Introducción

La materia es todo lo que posee masa y que ocupa un lugar en el espacio. Una propiedad de la materia es que esta puede ser apreciada por nuestros sentidos, o determinada por mediciones; todas las propiedades de la materia pueden ser resumidas en dos grandes grupos: propiedades extensivas y propiedades intensivas. Las primeras son aquellas que varían al variar la cantidad de materia, las segundas son aquellas que no dependen de la masa.

Los diferentes tipos de materia pueden separarse en dos grandes divisiones: las sustancias y las mezclas de sustancias.

Una sustancia posee un conjunto de propiedades físicas y químicas que no dependen de su historia previa o del método de separación de la misma. Las mezclas pueden variar mucho en su composición química, sus propiedades físicas y químicas varían según la composición y pueden depender de la manera de preparación.

Al hablar de sistemas dispersos o mezclas, se tendrá en cuenta que se denomina así, a los sistemas homogéneos (soluciones) o heterogéneos (dispersiones), formados por mas de una sustancia. Hay sistemas dispersos en los que se distinguen dos medios: la fase dispersante y la fase dispersa.

Las mezclas se caracterizan porque: las componentes de las mezclas conservan sus propiedades, intervienen en proporciones variadas, en ellos hay diferentes clases de moléculas, cuando son homogéneas se pueden fraccionar y cuando son heterogéneas se pueden separar en fases.

Según el grado de división de las partículas los sistemas dispersos se clasifican en:

• Dispersiones macroscópicas o groseras: son sistemas heterogéneos, las partículas dispersas se distinguen a simple vista son mayores a 50ðm.

• Dispersiones finas: son sistemas heterogéneos visibles al microscopio, las partículas son menores a 50ðm y mayores a 0.1 ðm.

• Dispersiones o sistemas coloidales: en estas dispersiones el medio disperso solo es visible con el ultramicroscopio. Si bien son sistemas heterogéneos, marcan un limite entre los sistemas materiales heterogéneos y homogéneos. El tamaño de sus partículas se halla alrededor de 1mðð

• Soluciones verdaderas: en estos sistemas las partículas dispersas son moléculas o iones, su tamaño es menor a 0.001ðm. No son visibles ni siquiera con ultramicroscopio, y son sistemas homogéneos.

En este trabajo serán estudiadas las dispersiones o sistemas coloidales.

Dispersiones Coloidales

Definición e historia de los coloides

La dispersión coloidal ha sido definida tradicionalmente como una suspensión de pequeñas partículas en un medio continuo. Los coloides son sustancias que consisten en un medio homogéneo y de partículas dispersadas en dicho medio. Estas partículas se caracterizan por ser mayores que las moléculas pero no lo suficientemente grandes como para ser vistas en le microscopio.

El límite superior del de tamaño de las partículas en el estado coloidal se puede tomar como aproximadamente igual al limite inferior de la visibilidad en el microscopio, o sea, 2 x10-5 cm o 0.2ð , mientras que el límite inferior es del orden de 5 x10-7, o 5mðð Esta última cifra es casi igual a la de los diámetros de algunas moléculas complejas de peso molecular elevado.

Las propiedades esenciales de las dispersiones coloidales pueden atribuirse al hecho de que la relación entre la superficie y el volumen de las partículas es muy grande. En una solución verdadera, el sistema consiste de una sola fase, y no hay superficie real de separación entre las partículas moleculares del soluto y del solvente. Las dispersiones coloidales son sistemas de dos fases, y para cada partícula existe una superficie definida de separación.

Las dos fases de un sistema coloidal se pueden distinguir en fase dispersa, que es la fase que forman las partículas; y medio dispersante, que es el medio en el cual las partículas se hallan dispersas, este ultimo puede ser líquido, sólido o gaseoso, al igual que la fase dispersa que también puede ser líquida, sólida o gaseosa.

