15.11: Coloides
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Imagina que estás navegando en un yate. El motor se descompone repentinamente y estás varado en medio del océano. Llamas a la Guardia Costera por tu radio, pero no puedes darles una ubicación exacta, porque tu GPS no está funcionando. Afortunadamente, tienes una llamarada de humo, que disparas. El humo de color denso muestra a la Guardia Costera donde estás para que te puedan rescatar. Al usar la llamarada, estás aprovechando una mezcla llamada coloide.
Coloides
Un coloide es una mezcla heterogénea cuyo tamaño de partícula es intermedio entre los de una solución y una suspensión. Las partículas dispersas se distribuyen uniformemente por todo el medio de dispersión, que puede ser sólido, líquido o gas. Debido a que las partículas dispersas de un coloide no son tan grandes como las de una suspensión, no se asientan al estar de pie. La siguiente tabla resume las propiedades y distinciones entre soluciones, coloides y suspensiones.
| Tabla\(\PageIndex{1}\): Propiedades de Soluciones, Coloides y Suspensiones | ||
|---|---|---|
| \ (\ PageIndex {1}\): Propiedades de Soluciones, Coloides y Suspensiones” style="vertical-align:middle; "> Soluciones | Coloides | Suspensiones |
| \ (\ PageIndex {1}\): Propiedades de Soluciones, Coloides y Suspensiones” style="vertical-align:middle; ">Homogéneo. | Heterogéneos. | Heterogéneos. |
| \ (\ PageIndex {1}\): Propiedades de Soluciones, Coloides y Suspensiones” style="vertical-align:middle; ">Tamaño de partícula:\(0.01\) -\(1 \: \text{nm}\); átomos, iones o moléculas. | Tamaño de partícula:\(1\) -\(1000 \: \text{nm}\), disperso; moléculas grandes o agregados. | Tamaño de partícula: sobre\(1000 \: \text{nm}\), suspendido; partículas grandes o agregados. |
| \ (\ PageIndex {1}\): Propiedades de Soluciones, Coloides y Suspensiones” style="vertical-align:middle; ">No separar de pie. | No separar de pie. | Las partículas se asientan. |
| \ (\ PageIndex {1}\): Propiedades de Soluciones, Coloides y Suspensiones” style="vertical-align:middle; ">No se puede separar por filtración. | No se puede separar por filtración. | Se puede separar por filtración. |
| \ (\ PageIndex {1}\): Propiedades de Soluciones, Coloides y Suspensiones” style="vertical-align:middle; ">No dispersar la luz. | Dispersión de luz (efecto Tyndall). | Puede dispersar la luz o ser opaco. |
Los coloides son diferentes a las soluciones porque sus partículas dispersas son mucho más grandes que las de una solución. Las partículas dispersas de un coloide no se pueden separar por filtración, sino que dispersan la luz, un fenómeno llamado efecto Tyndall.
El efecto Tyndall
Cuando la luz pasa a través de una solución verdadera, las partículas disueltas son demasiado pequeñas para desviar la luz. Sin embargo, las partículas dispersas de un coloide, al ser más grandes, desvía la luz. El efecto Tyndall es la dispersión de la luz visible por partículas coloidales. Sin duda se ha “visto” un haz de luz a medida que pasa a través de niebla, humo, o una dispersión de partículas de polvo suspendidas en el aire. Los tres son ejemplos de coloides. Las suspensiones pueden dispersar la luz, pero si el número de partículas suspendidas es suficientemente grande, la suspensión puede ser simplemente opaca y la dispersión de la luz no ocurrirá.
Ejemplos de Coloides
La siguiente tabla enumera ejemplos de sistemas coloidales, la mayoría de los cuales son muy familiares. La fase dispersa describe las partículas, mientras que el medio de dispersión es el material en el que se distribuyen las partículas.
| Tabla\(\PageIndex{2}\): Clases de Coloides | |||
|---|---|---|---|
| \ (\ pageIndex {2}\): Clases de Coloides” style="vertical-align:middle; "> Clase de Coloide | Fase Dispersada | Medio de dispersión | Ejemplos |
| \ (\ PageIndex {2}\): Clases de Coloides” style="vertical-align:middle; ">Gel sólido | sólido | líquido | pintura, jaleas, sangre, gelatina, barro |
| \ (\ PageIndex {2}\): Clases de Coloides” style="vertical-align:middle; ">Aerosol sólido | sólido | gas | humo, polvo en el aire |
| \ (\ PageIndex {2}\): Clases de Coloides” style="vertical-align:middle; ">Emulsión sólida | líquido | sólido | queso, mantequilla |
| \ (\ PageIndex {2}\): Clases de Coloides” style="vertical-align:middle; ">Emulsión líquida | líquido | líquido | leche, mayonesa |
| \ (\ PageIndex {2}\): Clases de Coloides” style="vertical-align:middle; ">Aerosol líquido | líquido | gas | niebla, niebla, nubes, aerosol |
| \ (\ PageIndex {2}\): Clases de Coloides” style="vertical-align:middle; ">Espuma | gas | sólido | malvavisco |
| \ (\ PageIndex {2}\): Clases de Coloides” style="vertical-align:middle; ">Espuma | gas | líquido | crema batida, crema de afeitar |
Otra propiedad de un sistema coloidal se observa cuando los coloides se estudian bajo un microscopio óptico. Los coloides centellean, reflejando breves destellos de luz porque las partículas coloidales se mueven de manera rápida y aleatoria. Este fenómeno, llamado movimiento browniano, es causado por colisiones entre las pequeñas partículas coloidales y las moléculas del medio de dispersión.
Emulsiones
La mantequilla y la mayonesa son ejemplos de una clase de coloides llamados emulsiones. Una emulsión es una dispersión coloidal de un líquido ya sea en un líquido o en un sólido. Una emulsión estable requiere de un agente emulsionante para estar presente. La mayonesa se elabora en parte de aceite y vinagre. Dado que el aceite es no polar y el vinagre es una solución acuosa y polar, los dos no se mezclan, y se separan rápidamente en capas. Sin embargo, la adición de yema de huevo hace que la mezcla se vuelva estable y no se separe. La yema de huevo es capaz de interactuar tanto con el vinagre polar como con el aceite no polar. La yema de huevo se llama el agente emulsionante. El jabón actúa como agente emulsionante entre la grasa y el agua. La grasa no puede ser simplemente enjuagada de sus manos, u otra superficie, porque es insoluble. Sin embargo, el jabón estabiliza una mezcla de grasa y agua porque un extremo de una molécula de jabón es polar y el otro extremo es no polar. Esto permite quitar la grasa de tus manos o tu ropa lavándola con agua jabonosa.
Resumen
- Un coloide es una mezcla heterogénea cuyo tamaño de partícula es intermedio entre los de una solución y una suspensión.
- El efecto Tyndall es la dispersión de la luz visible por partículas coloidales.
- Una emulsión es una dispersión coloidal de un líquido ya sea en un líquido o en un sólido.