Coloides
Definição: Segundo Reis (1999) colóides , ou sistemas coloidais, são, na verdade misturas heterogêneas em que o diâmetro médio das partículas do disperso se encontra na faixa de 10 a 1000 ângstrons.
Note que, por se tratar de uma mistura heterogênea, usamos os seguintes termos para designar as substâncias que formam um sistema coloidal:
*Disperso: Substância presente em menor quantidade.
*Dispergente: Substância presente em maior quantidade.
Os colóides apresentam dois tipos de fases:
*Sol: Disperso sólido e dispergente líquido, adquirindo aspecto de solução na forma líquida. Ex: Cola.
*Gel: Disperso sólido e dispergente líquido, adquirindo aspecto sólido. Ex: Geléia de frutas.
Para o uso dos sistemas coloidais é importante nos familiarizarmos com o uso dos seguintes termos:
*Suspensão: É a denominação dada a um sistema coloidal de um sólido num líquido (sol). É um sistema instável e suas partículas são quase reconhecíveis ao microscópio.
*Hidrossol: É a denominação dada ao sistema coloidal cujo divergente é a água.
*Emulsão: É a denominação dada ao sistema coloidal que possui o dispergente e o disperso na fase líquida.
*Aerossóis: O ambiente em que vivemos precisa ser limpo com regularidade, para que seja retirada a poeira que constantemente é depositada sobre os objetos. Esses grãos de poeira, de diâmetro 1000 mm, estão em suspensão e tendem a sedimentar. No entanto, há no ar alguns grãos de poeira de dimensões coloidais que nunca sedimentam. Esse tipo de colóide chama-se aerossol. Neblinas, fumaças e spray são outros exemplos de aerossóis do cotidiano. Quando observamos o rastro luminoso deixado pela luz de um projetor de slide em uma sala escura, ou quando notamos os feixes luminosos dos faróis dos carros em dias com forte neblina, devemos nos lembrar do Efeito Tyndall que a luz pode provocar quando atinge partículas coloidais sólidas existentes no ar.
*Espumas: Quando um gás é borbulhado em um líquido, além das bolhas enormes e visíveis, são formadas também bolhas de dimensões coloidais. Por isso, as espumas também podem ser classificadas como colóides. Um bom exemplo é o chantilly, formado pela mistura de ar e creme de leite. Um sólido que possui poros de dimensão coloidal é classificado como espuma sólida. É o caso, por exemplo, da pedra-pome, que possui ar em microscópicos poros de dimensão coloidais.
Efeito Tyndall: Os colóides apresentam efeitos ópticos devido à luz ser refratada nas micelas. Esses efeitos não estão presentes nas soluções devido ao seu diminuto tamanho.
Se projetarmos um feixe de luz em um colóide como o leite, verificaremos o feixe presente no líquido do corpo. É o que acontece com a luz dos faróis altos dos automóveis em dia de neblina. Essa refração de luz nas partículas do colóide recebe o nome de efeito Tyndall e, como vimos, não se manifesta em líquidos que não sejam coloidais.
Classificação dos sistemas coloidais
Os sistemas coloidais podem ser classificados segundo dois critérios principais: quanto à natureza das partículas do disperso e quanto à afinidade entre o disperso e o dispergente.
Natureza das partículas do disperso
Colóide micelar: é o sistema coloidal cujo disperso é constituído por aglomerados de átomos, íons ou moléculas.
Colóide molecular: é o sistema coloidal cujo disperso é constituído de macromoléculas, normalmente polímeros.
Colóide iônico: é o sistema coloidal cujo disperso é constituído de macroíons.
Afinidade entre o disperso e o dispergente
Colóides liófilos (lyo=solver ou dissolver, philo=amigo), ou colóides reversíveis, são sistemas coloidais que possuem grande afinidade entre o disperso e o dispergente.
Se o dispergente for a água, o sistema coloidal é denominado hidrófilo.