De acuerdo a las fases que componen el coloide, se pueden distinguir distintos tipos:

Fase Dispersa	Fase Dispersante	Nombre	Ejemplo
Sólido	Líquido	Gel o sol	Gelatina
Sólido	Gas	Aerosol	Humo
Líquido	Líquido	Emulsión	Crema
Líquido	Gas	Aerosol líquido	Niebla
Líquido	Sólido	Emulsión sólida	Manteca
Gas	Sólido	Espuma sólida	Esponja
Gas	Líquido	Espuma líquida	Crema de afeitar
Gas	Gas	Mezcla	Aire

Muchas personas estudiaron los coloides, el primero fue Selmi (1843), preparó soluciones coloidales de azufre, azul de Prusia y caseína, realizando numerosos experimentos; llegó a la conclusión de que estas no eran soluciones verdaderas, sino suspensiones en agua de pequeñas partículas.

Graham (1861), es considerado como el fundador de la química coloidal experimental clásica; investigó la difusión de diferentes sustancias encontrando que algunas tenían alta velocidad de difusión, pero otras lo hacían muy lentamente. De acuerdo a la velocidad de difusión, clasificó a las sustancias en dos grupos: cristaloides y coloides, los primeros podían ser fácilmente cristalizados, mientras que los coloides no. La diferencia entre ambos era mayor si la sustancia era disuelta en agua y separada del solvente puro por una membrana semipermeable, los cristaloides pasarían a través de la membrana, mientras que los coloides no.

El trabajo de Graham fue muy importante hasta que se encontró que su diferenciación entre coloides y cristaloides no era del todo correcta, ya que muchos coloides podían ser cristalizados.

Faraday también hizo importantes descubrimientos acerca de los coloides, preparó soluciones estables de oro coloidal y estudió algunas de sus propiedades ópticas. Observó que un bien definido haz de luz al pasar al pasar a través del sol de oro, al ser observado lateralmente aparecía como una trayectoria blanca; esto era causado por las partículas de oro, que dispersaban la luz. Luego se demostró que este hecho era una característica de los sistemas coloidales.

Schuzle, trabajo en la estabilidad de los coloides, demostrando que estos podían ser precipitados muy fácilmente.

A principios del siglo XX hubo importantes progresos en el estudio de los coloides. Freindlich investigó los fenómenos de adsorción y estableció la “Ley de adsorción”, en 1903. Siedentopf y Zsigmondy en 1903 inventaron el ultramicroscopio. Importantes descubrimientos sobre el tamaño y movimiento de las partículas coloidales fueron realizados por Smoluchowsky (1906), Svedberg (1906), Perrin (1908) y Einstein (1908).

Wo. Ostwald y Von Weirman propusieron la primera clasificación racional de coloides, fue introducida la noción de sistema disperso y el tamaño de la partícula fue tomado como el principal factor en la clasificación y caracterización de los coloides.

Clasificación de los coloides

Coloides orgánicos e inorgánicos: de acuerdo a su composición química, los coloides se pueden clasificar en orgánicos e inorgánicos; a su vez estos se subdividen en: metales, no-metales, soles de óxidos y sales coloidales, para los inorgánicos; y en soles homopolares, hidroxisoles y soles heteropolares.

Coloides esféricos y laminares: de acuerdo a la forma de la partícula que los formas, los coloides se clasifican principalmente en coloides esféricos y coloides lineales. Los coloides esféricos tienen partículas globulares mas o menos compactas, mientras que los coloides lineales poseen unidades largas y fibrosas.

La forma de las partículas coloidales influye en su comportamiento aunque sólo puede determinarse de manera aproximada, en la mayoría de los casos puede ser muy compleja. Como primera aproximación se puede reducir a formas relativamente sencillas, como la esfera que además representa muchos casos reales. Es la forma que adquieren las partículas esencialmente fluidas, como las gotitas de un líquido dispersas en otro para formar una emulsión. Las dispersiones de plásticos y caucho en agua (látex), así como en muchos negros de carbono son casi esféricas, al igual que en ciertos virus. Si la forma se desvía de la esférica, podemos considerar como modelos los elipsoides de revolución, como en muchas proteínas. Los elipsoides pueden ser oblatos (discos) o prolatos (forma de cigarro puro). Si la partícula se aplana mucho, se asemejará a un disco caracterizado por su radio y espesor. Si se alarga mucho, tomará la forma de una barra de longitud y radio dados. Si las partículas se aplanan y alargan, su forma será de tablillas o cintas. Cuando se alargan mucho en comparación con las otras dos dimensiones, se forma un filamento (polietileno y caucho).

