Características del estado coloidal

El área superficial de las fases en contacto puede ser macroscópica. El grosor de la superficie interfacial es de aproximadamente 0,5-2 nm, por lo que la partícula coloidal debe tener al menos el doble del grosor de la capa superficial. Por lo tanto, el límite inferior del tamaño de una partícula coloidal es de 1 nm, el límite superior es de 100 nm. Las partículas coloidales pueden ser tridimensionales si todas las dimensiones son del orden de finura coloidal, bidimensionales (laminares) donde dos dimensiones son de este orden, o unidimensionales (filiformes) cuando una dimensión es de finura coloidal.

Sistema de dispersión

Es un sistema que contiene un medio dispersante y una sustancia dispersa. Podemos dividirlo en varios tipos:

1. si la sustancia dispersa es un conjunto de partículas del mismo tamaño, es monodispersa,
2. cuando las partículas de la sustancia dispersa tienen diferentes tamaños, es polidispersa,
3. las partículas de la sustancia dispersa tienen la misma forma (por ejemplo, varillas, bolas, láminas) – monomórficas,
4. si las partículas de la sustancia dispersa tienen formas diferentes, multiforme.

Sistemas coloidales

La fase dispersa (dispersión) está presente en una pequeña cantidad en comparación con la cantidad de la segunda fase, que constituye el medio de dispersión continuo. La fase continua (p. ej., disolvente) se denomina medio de dispersión. La fase dispersa está formada por el segundo componente. Las partículas coloidales están contenidas entre sistemas con fragmentación molecular (por ejemplo, soluciones) o fragmentación mecánica (suspensiones). Tanto la fase dispersa como la dispersante pueden existir en cualquier estado de agregación. Una de las condiciones básicas para la estabilización de la mayoría de los sistemas coloidales es la carga eléctrica de las partículas de la fase dispersa. En la superficie de cada partícula hay una llamada capa eléctrica, es decir:

• la capa estacionaria hecha de iones y dipolos fuertemente adsorbidos, directamente sobre la superficie de la partícula coloidal,
• la capa de difusión en la que los iones y los dipolos están dispuestos de cierta manera, pero están ubicados a cierta distancia de la superficie de las partículas, están menos unidos a ella y pueden cambiar su posición.

Como resultado de tal disposición de iones y dipolos, se crea una diferencia de potencial en la interfase entre la partícula coloidal y el medio de dispersión. La neutralización de las cargas eléctricas de los coloides a menudo conduce a la destrucción del estado coloidal por la separación de la fase dispersa en forma de cúmulos más grandes, lo que se denomina coagulación.

Obtención de coloides

Muchas sustancias pueden pasar a un estado de fragmentación coloidal utilizando un medio de dispersión, una temperatura y una técnica de trabajo adecuados. Puede obtenerse en el proceso de dispersión (fragmentación) de sistemas macroscópicos o en el proceso de condensación de átomos, iones o moléculas en agregados (partículas agregadas) de tamaños específicos. Los métodos básicos se dividen en métodos de dispersión y condensación.

1. Métodos de dispersión: molienda mecánica (molienda), dispersión eléctrica, atomización ultrasónica, atomización térmica, disolución coloidal, proceso de peptización. La fragmentación es un trabajo contra las fuerzas cohesivas.

La selección del método depende del estado de agregación del medio dispersante y la sustancia dispersada. En el caso de sustancias macromoleculares, basta con disolver la sustancia en un disolvente adecuado (por ejemplo, poliestireno en benceno ). Si el medio de dispersión es un líquido orgánico, la molienda debe realizarse con la adición de ácidos orgánicos superiores.

2. En los procesos de condensación, los átomos, iones o partículas se forman en agregados de mayor tamaño. La condensación en soluciones está asociada con el curso de reacciones químicas o con un fenómeno físico específico, y estos suelen ser métodos que consisten en reducir la solubilidad, reducción, oxidación, reacciones de intercambio, polimerización , hidrólisis. En una reacción química, las partículas se forman por enlaces metálicos, iónicos o covalentes, y en procesos físicos, por fuerzas intermoleculares.

Un ejemplo es la reacción de reducción de soluciones de sales de metales nobles, en la que se obtienen hidrosoles de estos metales. Los agentes reductores pueden serperóxido de hidrógeno , formaldehído, hidrazina y sales férricas. Los hidrazoles de oro, plata y platino se obtuvieron por reducción química. Los átomos de metal separados se combinan en grupos de átomos con tamaños coloidales.

división coloidal

1. Teniendo en cuenta la forma en que pasa a un estado coloidal:
   1. asociativo – transformándose espontáneamente en un estado coloidal,
   2. dispersión: creada por la fragmentación forzada de la sustancia dispersa.
2. Teniendo en cuenta el estado de la materia:
   1. aerosoles : el medio de dispersión es el gas; por ejemplo: niebla, polvo,
   2. soles, soluciones coloidales – el medio de dispersión es un líquido, por ejemplo: espuma, leche,
   3. pirosoles: el medio dispersante es un sólido; por ejemplo piedra pómez, perlas de fósforo.
3. Teniendo en cuenta la morfología:
   1. isométrico, donde las tres dimensiones (largo, ancho, alto) son iguales; por ejemplo: bolas, cubos,
   2. anisométrico, donde las dimensiones difieren entre sí; por ejemplo, varillas, placas.
4. Teniendo en cuenta la afinidad de las partículas coloidales por el disolvente:
   1. liófilo: tiene una alta afinidad por el solvente, alta durabilidad,
   2. liofóbicos: tienen una baja afinidad por el disolvente.

Ejemplos de coloides

Emulsiones: sistemas coloidales en los que tanto el medio de dispersión como la sustancia dispersa se encuentran en estado líquido. Los líquidos no se mezclan entre sí, sino que uno se dispersa en el otro en forma de minúsculas gotitas. Típicamente, el agua es una fase y la otra es la denominada fase oleosa. Teniendo en cuenta la estructura y las proporciones de volumen de las fases, las emulsiones se pueden dividir en un sistema de agua en aceite w/o, donde la fase dispersante es aceite y la fase dispersa es agua y, análogamente, aceite en agua. Ay. Los aerosoles se obtienen dispersando un sólido (humo) o un líquido (niebla) en un gas. El humo es el resultado de la fragmentación de sólidos en gas, también como resultado de una reacción química, por ejemplo, NH ₃ + HCl -> NH ₄ Cl. Las nieblas son el resultado de la condensación de líquidos en vapores sobresaturados. Tamaños de partículas de ejemplo 10 – 1000 Å (Angstrom), por ejemplo, humo de tabaco 2 – 10 Å, gotas en las nubes 40 – 100 Å. Las espumas se obtienen dispersando una sustancia gaseosa en un líquido. Las partículas de gas están separadas por finas capas de líquido, que forman el esqueleto de espuma. La durabilidad depende del refuerzo de las membranas que separan las partículas de gas con finas películas de tensioactivos . La formación de espumas, el tamaño de las partículas de gas dispersas y su durabilidad son de gran importancia en el proceso de enriquecimiento del mineral – flotación . Los tensioactivos añadidos a la suspensión acuosa del mineral finamente molido forman finas partículas de espuma con el aire inyectado que, interactuando selectivamente con el mineral, lo separan de la ganga (roca estéril).