Devido a essa afinidade, as partículas do disperso adsorvem, isto é, fixam na sua superfície moléculas do dispergente, ficando assim envolvidas por uma película que é denominada camada de solvatação.
A camada de solvatação permite que as partículas do disperso fiquem isoladas umas das outras e, com isso, é possível transformar o sistema coloidal em sol ou em gel, conforme se adicione ou se retire dispergente. Por isso esses colóides são ditos reversíveis.
A transformação da fase gel para a fase sol pela adição de dispergente é denominada peptização (peptos=digerido).
A transformação da fase sol para a fase gel pela retirada de dispergente é denominada pectização (pektos=coalhado).
Colóides liófobos (lyo=solver ou dissolver, phóbos=aversão), ou colóides irreversíveis, são sistemas coloidais onde praticamente não existe afinidade entre o disperso e o dispergente.
Se a fase dispergente for a água, o sistema é denominado hidrófobo.
A formação de um colóide liófobo não é espontânea e a passagem de gel a sol é muito difícil.
A estabilidade de um sistema coloidal liófobo pode ser aumentada pela adição de uma pequena quantidade de um colóide liófilo adequado, que então passa a ser denominado colóide protetor.
As partículas do colóide liófobo são envolvidas por uma película de colóide liófilo que passa a funcionar como uma camada de solvatação, dando estabilidade ao colóide liófobo.
Podemos citar como exemplo de colóides protetores a gema de ovo, que estabiliza a mistura de azeite e vinagre no preparo de maionese, e a tinta nanquim, que é um colóide liófobo protegido por um colóide liófilo de gelatina em água.
AFINAL, QUAL O DIÂMETRO DE UMA PARTÍCULA COLOIDAL?
Apesar de alguns pesquisadores terem proposto que partículas coloidais teriam diâmetro situado entre 1,0 nm (10-9 m) e 100 nm, evidências experimentais tendem atualmente a ampliar esse intervalo para 1 000 nm. No entanto, essa discussão não terá maior importância para nosso estudo, pois o que definirá realmente se uma mistura é coloidal ou uma suspensão será seu comportamento macroscópico.
Adotaremos, então, os limites situados entre 1,0 nm e 1000 nm para caracterizar o diâmetro de uma partícula coloidal .
Analisando o quadro a seguir, podemos comparar características gerais das soluções, das misturas coloidais e das suspensões. Note que, nas misturas em geral, a substância em menor quantidade pode ser chamada de disperso, ou seja, é uma substância que se encontra espalhada, de maneira homogênea ou não, em outra substância denominada dispersante. Nessas condições, a mistura receberá o nome geral de dispersão.
Solução, dispersão coloidal e suspensão
Solução é toda mistura homogênea de duas ou mais substâncias.
As partículas dispersas:
são moléculas ou íons comuns
têm diâmetro menor que 1 nm (10-9 m)
não se sedimentam nem mesmo sob ação de ultracentrifugadores
não são retidas nem mesmo pelos ultrafiltros
não são detectadas nem mesmo com o auxílio do ultramicroscópio e do microscópio eletrônico.
Na dispersão coloidal :
as partículas dispersas têm diâmetro entre 1 e 100 nm
são agregados de moléculas ou de íons comuns, ou macromoléculas, ou macroíons isolados
não se sedimentam sob a ação da gravidade, nem sob a ação dos centrifugadores comuns, mas sim sob a ação de ultracentrifugadores
não são retidas por filtros comuns, mas o são por ultrafiltros
não são detectadas ao microscópio comum, mas o são com o auxílio do microscópio eletrônico e do ultramicroscópio.
Na suspensão:
as partículas dispersas têm diâmetro maior que 100 nm
são agregados de moléculas ou de íons
sedimentam-se pela ação da gravidade ou dos centrifugadores comuns
são retidas pelo filtro comum e são detectadas a olho nu ou com o auxílio de microscópios comuns.