Coloides moleculares y micelares: también se pueden estudiar los coloides de acuerdo al tamaño de sus partículas como coloides moleculares y coloides micelares, a su vez estos coloides pueden ser orgánicos o inorgánicos, o fibrosos o laminares.

Las partículas de los coloides moleculares son macromoléculas sencillas y su estructura es esencialmente la misma que la de estructura de pequeñas moléculas, los átomos están unidos por ligaduras químicas verdaderas, a estos coloides moleculares se los llama coloides verdaderos. A este grupo de coloides moleculares pertenece la mayoría de los coloides orgánicos de nitrocelulosa, almidón, cloruro de polivinilo, caucho. Los esferocoloides también pueden ser moleculares.

La estructura de los coloides micelares es distinta, las partículas de estos no son moléculas, sino conglomerados de muchas moléculas pequeñas o grupos de átomos que son mantenidos juntos por valencias secundarias o por fuerzas de cohesión o de van der. Walls. Muchos coloides inorgánicos, emulsiones, jabones y detergentes, forman coloides micelares.

Estas sustancias pueden formar soluciones verdaderas o de tipo coloidal, dependiendo de las condiciones. En general una micela es menos estable que una macromolécula.

Coloides liofóbicos y liofílicos: las partículas de muchos coloides contienen grupos de átomos los cuales se disocian en iones, estos grupos ionizantes hacen que la partícula este eléctricamente cargada. Las partículas pueden también cargarse por adsorción de iones de la solución; esta carga eléctrica es uno de los factores de estabilidad, ya que las partículas cargadas positivamente se repelen entre sí, al igual que, por ejemplo, en un sol negativamente cargado, su estabilidad se debe a la repulsión electrostática.

Otro importante factor de estabilidad es la solvatación (la adsorción de un líquido sobre la superficie de las partículas), debido a esta, las partículas están mas o menos completamente rodeadas por una capa de moléculas del líquido y se supone que esta capa puede prevenir la aglomeración de partículas. La solvatación depende de la afinidad del solvente por los átomos y grupos de átomos que forman la superficie de las partículas.

De acuerdo a Perrin y Feundlich, los coloides pueden ser separados en liofóbicos y liofílicos.

Liofóbico significa “no gustar de o temer a un líquido”; en los soles liofóbicos no hay afinidad entre las partículas y el solvente, la estabilidad de estos depende principalmente de la carga de las partículas. Si el agua es el solvente, se utiliza el nombre hidrófobo.

Este tipo de coloides se caracteriza por presentar: baja estabilidad hacia la floculación por electrolitos, su visibilidad en el microscopio es buena y presentan una muy pequeña presión osmótica. Algunos ejemplos de estos coloides son: Au, Ag, AgCl, y algunas emulsiones.

Liofílico significa “gustar de un líquido”, en este tipo de coloides hay interacción entre las partículas y el solvente. Este tipo de soles es mucho más estable que los soles liofóbicos. Para el caso de los soles en agua se utilizara el término hidrofílico.

Este tipo de coloides se caracteriza por presentar: alta estabilidad hacia la floculación por electrolitos, su visibilidad en el microscopio es mala y presentan una considerable presión osmótica. Algunos ejemplos de estos coloides son: albúmina, glicógeno, hule y ácido silícico.

La mayoría de los coloides inorgánicos son hidrofóbicos, mientras que la mayoría de los coloides orgánicos son liofílicos.

