicas permanece constante y la relación entre ellas determina la constante de equilibrio.

Un procedimiento analítico muy empleado se fundamenta en la baja solubilidad de algunas sales, la constante de equilibrio para la descripción de este tipo de comportamiento se denomina contante del producto de solubilidad. Las técnicas de análisis químico se proponen de tal manera que se pretende lograr las condiciones adecuadas para que se pueda precipitar selectivamente una especie en particular aún en presencia de otras.

El estudio teórico del comportamiento de las soluciones permite hacer pronósticos para evaluar la factibilidad realizar una separación determinada. Sin embargo en ciertos casos, dependiendo del tipo especies presentes, se puede presentar una coprecipitación, durante la cual se precipita una sustancia cuyo límite se solubilidad aún no se ha alcanzado, debido a la adsorción u oclusión de iones de la especie más soluble en el seno del sólido de la especie menos soluble que se está separando de la solución.

Formación de una solución saturada:

1. Al soluto sólido se le agrega una pequeña cantidad de agua.

2. Después de pocos minutos la solución se colorea debido a la disolución del soluto. Queda una cantidad de soluto sin disolver menor que en el paso 1.

3. Después de un tiempo el color de la solución es más intenso y el soluto que no se ha disuelto es menor que en el caso anterior. La solución en el caso 2 no está saturada.

4. El color de la solución y la cantidad de soluto sin disolver en el caso 4 es similar al del caso 3. En el caso 3 se tiene un equilibrio dinámico que persiste en el caso 4. En los dos casos (3 y 4) la solución está saturada.

http://wwwprof.uniandes.edu.co/~infquimi/ANALISIS/inicio/contenido4.html

http://www.elprisma.com/apuntes/curso.asp?id=7469

Introducción: En una solución verdadera, las partículas de soluto constan de moléculas o iones individuales, imposibles de distinguir. Las suspensiones son aquellos compuestos en los cuales las partículas contienen más de una molécula y los agregados son suficientemente grandes para observarse a simple vista o con el microscopio. Entre estos dos extremos se encuentran las dispersiones coloidales, en las cuales las partículas pueden tener más de una molécula pero no son suficientemente grandes para observarlas en un microscopio. Es imposible establecer un límite bien diferenciado entre las distintas dispersiones coloidales, las soluciones verdaderas y las suspensiones.

Un sistema de dispersión es aquel en el cual la fase dispersa consiste de granos o gotas de un componente en el seno de la fase dispersora. Tanto la fase dispersa como el medio de dispersión pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Como los gases son totalmente miscibles, no se tienen dispersiones coloidales de gas – gas, pero existen otras combinaciones posibles

Conceptos por revisar Coloides, suspensiones, sistemas disperso, efecto Tyndall, sedimentación, filtración, densidad.

VariantesUsar en lugar de azufre aceite de cocina, cambiar el agua de nopal por una solución caliente de g Discusión y conclusiones

Microscópicamente las suspensiones son sistemas heterogéneos donde la fase dispersa está constituida por granos del sólido visible a simple vista, que por la acción de la gravedad o de la densidad pueden sedimentar o flotar en la fase dispersora. Las suspensiones son casos particulares de mezclas mecánicas que se separan fácilmente por filtración. En las disoluciones, el tamaño de partícula es el de las moléculas, átomos o iones y se consideran menor a 1 nanómetro (nm). El otro extremo son las suspensiones, cuyo tamaño es mayor de 100 nm. Así el tamaño de los coloides va de 1 a 100 nm, éstos valores son válidos para fines didácticos pues la frontera entre las soluciones,, coloides y suspensiones no es precisa. Los coloides son una transición entre las soluciones homogéneas y las suspensiones heterogéneas, la palabra coloide viene del griego kolla, pegamento y de 6ontra, similar, fue introducida en 1861 por el químico Thomas 6ontr para referirse a sustancias que se difunden con lentitud y no atraviesan el pergamino. Las propiedades de los sistemas coloidales son diferentes tanto de las soluciones como de las suspensiones, así se tienen propiedades exclusivas como el efecto Tyndall, propiedad óptica debido al tamaño pequeño de las partículas que funcionan como espejitos que reflejan la luz y por eso se ven y el movimiento Browniano que consiste en un movimiento desordenado continuo con trayectorias de zig-zag de las partículas, fenómeno observado por el botánico inglés Robert Brown en partículas de polen suspendidas en agua. Prácticamente todas las sustancias bien sean sólidas, líquidas o gases, pueden existir como coloides, las ocho posibles combinaciones de coloides se pueden ver en:

TIPOS de SISTEMAS COLIDALES

Medio de Dispersión Fase dispersa Nombre del sistema Ejemplos

Gas Líquida AerosolNiebla, Neblina, Nubes

Gas Sólida Aerosol Humo

Líquido Gas Espuma Crema batida

Líquido Líquida Emulsión Leche, Mayonesa

Líquido Sólida Sol Oro en agua

Sólido Líquida Gel Jalea

Sólido Sólida Gel Oro en vidrio

Sólido Gas Espuma sólida Piedra pómez

El estudio de los coloides es un campo multidisciplinario donde intervienen conjuntamente la química, la biología y la física. Actualmente trata de explicar a los seres vivos como sistemas coloidales presentes en las células.

Resumiendo, se pueden tener las siguientes conclusiones:1.- Al mezclar 2 o más sustancias, una de las cuales es líquida se pueden encontrar 3 comportamientos: soluciones, coloides y suspensiones2.- El que una mezcla se comporte como solución, coloide o suspensión depende del tamaño de la partícula dispersa y de la afinidad entre las fases3.- Las suspensiones son sistemas heterogéneos en donde la fase dispersa es fácilmente observable4.- Las suspensiones son fácilmente separables por métodos como la filtración

5.- Los coloides tienen propiedades exclusivas como el efecto Tyndall y el movimiento browniano que los distinguen perfectamente.

elatina, también cambiar el líquido del nopal por una solución diluida de leche.

 

SISTEMAS DISPERSOS

En las formas farmacéuticas solución los principios activos se hallan en un grado de división máximo ( molecular o iónico), disueltos en un vehículo que puede ser acuoso o hidroalcohólico.

Desde el punto de vista biofarmacéutico la disolución de los principios activos en los fluidos biológicos es un factor indispensable para poder atravesar las membranas biológicas y absorberse. El empleo de las formas farmacéuticas solución facilitan ese proceso.

Muchas veces las formas farmacéuticas solución resultan galénicamente irrealizables, ya sea por problemas de estabilidad de los principios activos en solución acuosa; bien porque el principio activo es poco soluble a la concentración en la que se utiliza para preparar el medicamento, o bien porque interesa acelerar, disminuir o prolongar la acción medicamentosa del fármaco. Se recurre al empleo de sistemas dispersos los que por sus propiedades físico-químicas constituyen vehículos en los cuales se pueden obtener principios activos con elevado grado de dispersión, facilitando la dosificación y adecuando los requerimientos biofarmacéuticos previstos.

 

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS

1.     Desde el punto de vista estructural

       Sistemas incoherente

       Sistemas coherentes

Los sistemas incoherentes están formados por dos fases bien definidas, una de ellas la fase dispersante, externa o continua, y la otra la fase dispersa, interna o discontinua. Esta última fase puede encontrarse en forma de partículas sólidas como en las dispersiones coloidales y suspensiones o en forma de gotitas en el caso de las emulsiones.

Los sistemas coherentes están formados por dos fases entremezcladas y estabilizadas por mecanismos físico-químicos como sucede en los geles. Las partículas dispersadas se contactan entre sí formando una estructura tridimensional en las que ambas fases se interpenetran proporcionando al sistema propiedades físico-químicas y reológicas especificas.

De acuerdo al estado físico de la materia

Pueden existir sistemas dispersos de:

Líquido en gas: aerosoles líquidos, nebulizaciones, niebla.

Sólido en gas: aerosoles sólidos, humos.

Gas en líquidos: espuma.

Líquido en líquido: emulsiones.

Sólido en líquidos: dispersiones coloidales, suspensiones.

Gas en sólido: espumas sólidas

Sólido en sólido: oro coloidal.

Cristales líquidos: estado intermedio entre sólido cristalino y líquido.

