TIPOS DE SISTEMAS COLOIDALES

Coloides orgnicos e inorgnicos: de acuerdo a su composicin qumica, los coloides se pueden clasificar en orgnicos e inorgnicos; a su vez estos se subdividen en: metales, nometales, soles de xidos y sales coloidales, para los inorgnicos; y en soles homopolares, hidroxisoles y soles heteropolares para el caso de los coloides orgnicos. Coloides esfricos y laminares: de acuerdo a la forma de la partcula que los formas, los coloides se clasifican principalmente en coloides esfricos y coloides lineales.

Los coloides esfricos tienen partculas globulares ms o menos compactas, mientras que los coloides lineales poseen unidades largas y fibrosas. La forma de las partculas coloidales puede determinarse de manera aproximada ya que, en la mayora de los casos, puede ser muy compleja: elipsoides de revolucin (protenas), tambin semejantes a discos (oblatos); cigarro puro (prolatos); barras; tablillas, cintas o filamentos (polietileno y caucho). Como primera aproximacin se puede reducir a formas relativamente sencillas, como la esfera que adems representa muchos casos reales: partculas esencialmente fluidas, dispersiones de plsticos y caucho en agua (ltex), as como en muchos negros de carbono son casi esfricas, al igual que en ciertos virus y las gotitas de un lquido dispersas en otro para formar una emulsin. Las propiedades mecnicas de una dispersin coloidal dependen en primer lugar de la forma de las partculas. Por ejemplo las dispersiones de partculas esfricas tienen bajas viscosidades, y las de partculas lineales, que pueden enredarse entre s, tienen altas Ctedra de Qca. General e Inorgnica Qumico Fsica Sistemas Coloidales 4 viscosidades. Todos los tejidos estructurales en animales y plantas estn formados por coloides lineales. Coloides moleculares y micelares: esta clasificacin tiene en cuenta la estructura ntima de las partculas coloidales. En los sistemas micelares las partculas estn formadas por la agregacin de tomos y o molculas en gran cantidad. El trmino agregacin significa unin sin enlaces qumicos; las molculas agregadas dentro de las micelas estn mantenidas en su posicin por fuerzas dbiles tipo de Van der Waals o similares. Si se trata de un detergente no inico, se pueden agrupar enjambres de 1000 o ms. Las micelas son importantes en la industria y en biologa por su funcin solubilizante: la materia puede ser transportada por el agua despus de haber sido disuelta en el interior hidrocarbonado de las micelas. Por esta razn, los sistemas micelares se utilizan como detergentes y portadores de drogas, y para la sntesis orgnica, flotacin de espuma y recuperacin de petrleo. Las partculas de los coloides moleculares son macromolculas sencillas y su estructura es esencialmente la misma que la de estructura de pequeas molculas. Los tomos estn unidos entre s por medio de enlaces qumicos, casi siempre del tipo covalente. Tienen especial inters las macromolculas de polmeros donde una cierta agrupacin atmica se repite una enorme cantidad de veces, idnticamente, dentro de la estructura. A este grupo de coloides moleculares pertenece la mayora de los coloides orgnicos como por ejemplo prtidos, almidn, poliestireno, nitrocelulosa, cloruro de polivinilo y caucho.Coloides liofbicos y lioflicosA instancias de Perrinm y Preundlicj se introdujo los trminos: Lifilo y lifobo, para indicar la existencia de interacciones entre la fase dispersa y el medio dispersor. Estos fenmenos que no son exclusivos de los sistemas coloidales y aparecen en muchos otros casos se denominan solvatacin y, en ellos las partculas se rodean de una atmsfera de molculas del medio dispersor, ms o menos dbilmente ligadas.As aparecen dos categoras de soluciones coloidales:a) Soles LIOFILOS: donde hay una estrecha e ntima vinculacin entre la fase dispersada y la fase dispersora;

b) Soles LIOFOBOS: donde las interacciones son despreciables, casi nulas.Desde luego, el ejemplo ms habitual queda referido al agua, y en tal caso, el prefijo se torna ms especfico: soles hidrfilos y soles hidrfobos.Ambos tipos de sistemas se distinguen bastante bien, ya que muchas propiedades son diferentes:

Tipos de coloidesGelesEn ciertas condiciones es posible coagular un sol, de modo que se obtiene una masa semi-rgida que incluye todo el lquido del sol, a este producto se lo llama gel. De acuerdo a las propiedades los geles se dividen en geles elsticos y geles no elsticos. Un gel elstico tpico es la gelatina obtenida por enfriamiento del sol lifilo que resulta cuando se calienta esta sustancia con agua. Otros soles lifilos, siempre que no sean demasiado diluidos, dan geles elsticos por enfriamiento.El ejemplo ms conocido de un gel no elstico es el del cido silcico conocido como gel de slice. Los precipitados gelatinosos de xidos metlicos hidratados se relacionan con los geles no elsticos, pero son precipitados que no llegan a formar un gel verdadero porque no incluyen toda el agua presente.Los geles elsticos y no elsticos se diferencian por su comportamiento en la deshidratacin y rehidratacin. Hay pruebas de que la transicin de sol a gel y la inversa se efecta gradualmente (en los geles elsticos), este hecho sugiere que no existe diferencia fundamental en la estructura de un sol y de un gel. Esto proviene de que en la formacin de un gel, las partculas en el sol se unen para formar cadenas cortas o filamentos que se entrelazan de modo que la viscosidad del sistema aumenta llegando a un estado semislido. Parte del medio dispersante puede existir como agua, pero se supone que la mayor parte es retenida en los filamentos por fuerzas de capilaridad.EmulsionesEste trmino se refiere a cualquier dispersin de un lquido en otro, siempre y cuando los lquidos sean inmiscibles. El agua es uno de los componentes ms comunes y el otro es usualmente un aceite o algn lquido lipoflico. El mtodo ms simple para hacer una emulsin es agitar juntos dos lquidos inmiscibles. Al agitar un aceite o benceno con el agua, el lquido aceitoso puede ser dispersado en gotas, pero la emulsin no es estable, las gotas fluyen rpidamente a juntarse otra vez y los lquidos se separan en dos capas.Para preparar emulsiones estables se debe introducir un agente emulsificante dentro del sistema; este agente puede reducir la tensin de interfase facilitando la formacin de las gotas, pero no aumenta la estabilidad. Existen muchos agentes emulsificantes que se pueden clasificar en varios grupos, uno de los ms importantes es el de los jabones y detergentes.Se pueden preparar emulsiones muy estables usando una combinacin de dos o ms agentes emulsificantes, de esta manera agentes que por si solos son malos emulsificantes, unidos pueden formar emulsiones muy estables.Dispersiones de gasesLas dispersiones de gases en lquidos se forman cuando un gas completamente insoluble en el lquido, se fuerza hacia adentro del lquido a travs de una boquilla conteniendo canales u orificios muy finos. La estabilidad de las dispersiones de gases en agua es baja debido a que las burbujas de gas suben hasta la parte superior. Al llegar cerca de la superficie del lquido cada burbuja levanta una cpula arriba de si misma; si el lquido tiene una alta tensin superficial se rompe la delgada pelcula de la cpula desintegrndose en finas gotas (roco). De manera que el tiempo de vida de dicha dispersin se puede prolongar si la velocidad de levantamiento del aire o de las burbujas es disminuida.Se pueden hacer dispersiones tambin al forzar burbujas de aire dentro de un lquido, batiendo, golpeando, salpicando, o sea, por impacto de un objeto slido sobre la superficie de un lquido.Sin embargo la estabilidad de las dispersiones est muy limitada, pero se pueden estabilizarmediante el agregado de coloides protectores o aumentando la viscosidad, con adicin de glicerina. La estabilidad tambin depende del tamao de las burbujas, mientras ms pequeas son, ms estable es la dispersin.EspumasSi los lquidos usados para la preparacin de dispersiones de gas tienen propiedades tales que las cpulas por encima de las burbujas ascendentes no se rompan inmediatamente al tocar la superficie del lquido, se formaran entonces las espumas, que nadan sobre esta superficie. Por lo tanto las espumas son aglomeraciones de burbujas de gas cubiertas con una pelcula. Las espumas aparecen en dispersiones gaseosas estabilizadas con jabn u otras sustancias hidroflicas y se forman en la espumacin de tales sistemas. Las espumas difieren de las dispersiones en que tienen pelculas de lquido mucho ms delgadas alrededor de cada burbuja de gas.Una espuma simple esta compuesta por numerosas burbujas de gas muy compactadas cubiertas con pelculas semislidas elsticas; la pelcula forma estructuras laminares semislidas a travs de toda la espuma.Los lquidos puros no pueden formar espumas estables, los principales mtodos para la formacin de espumas son los mismos que los utilizados para la formacin de dispersiones de gas (burbujeo, agitacin, golpeo, y batido); tambin se pueden obtener espumas por ebullicin de lquidos que contienen una cierta sustancia disuelta. La habilidad de espumar depende de la actividad de superficie de esta sustancia; por ejemplo las soluciones capilarmente inactivas no forman espuma, mientras que las sustancias activocapilares si lo hacen. Sin embargo la estabilidad de una espuma tiene poco que ver con la actividad de la superficie de los componentes, ya que la condicin principal para la estabilidad es la posibilidad de formacin de una armazn laminar.