Preparación de dispersiones coloidales

Muchas sustancias sólidas forman dispersiones coloidales al ser puestas en contacto, o calentadas en un medio de dispersión adecuado, a este tipo de coloides se los llama coloides intrínsecos, y son compuestos de macromoléculas, este tipo de coloides por lo general tiene un carácter liófilo. Se llama coloides extrínsecos a las dispersiones de pequeñas partículas de materiales insolubles de bajo peso molecular. Este tipo de dispersiones son casi invariablemente soles liófobos y deben ser preparados mediante métodos especiales que produzcan partículas de tamaño adecuado.

Muchos coloides moleculares son producidos naturalmente en reacciones bioquímicas, menos sencilla es la preparación de los coloides inorgánicos, que en su mayoría son liofóbicos, debido a que las sustancias son insolubles en agua. Algunas de estas sustancias se disuelven en ácidos pero en tales soluciones cambian químicamente por completo dando lugar a la formación de soluciones verdaderas en lugar de soluciones coloidales y estas ultimas pueden ser obtenidas por métodos de condensación o de dispersión.

Condensación: el principio esencial de este método es que las sustancias con las cuales se preparan los soles están originariamente en solución verdadera, en estado de iones o moléculas, como resultado de la reacción química que se efectúa entre ellas. Se obtienen partículas insolubles de tamaño coloidal. Las condiciones experimentales deben ser estrictamente controladas.

En la preparación de soluciones coloidales por el método de la condensación se han empleado reacciones químicas de varios tipos; también se ha empleado la oxidación, por ejemplo, una solución acuosa de hidrógeno sulfurado se puede oxidar por oxígeno o por anhídrido sulfuroso para obtener un sol de azufre.

Dispersión: en este método se parte de una cierta cantidad de sustancia pura, por medio de dispositivos especiales se la desintegra en partículas de dimensiones coloidales que permanecen durante algún tiempo en estado disperso. Con este objeto se emplea el método de la peptización, que consiste en la desintegración directa de una sustancia en partículas de dimensiones coloidales mediante un agente agregado que se conoce como agente peptizante.

Se consigue reducir muchas sustancias al estado coloidal en el llamado molino de coloides, este consiste en una serie de discos separados por espacios muy pequeños que giran a gran velocidad en sentidos opuestos. El medio dispersante se pasa a través del molino junto con las sustancias a dispersar y el agente estabilizante, obteniéndose después de un tiempo la solución coloidal.

Filtración y ultrafiltración

Con experimentos simples de filtración que muchos coloides pasan a través de papeles filtros comunes. Las partículas no son retenidas ni aun por las clases más finas de papel filtro. Los filtros finos tienen un diámetro de poro de 0.0009-0.0016 mm; puesto que las partículas del sol de sulfuro arsenioso, al igual que las del hidróxido férrico, plata, gelatina, albúmina y otros coloides, pasan a través de estos filtros se nota que dichas partículas son más pequeñas que los poros del filtro.

Si las partículas corren a través de un filtro, son más pequeñas que los poros, y si son retenidas no se puede concluir en que son más grandes que los poros, ya que algunas veces pueden ser absorbidas en las superficies del filtro, y así ocluir los poros; en ese caso, se estudiarán las partículas de la sustancia filtrada, y si difiere de la solución original, se dirá que son mas gruesas que los poros del filtro.

Las partículas coloidales, son mas o menos completamente retenidas por ultrafiltros, es decir, filtros extremadamente finos cuyas membranas son geles sólidos. La estructura de la membrana es la misma que la del papel, pero el tamaño del poro es mucho más pequeño. Uno de los mejores materiales “ultrafiltro” es el papel celofán, a través de este la filtración es muy lenta, pero luego de cierto tiempo, el líquido penetra una membrana y una gota de líquido es formada debajo del celofán, finalmente el examen de estas gotas dirá si las partículas penetran en la membrana o no. Otro buen material para hacer ultrafiltros es el es el colodión, que es una solución 4% de nitrocelulosa en una mezcla de alcohol y éter; los filtros de vidrio poroso o los crisoles de porcelana no esmaltada son los mejores soportes para las membranas de colodión. Estas son formadas en la evaporación parcial de la mezcla alcohol-éter; el colodión es prácticamente es vertido en un filtro de vidrio poroso o filtro crisol, a un espesor de varios mm y aguardado hasta que se solidifica. Otro método es el de impregnar papel filtro con colodión, el tamaño de los poros de este ultrafiltros depende del grado de secado de la capa de colodión, mientras más seca, más pequeños son los capilares.