Estos sistemas dispersos tienen un importante interés galénico, porque pueden constituir por si mismos formas farmacéuticas, o bien emplearse como componentes de las mismas. Las dispersiones coloidales se utilizan como agentes reológicos para aumentar la estabilidad de suspensiones y emulsiones.

Estabilidad de los sistemas dispersos

Estos sistemas son termodinámicamente inestables. Es necesario formularlos adecuadamente para obtener preparados estables y poder utilizarlos como medicamentos.

Factores de los cuales depende la estabilidad de los sistemas dispersos:

       Grado de dispersión de la fase interna

       Viscosidad

       Carga eléctrica de las partículas dispersas

       Temperatura

La estabilidad del sistema aumenta cuando el grado de dispersión de la fase interna es elevado

y homogéneo.

El agregado de sustancias con propiedades reológicas a un sistema disperso favorece la

estabilidad, pues al aumentar la viscosidad del medio dificulta la movilidad de las partículas

impidiendo que éstas se acerquen (en el caso de dispersiones coloidales que coagulen y en

suspensiones que floculen).

Las partículas dispersas tienden a cargarse eléctricamente por adsorción de iones del medio o

por perdida de iones de las partículas, formándose una doble capa eléctrica que origina fuerzas de

repulsión entre las partículas de cargas eléctricas similares, evitando de esta manera el acercamiento de

las mismas.

El aumento de la temperatura reduce la estabilidad de los sistemas dispersos

al disminuir la viscosidad y aumentar la movilidad de las partículas o gotitas dispersas.

PARTE I: DISPERSIONES COLOIDALES

El término coloide deriva de la palabra griega que significa goma o cola, fue aplicado alrededor

de 1850 por el químico inglés Thomas 9ontr a polipéptidos como la albúmina y la gelatina, a las gomas

vegetales acacia, almidón y dextrina, y a compuestos inorgánicos como los hidróxidos metálicos

gelatinosos. Estos compuestos no cristalizaban y se difundían muy lentamente cuando se disolvían o se

dispersaban en agua.

Las soluciones coloidales en realidad son pseudosoluciones porque son dispersiones de

partículas que tienen un tamaño entre la décima y milésima de micrón, macromoléculas, que están

dispersas en un vehículo o fase continua. Hay una fase interna, dispersa o discontinua, en una fase

externa, dispersante o continua.

Estas partículas por su tamaño le confieren al sistema propiedades que le son típicas y

características, como ser: propiedades cinéticas, ópticas y eléctricas.

Los coloides se clasifican en función del grado de atracción que hay entre la fase dispersa y el

medio dispersante. Si el medio dispersantes es un líquido; estos sistemas coloidales se llaman soles.

Estos soles se pueden dividir en dos categorías:

    Liófobos : (del griego: aversión al líquido). Poca atracción entre la fase dispersa y

el medio dispersante.

  Liófilos: (del griego: afición al líquido) . Gran atracción entre la fase dispersa y el

medio dispersante.

Si el medio dispersante es agua, como en la mayoría de los sistemas se denominan:

    Hidrófobos: (aversión al agua)

     Hidrófilos: (afición al agua)

Coloides hidrófobo e hidrófilos(Características)

 No modifican la viscosidad del disolvente.   No modifican la tensión superficial del disolvente. Alta sensibilidad a los electrolitos que influyen sobre la carga eléctrica que circunda a la partícula.  

 

Inestabilidad por efecto de la diálisis, por eliminación de los electrolitos.   Presentan efecto Tyndall (debido a la diferencia en el índice de refracción de la fase dispersa y dispersante).   Forman por separación sólidos que son difíciles de resuspender en agua (coloides irreversibles).   Presentan una gran superficie al medio de dispersión , lo que determina una conducta especial de estas partículas.  No atraviesan membranas.   

Presentan movimiento Browniano.  

 Viscosidad superior a la del disolvente. Tensión superficial un tanto menor a la del disolvente. 

Poca sensibilidad frente a los electrolitos, por lo cual no modificamayormente su aspecto por agregado de sales.   Más estables con el tiempo ( por su gran hidrofilia y carga eléctrica); no separan la fase dispersa.   Efecto Tyndall poco notable.    Por pérdida de agua , pueden formar geles, pero son fácilmente redispersables (coloides reversibles o emulsoides).           Poca resistencia frente a bacterias y hongos, por lo que se requiere agregar un conservador.