Existen sustancias como las dextrinas, que penetran los ultrafiltros muy lentamente, se las conoce como semicoloides.

Difusión y diálisis

Es muy difícil realizar procesos de difusión en soluciones, por eso Graham propuso observar la difusión en jaleas. La difusión de las jales está relacionada con la ultrafiltración y la diálisis; esta ultima se basa en el hecho de que la gran mayoría de las sustancias en solución verdadera pasan a través de una membrana, mientras que las partículas coloidales son retenidas. La membrana es un gel con poros tan diminutos que solamente sustancias micromoleculares pueden pasar; por esto a través de este método se puede estimar el tamaño de las partículas.

Sin embargo, el objetivo de la diálisis es liberar a un sol de los electrolitos que lo acompañan y de otras impurezas micromoleculares, los aparatos utilizados para realizar estas tareas se llaman dializadores.

La diálisis también es promovida por medio de una corriente eléctrica la cual arrastra a los iones micromoleculares fuera del sol, en esta denominada electrodiálisis se facilita la separación de los electrolitos por medio de un campo eléctrico. Se efectúa en un aparato que consta de tres compartimentos: el compartimento central esta separado de cada compartimento exterior por una membrana semipermeable, el sol es vertido dentro del compartimento central, y a través de las otras dos celdas fluye agua destilada; los dos electrodos, se insertan dentro de las celdas exteriores cerca de las membranas, el potencial eléctrico creado atrae a todos los iones micromoleculares a través de las membranas hacia el agua. Por medio de esta elctrodialización es posible en un corto tiempo, liberar coloides de electrolitos micromoleculares.

Floculación o coagulación de los coloides

La coagulación o floculación de los coloides es el aumento del tamaño de las partículas en un sol, por el cual generalmente se enturbia y hasta puede precipitarse. Hay muchas maneras de producir la coagulación, una de ellas es la acción de los electrolitos, también esta la radiación y el calor. Algunos soles son muy estables a la acción de electrolitos, mientras que otros pueden ser floculados muy fácilmente.

Se han realizado muchos experimentos sobre los efectos precipitantes de varios electrolitos sobre diferentes soles; los resultados dependen de las condiciones en que se efectúan, pero se pueden sacar dos conclusiones: primero, el ion que produce la precipitación de un sol es aquel cuya carga es de signo opuesto al de las partículas coloides; segundo, el efecto precipitante aumenta notablemente al aumentar la valencia del ion.

Cuando se agrega una sustancia liófila a un sol liófobo, este se vuelve menos sensible al efecto precipitante de los electrolitos; este es un ejemplo de acción protectora, siendo la sustancia liófila un coloide protector. Entonces el coloide protector confiere a los soles liófobos estabilidad en presencia de electrolitos.

Propiedades ópticas de los soles

Muchas sustancias aparecen muy altamente coloreadas si sus partículas son de dimensiones coloidales, así como los iones de plata son incoloros, la plata precipitada es gris, y los coloides de plata tienen intensos colores café rojizo, o café verdoso. Algo parecido ocurre con el oro, las soluciones diluidas de cloruro de oro o del ácido cloráurico son ligeramente amarillas, mientras que en la reducción de esta sustancia se forma un sol rojo intenso o violeta.

Un importante efecto a tener en cuenta es la opalescencia, esta se da cuando las ondas cortas de la luz son frecuentemente dispersadas por las partículas, mientras que las ondas largas pasan sin afectarse a través del sol. Este fenómeno depende principalmente del tamaño de las partículas.