Coloides Hidrófobos Coloides hidrófilos o mucílagos

 

 

      Coloides Hidrófobos

Los coloides hidrófobos forman por evaporación o enfriamiento sólidos que no se pueden

convertir nuevamente en soles invirtiendo los factores físicos, vale decir, por agregado de disolvente o

por calentamiento. Son irreversibles.

Los coloides hidrófilos son reversibles. Luego de evaporar la fase dispersante hasta

desecamiento, se puede obtener otra vez un sol añadiendo el medio dispersante.

Los coloides hidrófobos presentan movimiento Browniano que es un movimiento errático de las

partículas debido a la colisión de las mismas .

Estos coloides hidrófobos presentan, también efecto Tyndall. Las partículas coloidales son

pequeñas para ser vistas en el microscopio, existen métodos ópticos para ponerlas en evidencia;

consiste en hacer pasar un haz de luz intenso a través de un medio 12ontrapones claro. Las soluciones

verdaderas son óptimamente claras, en cambio las dispersiones coloidales dispersan la luz

produciendo el efecto Tyndall. .

En las soluciones verdaderas el haz de luz pasa como tal, en cambio en una solución coloidal se

dispersa por la diferencia en el índice de refracción y se forma el haz de Tyndall.

 

METODO DE OBTENCIÓN DE COLOIDES HIDRÓFOBOS

 

Existen dos métodos:

1) Métodos de condensación: se realiza a través de partículas que tienen un tamaño inferior al tamaño

de partículas coloidales o sea se parte de una solución verdadera y por reacción química se obtienen

partículas insolubles de tamaño coloidal.

2) Métodos por dispersión: se parte de partículas que tienen un tamaño mayor al coloidal.

En los métodos de condensación se obtienen partículas al estado coloidal por:

       Reducción

       Oxidación

       Hidrólisis.

 

Reducción: se obtienen soles de metales por reducción de soluciones de sus sales solubles u

óxidos, por ejemplo con monóxido de carbono, hidrógeno, formaldehído, etc. Así se obtienen los soles

de plata, platino y oro.

Oxidación: si tenemos una solución acuosa de hidrógeno sulfurado se puede oxidar con

oxígeno o anhídrido sulfuroso y se obtiene un sol de azufre.

Hidrólisis: se obtienen soles de óxidos e hidróxidos de metales débilmente electropositivos por

ejemplo, de hierro, aluminio, estaño, etc. por hidrólisis de sus sales en solución acuosa.

Métodos por reacción química entre dos sales:

NO3Ag + IK--------- NO3K + Iag

Es una reacción entre dos sales: por ejemplo, nitrato de plata e ioduro de potasio. Si una

solución diluida de una sal de plata se agrega a un pequeño exceso de solución diluida de ioduro de

potasio, se obtiene un sol de ioduro de plata que es un coloide hidrófobo con carga negativa; en

cambio, si la solución diluida de ioduro se agrega al exceso de nitrato de plata dará un sol de ioduro de

plata con carga positiva; depende de cual de las dos se agregue en exceso, se obtendrá un ioduro de

plata positivo o negativo.

NO3Ag + IK (exceso)------------- Iag con carga negativa

NO3Ag (exceso) + IK ------------- Iag con carga positiva

En los Métodos por dispersión: se parte de partículas que tienen un tamaño mayor que el

tamaño coloidal.

Los métodos son:

       Peptización

       Dispersión mecánica

       Desintegración eléctrica

 

En la peptización se agrega un agente peptizante que produce la dispersión en partículas

coloidales. En los soles liófilos ( como los de gelatina o almidón ) el agua es el agente peptizante.

Otro ejemplo es la celulosa parcialmente nitrada, que es la Piroxilina, por acción de una mezcla

de solventes, alcohol y éter, se produce la peptización en partículas coloidales, obteniéndose el sol

Colodión.

La dispersión mecánica se realiza en el molino coloidal. Es un molino que tiene discos

concéntricos, que están situados a pequeña distancia y giran a gran velocidad en sentido opuesto. El

medio dispersante junto con la sustancia a dispersar se pasan a través del molino, obteniéndose la

dispersión coloidal.

La desintegración eléctrica se realiza por dos método, el de dispersión y el de condensación.

Se hace pasar un arco de corriente continua entre electrodos formados por filamentos de oro platino

o plata introducidos en agua, lo que permite obtener un sol del metal. El arco produce un elevada

temperatura; el metal se vaporiza y el vapor es condensado en agua obteniéndose oro, plata y platino al

estado coloidal. Se ha modificado el método eléctrico para la preparación de soles de modo que se

puede emplear para metales y no metales. Se utilizan electrodos de hierro o aluminio, que no se

desintegran, y la sustancia que se quiere dispersar se suspende en forma de gránulos u hojuelas en el

líquido y se hace pasar una corriente continua. Se han preparado de este modo soles en medios

dispersantes orgánicos.

 

Purificación de las soluciones coloidales hidrófobas

El objetivo es separar las sustancias en solución verdadera de las soluciones coloidales.

Los métodos son:

Diálisis

Electrodiálisis

Ultrafiltración

Diálisis: es el pasaje de una solución verdadera a través de una membrana. Las partículas coloidales

quedan retenidas en la membrana y pasa la solución verdadera. Influye el efecto tamiz y la diferencia

entre las velocidades relativas de difusión de las sustancias disueltas y las partículas coloidales.

Primero se utilizó pergamino, luego membranas de celofán, ahora se utilizan las membranas de última

generación que son las de nitrato y acetato de celulosa.

Electrodiálisis: la separación de electrolitos se realiza por un campo eléctrico. La dispersión

coloidal (conteniendo electrolitos para eliminar) se coloca entre dos membranas. A los costados de esas

membranas hay un compartimiento con agua. Se coloca un electrodo en cada compartimiento, al

aplicar una FEM hay migración de los iones de la dispersión coloidal hacia el agua, quedando la

solución coloidal privada de la solución verdadera.

Ultrafiltración: cuando un sol se coloca en un compartimiento cerrado de diálisis y se aplica

presión, el líquido y las moléculas pequeñas de soluto deben atravesar la membrana que retiene las

partículas coloidales. La ultrafiltración se basa en mecanismos de tamización. Para empujar el medio de

dispersión a través del ultrafiltro se aplica presión del lado del sol y vacío del lado del filtrado.

 

Soles hidrófobos: Doble capa eléctrica

Los coloides hidrófobos son inestables; la presencia en el medio de electrolitos (iones

peptizantes) crea alrededor de las partículas una doble capa eléctrica que les permite permanecer

separadas entre si y dispersarse sin sedimentar estabilizando el sistema.

Todo sólido sumergido en un líquido, adquiere carga eléctrica en su superficie por adsorción de

iones provenientes del medio dispersante o por pérdida de iones de la superficie del cristal.

A B

La partícula A se cargó negativamente y B es una partícula cargada positivamente, atraerán iones

de signo opuesto, es decir, 16ontrapones. En ausencia de movimiento, estos iones serán neutralizados

por iones de carga opuesta, pero estos iones dotados de movimiento browniano tienden a difundir

alrededor de las partículas. Por ejemplo, la partícula A negativa va a atraer iones positivos, solamente

una parte de los iones de signo opuesto a la partícula quedan firmemente adheridos a la superficie de

ésta y forman una capa monomolecular de 16ontrapones llamada capa fija o capa de Stern. La

concentración de 16ontrapones es mucho mayor en la superficie (capa de Stern) y va disminuyendo

hacia el interior del líquido, los demás iones se distribuyen a distintos niveles de acuerdo a la carga de

la partícula, formando lo que se llama capa difusa o de Gouy-Chapman. Sin embargo hay un punto

de la capa difusa donde la carga eléctrica de la partícula no se hace sentir más y a ese punto se lo llama

punto de neutralidad. Como no se puede medir la carga de la partícula, lo que se mide es la diferencia

del potencial que hay entre la zona de separación de la capa fija y la capa difusa y el punto de

neutralidad. A ese potencial se lo llama potencial Z (debido a que se lo representa con la letra griega

zeta, ζ ) y es la verdadera estimación de la carga de la partícula. Las fuerzas de repulsión entre las

partículas está dada por el espesor de la capa difusa, que es el potencial Z. Se mide con un zetámetro

que mide movilidad electroforética.