Cuando un brillante e intenso rayo de luz atraviesa los soles claros, el trayecto aparece turbio. La mejor iluminación para dichos experimentos, es un iluminador de proyección que produce un rayo cónico. Observado desde un lado, el trayecto de la luz a través del sol tiene la forma de un cono, es el cono de Faraday-Tyndall; este fenómeno ocurre por la misma razón que la opalescencia, la luz es dispersada por las diminutas partículas coloidales. Este fenómeno puede observarse en un cuarto oscuro en el cual un rayo solar brillante entra por una rendija, el trayecto es visible porque las partículas de polvo reflejan y dispersan la luz permitiendo que sean observadas.

Los coloides liofílicos lineales muestran un cono de Tyndall débil, esto indica que las partículas fibrosas dispersan muy poco la luz. La dispersión depende de la diferencia en los índices de refracción entre el solvente y las partículas.

Movimiento Browniano

En el siglo XIX Robert Brown observó e investigó en el microscopio el extraño e interesante movimiento de pequeñas partículas, luego este movimiento fue llamado “Movimiento Browniano”. El notó que los granos de polen en agua se mueven continua y muy irregularmente, brincan, giran y oscilan en todas direcciones y de una manera caótica e impredecible. Pero no solo los granos de polen realizaban este movimiento, sino también cualquier partícula pequeña.

Luego Brown llegó a la conclusión que el movimiento no depende de la corriente del líquido en la cual van suspendidas las partículas ni de su mutua atracción o repulsión, tampoco dependen de la acción de las fuerzas capilares ni de la evaporación del líquido bajo el microscopio.

Muchos científicos trataron de explicar el movimiento Browniano, la primer explicación correcta fue la dada por Wiener en 1863, él dijo que el movimiento se debía al bombardeo irregular de las partículas suspendidas por las moléculas del líquido.

Luego en 1905 Zsigmondy , quien investigó muchos coloides con el ultramicroscopio, llego a las siguientes conclusiones:

El movimiento es más vigoroso mientras más pequeñas son las partículas.

El movimiento no depende de la dirección del rayo de luz, o tiempo de iluminación o de la intensidad de la luz.

El movimiento no puede ser explicado por cambios en la concentración causados por evaporación.

El movimiento no cambia con el tiempo y permanece igual por meses y años.

El movimiento depende de la temperatura, y su aumento produce un aumento en la intensidad del movimiento.

Tipos de coloides

Geles

En ciertas condiciones es posible coagular un sol, de modo que se obtiene una masa semirígida gelatinosa que incluye todo el líquido del sol, a este producto se lo llama gel. De acuerdo a las propiedades los geles se dividen en geles elásticos y geles no elásticos.

Un gel elástico típico es la gelatina obtenida por enfriamiento del sol liófilo que resulta cuando se calienta esta sustancia con agua; otros soles liófilos siempre que no sean demasiado diluidos dan geles elásticos por enfriamiento.

El ejemplo más conocido de un gel no elástico es el del ácido silícico conocido como gel de sílice. Los precipitados gelatinosos de óxidos metálicos hidratados se relacionan con los geles no elásticos, pero son precipitados que no llegan a formar un gel verdadero porque no incluyen toda el agua presente.

Los geles elásticos y no elásticos se diferencian por su comportamiento en la deshidratación y rehidratación.

Hay pruebas de que la transición de sol a gel y la inversa se efectúa gradualmente (en los geles elásticos), este hecho sugiere que no existe diferencia fundamental en la estructura de un sol y de un gel. Esto proviene de que en la formación de un gel, las partículas 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 semisólido. Parte del medio dispersante puede existir como agua, pero se supone que la mayor parte es retenida en los filamentos por fuerzas de capilaridad.

Emulsiones

Este término se refiere a cualquier dispersión de un líquido en otro, siempre y cuando los líquidos sean inmiscibles. El agua es uno de los componentes más comunes y el otro es usualmente un aceite o algún líquido lipofílico.

El método más simple para hacer una emulsión es agitar juntos dos líquidos inmiscibles. Al agitar un aceite o benceno con el agua, el líquido aceitoso puedes ser dispersado en gotas, pero la emulsión no es estable, las gotas fluyen rápidamente a juntarse otra vez y los líquidos se separan en dos capas.