La pequeña cantidad de electrolitos que se debe agregar a un sol hidrófobo es para estabilizar el

sistema, de este modo todas las partículas se cargan de la misma manera, serán todas positivas o todas

negativas, entonces se repelerán; al repelerse se estabiliza el sistema. Siempre, la resultante de la capa

difusa es de la misma magnitud y de signo contrario a la capa fuertemente adherida.

Si se cuentan las cargas eléctricas (ver gráfico doble capa eléctrica ) y si en la capa fija

(ejemplo: partícula A) hay 10 cargas positivas, en la capa difusa va a haber 20 cargas negativas y 10

positivas. De esta manera, la resultante será de la misma magnitud pero de signo contrario a la capa

fuertemente adherida o fija.

Todo sistema disperso es termodinámicamente inestable, tiende a reducir la energía libre,

formando aglomerados, por eso es importante que estas partículas coloidales hidrófobas estén cargadas

para mantenerse dispersas. Un exceso de electrolitos produce la coagulación del sol, el ión que produce

la coagulación es aquel cuya carga es de signo opuesto a la partícula coloidal, el potencial Z disminuye;

tiende a cero y se rompe el equilibrio del sistema.

Según la concentración de electrolitos que se agregue, éste puede actuar como peptizante o

como coagulante. Si la cantidad es poca actúa como peptizante, dispersa las partículas coloidales y si

la cantidad es mayor produce coagulación en estos sistemas coloidales.

El efecto precipitante aumenta con la valencia del ión, cuanto mayor es la valencia, mayor es el

efecto precipitante.

La mezcla de dos soluciones de coloides hidrófobos con cargas eléctricas opuesta, puede

provocar por neutralización de las mismas, precipitación por formación de agregados, por lo que se los

llama coloides irreversibles o suspensoides.

 

Coloides protectores

El agregado de coloides hidrofílicos, llamados coloides protectores, permite aumentar la

estabilidad de los coloides hidrófobos porque forman alrededor de cada macromolécula de coloide

dispersado, un retículo monomolecular hidrofílico que lo recubre y protege, y también contribuye a

aumentar la viscosidad del medio, disminuyendo la velocidad de sedimentación y la aglomeración de

partículas.

La acción protectora de los coloides hildrofílicos se mide por el número de oro, que se define

como: la cantidad en mg de sustancia (coloide protector ) que agregada a 10 ml de una solución de oro

rojo patrón, evita el cambio de color de rojo al azul por adición de 1ml de una solución de cloruro de

sodio al 10%. El cambio de color se debe a la coagulación de las partículas, y por lo tanto el número de

oro es una medida de la cantidad de coloide protector que impide la acción precipitante del electrolito

(cloruro de sodio). Cuanto menor es el número de oro, es decir cuanto menor es la cantidad de

sustancia utilizada para estabilizar el coloide hidrófobo, tanto mayor es la acción protectora del

coloide hidrofílico.

Los números de oro típicos que nos indican la relativa accíón protectora de algunos coloides

hidrofílicos, son los siguientes:

Gelatina------------------------------0.005

Goma arábiga----------------------0.150

Dextrina------------------------------0.200

Almidón de papa-------------------25

Oleato de sodio---------------------2

Por ejemplo los compuestos de proteína y plata deben su estabilidad a la acción protectora de la

proteína sobre el oxido de plata coloidal.

Ejemplo de coloides hidrófobos protegidos: Vitelinato de plata, Proteinato de plata y Plata

coloidal, los dos primeros codificados en FNA 6ª ed. y el último en FNA 5ª ed.

Vitelinato de Plata: sinonimia –Argirol ( NR), Proteinato de plata débil-. Es plata al estado

coloidal debido a la presencia de una proteína (vitelina), o a su combinación con la misma. Deberá

contener no menos de 20 ni más de 25 por ciento de plata. La vitelina actúa como coloide protector y

confiere sus propiedades a la plata coloidal. Es un coloide hidrófobo protegido que se transforma en

hidrófilo, pero no podemos decir que es un hidrófilo puro.

Proteinato de plata: sinonimia –Protargol (N.R.), Proteinato de plata fuerte-. Es un compuesto

de plata y proteína al estado coloidal, que contiene no menos de 7.5 ni más de 8.5 por ciento de plata.

El Protargol tiene menos concentración de plata que el Argirol, sin embargo se lo denomina fuerte

debido a que tiene mayor cantidad de plata iónica, además posee mayor poder germicida y es mucho

más irritante.

Las soluciones de plata deben ser recientemente preparadas y envasadas en frasco de color

caramelo para evitar que la luz reduzca la plata. Estas soluciones se utilizan como antisépticas de

mucosas en conjuntivitis, gonorrea, infecciones rinofaríngeas, etc.

Plata coloidal: sinonimia –Colargol-. Es una preparación de plata estabilizada por productos de

desnaturalización de la albúmina y tiene un 70% de plata. Es muy irritante y prácticamente no se usa.

 

Propiedades eléctricas

Cuando un sol hidrófobo se coloca en un campo eléctrico, las partículas se mueven en forma

definida en uno u otro sentido; esto significa que las partículas coloidales están cargadas con respecto

al medio dispersante. El fenómeno de migración de partículas por influencia de un campo eléctrico se

denomina electroforesis. .

Estabilidad de coloides hidrófobos

Se puede lograr la estabilidad de estos coloides utilizando tensioactivos (iónicos y no iónicos)

que se adsorben en la interfase partícula / agua.

La adsorción de tensioactivos iónicos aumenta la densidad de carga y el potencial Z de las

partículas dispersas. EL proceso de estabilización se debe a la presencia de la doble capa

eléctrica que rodea a todas las partículas y la repulsión entre las mismas impide la coagulación.

Los tensioactivos no iónicos hidrosolubles, tipo tween, forman una capa delgada de cadenas

hidratadas de polietilenglicol. Esta barrera estérica impide el contacto íntimo entre las partículas

y por lo tanto evita la coagulación.

 

      Coloides hidrofílicos

Existe otro tipo de preparaciones farmacéuticas constituidos por una dispersión de macromoléculas

fuertemente hidrofílicas debido a la presencia de grupos polares. Estos sistemas adquieren consistencia

espesa cuando la concentración de la fase dispersa tiene determinado valor ( diferente en cada caso), y

se los llama Mucílagos o Coloides Hidrofílicos.

Las sustancias capaces de formar dispersiones acuosas homogéneas altamente hidrofílicas

pertenecen a distintas especies químicas y se conocen comúnmente como agentes espesantes.

 

AGENTES ESPESANTES    De origen vegetal

 Exudados

Goma arábigaGoma tragacantoGoma karaya

 Extractos vegetales

Goma guarAlmidónPectina

 Extraído de algas

AlginatosAgarCarragenatos

   De origen Animal 

   Gelatina

1. En su punto isoeléctrico está entre pH 7 y 9 y se emplean en preparados ácidos con pH 3 y 3,5

2. Punto isoeléctrico entre 4,7 y 5

Caseína   Derivados de la celulosa modificada

Metil(de empleo frecuente)  CarboximetilEtilHidroxietil-Hidroxipropil

  De origen mineral

 Silicatos de aluminio y magnesio

Bentonita:Silicato hidratado de aluminio con trazos de óxido de hierro.Veegum:Silicato magnési-co alumínico coloidal.

  

Carboxipolimetileno (polímero carboxivinílico)  Anhídrido silícico coloidal

De origen sintético Alcohol PolivinílicoP.V.P.

 

Las moléculas de estos agentes espesantes ( dispersiones acuosas hidrofílicas ) una vez

dispersas son capaces de formar iones de gran tamaño (macroiones) que pueden estar cargados positiva

o negativamente (catiónicos o aniónicos); no estar disociados ( no iónicos ) o bien ser anfóteros, los

cuales se comportan como catiónicos o aniónicos según el pH, caso de las proteínas, por ejemplo:

gelatina.