Para preparar emulsiones estables se debe introducir un agente emulsificante dentro del sistema; este agente puede reducir la tensión de interfase facilitando la formación de las gotas, pero no aumenta la estabilidad. Existen muchos agentes emulsificantes que se pueden clasificar en varios grupos, uno de los más importantes es el de los jabones y detergentes.

Se pueden preparar emulsiones muy estables usando una combinación de dos o más agentes emulsificantes, de esta manera agentes que por si solos son malos emulsificantes, unidos pueden formar emulsiones muy estables.

La estabilidad de las emulsiones depende del espesor y compatibilidad de la película protectora(capa de interfase), y de la carga eléctrica de las gotas o la película. También depende de la viscosidad del medio de dispersión y de la diferencia de densidad entre los dos líquidos.

Se puede hablar de dos tipos de emulsiones, las emulsiones aceite en agua, y las emulsiones agua en aceite, las primeras conducen la electricidad, mientras que las segundas no lo hacen. Las emulsiones aceite en agua pueden ser diluidas con agua, y coloreadas con colorantes solubles en agua; las emulsiones agua en aceite se pueden diluir con aceites y solo pueden ser coloreadas con colorantes solubles en aceite. Tanto el aceite como el agua pueden dar emulsiones de cualquier tipo dependiendo del agente emulsificante.

Es posible por diversos procedimientos, romper las emulsiones, es decir, transformarlas en dos capas líquidas separadas; a este proceso se lo puede llamar demulsificación. La destrucción química del agente emulsionante es un modo efectivo, por ejemplo, el agregado de un ácido convierte un jabón en el correspondiente ácido graso que no es un emulsionante. Los métodos con calentamiento, solidificación y centrifugación se emplean para romper las emulsiones.

Dispersiones de gases

Las dispersiones de gases en líquidos se forman cuando un gas completamente insoluble en el líquido, se fuerza hacia adentro del líquido a través 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 líquido cada burbuja levanta una cúpula arriba de si misma; si el líquido tiene una alta tensión superficial se rompe la delgada película de la cúpula desintegrándose en finas gotas (rocío). De manera que el tiempo de vida de dicha dispersión se puede prolongar si la velocidad de levantamiento del aire o de las burbujas es disminuido.

Se pueden hacer dispersiones también al forzar burbujas de aire dentro de un líquido, batiendo, golpeando, salpicando, o sea, por impacto de un objeto sólido sobre la superficie de un líquido.

Sin embargo la estabilidad de las dispersiones está muy limitada, pero se pueden estabilizar mediante el agregado de coloides protectores o aumentando la viscosidad, con adición de glicerina. La estabilidad también depende del tamaño de las burbujas, mientras más pequeñas son, más estable es la dispersión.

Espumas

Si los líquidos usados para la preparación de dispersiones de gas tienen propiedades tales que las cúpulas por encima de las burbujas ascendentes no se rompan inmediatamente al tocar la superficie del líquido, se formaran entonces las espumas, que nadan sobre esta superficie. Por lo tanto las espumas son aglomeraciones de burbujas de gas cubiertas con una película. Las espumas aparecen en dispersiones gaseosas estabilizadas con jabón u otras sustancias hidrofílicas y se forman en la espumación de tales sistemas. Las espumas difieren de las dispersiones en que tienen películas de líquido mucho más delgadas alrededor de cada burbuja de gas.

Una espuma simple esta compuesta por numerosas burbujas de gas muy compactadas cubiertas con películas semisólidas elásticas; la película forma estructuras laminares semisólidas a través de toda la espuma.

Los líquidos puros no pueden formar espumas estables, los principales métodos para la formación de espumas son los mismos que los utilizados para la formación de dispersiones de gas (burbujeo, agitación, golpeo, y batido); también se pueden obtener espumas por ebullición de líquidos 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 condición principal para la estabilidad es la posibilidad de formación de una armazón laminar.