Muchas de estas sustancias espesantes son solubles en agua en pequeña concentración, forman

una solución verdadera debido a la gran hidrofília de sus moléculas; al aumentar gradualmente la

concentración cambian las propiedades fisicoquímicas del sistema ( viscosidad,

conductividad eléctrica). Esto es debido a que alcanzada determinada concentración las

partículas dispersas se atraen y se reúnen de acuerdo a mecanismos diferentes, formando

agregados moleculares, que a su vez forman aglomerados hidrofílicos, con estructura de

retículo tridimensional hidrofílico, capaces de retener agua, aumentando la viscosidad del

medio. Estos coloides hidrofílicos se utilizan mucho como soportes en suspensiones, son los

llamados vehículos estructurados.

 

Mucílagos

Desde el punto de vista fisicoquímico: los mucílagos son coloides macromoleculares

hidrofílicos laminares o ramificados que dispersos en agua dan un líquido más o menos

viscoso.

Desde le punto de vista farmacotécnico: son formas farmacéuticas líquidas,

semilíquidas, viscosas, adherentes que se obtienen por disolución, dispersión o simplemente

hinchado de gomas naturales y sintéticas en un vehículo acuoso.

Sirven como vehículos de suspensiones, para la obtención de otras formas

farmacéuticas, como emulgentes de acción mecánica y como soporte de sistemas dispersos

en general.

Ejemplo de mucílagos oficiales: Mucílago de goma arábiga y Mucílago de goma

tragacanto (codificados en FNA 6ª ed.).

 

Estabilidad de los mucílagos: tienen poca resistencia frente a bacterias y hongos;

nunca se deben preparar en grandes cantidades y son de preparación extemporánea. Se

pueden estabilizar por el agregado de conservadores. Son incompatible con 30% de alcohol.

 

Si se mezcla un coloide hidrofílico de carga negativa (aniónico) con otro de carga positiva

(catiónico), se produce una neutralización de cargas y se separa del agua un aglomerado que se llama

coacervado. El fenómeno se llama coacervación y es la base de uno de los métodos del proceso de

micro-encapsulación utilizado en la industria farmacéutica, alimenticia y otras. Así por ejemplo: el

caso de la gelatina y la goma arábiga es ilustrativo. La gelatina por su naturaleza proteica es anfótera,

pero a pH menor que 5 se comporta coma catiónica. La goma arábiga forma macromoléculas aniónicas,

de modo que si se mezclan se forma un coacervado.

Se pueden formar dispersiones liofílicas con solventes no acuosos y macromoléculas con

afinidad hacia ellos, ejemplo: glicerolado de almidón, descrito en la FNA 6ª ed., no es un glicerolado

( la terminación ado indica solución ) sino que es una dispersión coloidal de almidón en glicerina

(glicerito). La barra desodorante, también es una dispersión coloidal de estearato de sodio en solución

alcohólica, al igual que los supositorios de glicerina que son una dispersión coloidal de estearato de

sodio en glicerina.

 

Propiedades de los soles liófilos

Viscosidad: esta característica de los soles liófilos se debe a la gran hidratación de las

partículas liófilas.

Electroforesis: las partículas liófilas presentan el fenómeno de migración electroforética en un

campo eléctrico. El sentido del movimiento es muy sensible a la variación de la concentración

de iones hidrógeno del medio.

 

Estabilidad de los soles liófilos

Los electrolitos en pequeña cantidad no tienen efecto coagulante sobre estos soles, aunque se

altere el potencial Z. Se deduce que en la estabilidad de los soles liófilos interviene otro factor, además

de la carga (potencial de la doble capa). Este factor puede ser la hidratación de las partículas, causante

también de la elevada viscosidad de los soles liófilos.

 

 El Efecto Tyndall es el fenómeno que ayuda por medio de la dispersión de la luz a determinar si una

mezcla homogénea es realmente una solución o un sistemas coloidales, como suspensiones o

emulsiones. Recibe su nombre por el científico irlandés John Tyndall. Por ejemplo, el efecto Tyndall es

notable cuando los faros de un coche se usan en la niebla. La luz con menor longitud de onda se

dispersa mejor, por lo que el color de la luz esparcida tiene un tono azulado. La luz que recibe las

partículas son desviadas de la trayectoria en que se dirigía y se hacen visibles las partículas También

por este mismo efecto el cielo se percibe azul. La luz del sol es dispersada por la atmósfera, en mayor

medida por la región del espectro electromagnético que corresponde al azul.

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Tyndall