Aerosoles

Los aerosoles fueron incluidos como coloides de acuerdo a sus propiedades ópticas. Los aerosoles son un sistema con un gas como medio de dispersión en el cual tanto los líquidos como sustancias sólidas pueden estar dispersos. Una dispersión de líquidos en un gas se conoce como niebla, neblina o nube; mientras que una dispersión de un sólido en un gas se conoce como polvo o humo.

Los aerosoles como el humo consisten en partículas sólidas de la mas fina dispersión, las neblinas consisten de finas gotas de un líquido que puede o no contener sustancias disueltas o partículas sólidas en suspensión. Si la concentración de las gotas que la profundidad de visibilidad es reducida se la puede llamar niebla, las formaciones que son todavía más densas y que presentan ciertas formas o no pueden ser llamadas nubes.

Los aerosoles se pueden obtener por métodos de condensación y dispersión. Los líquidos al igual que los sólidos se pueden dispersar; rociadores y atomizadores especiales son usados dispersando líquidos impulsándolos por medio de aire comprimido u otro gas través de una boquilla. En estos casos se necesita energía para operar el atomizador con el fin de formar una nueva gran superficie de gotas y de vencer la viscosidad del líquido. Los aerosoles obtenidos de esta manera son muy polidispersos, pero se pueden volver altamente polidispersos eliminando las gotas más grandes,

Los métodos de condensación son más versátiles y están mas diseminados debido a que producen aerosoles monosdipersos. Para preparar este tipo de soles la sustancia a dispersar es evaporada, y luego dicho vapor es enfriado rápidamente.

Glosario

Adsorción: condensación de gases, vapores o sustancias disueltas en la superficie de un líquido o en la de un cuerpo sólido. La adsorción en general disminuye cuando disminuye la temperatura.

Albúmina: sustancia incolora, insípida, soluble en agua e insoluble en alcohol; pertenece al grupo de los albuminoides. Se encuentra en abundancia en la clara de huevo y en la orina humana. Se utiliza en la clasificación de líquidos.

Caseína: proteína que contiene al ácido fosfórico. Se encuentra principalmente en la leche, y unida a la manteca forma el queso.

Colodión: nitrocelulosa disuelta en una mezcla a partes iguales de alcohol éter. Extendido en una superficie se evapora y forma una película contráctil.

Dextrinas: sustancia sólida amorfa de color blanco amarillento y de composición análoga a la del almidón. Sus disoluciones desvían a la derecha la luz polarizada; se obtiene industrialmente del almidón para obtener la goma.

Se utiliza para añadirla a las soluciones concentradas de azúcares y evitar así que cristalicen.

Difusión: fenómeno por el cual dos cuerpos en contacto se mezclan uniformemente sin reaccionar por la tendencia que tienen a constituir una mezcla homogénea, debido al movimiento térmico de las moléculas. La velocidad de difusión es mayor en los gases que en los líquidos, y en éstos es mayor que en los sólidos; crece con la temperatura y decrece con el peso molecular de las sustancias.

Electrolito: cuerpo que se somete a la descomposición por la electricidad.

Liófilo: todo coloide que presenta una gran afinidad con la sustancia que se disgrega, en un medio de dispersión. Si este medio es el agua, entonces el coloide es hidrófilo.

Liófobo: todo coloide que presenta una poca afinidad con la sustancia que se disgrega, en un medio de dispersión. Si este medio es el agua, entonces el coloide es hidrófobo.

Nitrocelulosa: éter nítrico de la celulosa, que se obtiene por la acción de la mezcla del ácido nítrico y sulfúrico sobre el algodón.

Opalescencia: reflejos de ópalo. El ópalo es una variedad de cuarzo de mineral silíceo con algo de agua, lustre resinoso, translúcido u opaco, duro pero quebradizo, y de colores diversos.

Presión osmótica: presión que se desarrolla como resultado de la ósmosis, esta presión se opone a la tendencia del solvente a pasar a través de la membrana semipermeable hacia la solución.

También se puede definir como la presión en exceso que debe aplicarse a una solución para impedir el pasaje de ella hacia el solvente cuando los dos líquidos están separados por una membrana perfectamente semipermeable.

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