Classificação das soluções
Quanto ao estado físico:
sólidas
líquidas
gasosas
Quanto à condutividade elétrica:
eletrolíticas ou iônicas
não-eletrolíticas ou moleculares
Quanto à proporção soluto/solvente:
diluída
concentrada
não-saturada
saturada
supersaturada
Tipos de concentração
% em massa:
% em volume:
(só é usada quando soluto e solvente são ambos líquidos ou ambos gasosos)
concentração em g/L:
concentração em mol/L:
concentração em molalidade:
concentração em fração molar de soluto:
Diluição e titulação
Diluição é uma operação em que se acrescenta solvente à solução. A quantidade de soluto permanece constante.
Titulação é uma operação de laboratório através da qual se determina a concentração de uma solução A medindo-se o volume de uma solução B de concentração conhecida, que reage completamente com um volume conhecido da solução A.
Colóides
Estado coloidal - Tipo de dispersão na qual as partículas dispersas têm dimensão entre 1 e 100 nm.
Colóide reversível ou liófilo ou hidrófilo - A passagem de sol a gel é reversível. As partículas dispersas têm película de solvatação, que estabiliza o colóide.Exemplos: proteínas em água, amido em água, gelatina em água e a maioria dos colóides naturais.
Colóide irreversível ou liófobo ou hidrófobo - A passagem de sol a gel é irreversível. As partículas dispersas não têm película de solvatação e, por isso, são instáveis.Exemplos: hidrossol de metais (ouro, prata, etc.), hidrossol de enxofre e a maioria dos colóides artificiais.
A purificação dos colóides é feita por diálise, eletrodiálise ou ultrafiltração.
Os colóides apresentam as seguintes propriedades: efeito Tyndall, movimento browniano e adsorção.
Colóides protetores são colóides liófilos que estabilizam os colóides liófobos, impedindo a sua coagulação. O mais usado é a gelatina.
Importância dos colóides:
Biológica - os processos vitais estão associados ao estado coloidal.
Industrial - fabricação de medicamentos, tintas, cremes, cosméticos, pedras preciosas (rubi, safira, etc.), sílica-gel, filmes fotográficos, etc.
Culinária - preparo de geléias, maionese, creme chantilly, etc.
As soluções coloidais situam-se entre as soluções verdadeiras e as suspensões.
As suas partículas só conseguem ver-se ao ultramicroscópio.
Definição: Segundo Reis (1999) colóides , ou sistemas coloidais, são, na verdade misturas heterogêneas em que o diâmetro médio das partículas do disperso se encontra na faixa de 10 a 1000 ângstrons.
Note que, por se tratar de uma mistura heterogênea, usamos os seguintes termos para designar as substâncias que formam um sistema coloidal:
*Disperso: Substância presente em menor quantidade.
*Dispergente: Substância presente em maior quantidade.
Os colóides apresentam dois tipos de fases:
*Sol: Disperso sólido e dispergente líquido, adquirindo aspecto de solução na forma líquida. Ex: Cola.
*Gel: Disperso sólido e dispergente líquido, adquirindo aspecto sólido. Ex: Geléia de frutas.
Para o uso dos sistemas coloidais é importante nos familiarizarmos com o uso dos seguintes termos:
*Suspensão: É a denominação dada a um sistema coloidal de um sólido num líquido (sol). É um sistema instável e suas partículas são quase reconhecíveis ao microscópio.
*Hidrossol: É a denominação dada ao sistema coloidal cujo divergente é a água.
*Emulsão: É a denominação dada ao sistema coloidal que possui o dispergente e o disperso na fase líquida.
*Aerossóis: O ambiente em que vivemos precisa ser limpo com regularidade, para que seja retirada a poeira que constantemente é depositada sobre os objetos. Esses grãos de poeira, de diâmetro 1000 mm, estão em suspensão e tendem a sedimentar. No entanto, há no ar alguns grãos de poeira de dimensões coloidais que nunca sedimentam. Esse tipo de colóide chama-se aerossol. Neblinas, fumaças e spray são outros exemplos de aerossóis do cotidiano. Quando observamos o rastro luminoso deixado pela luz de um projetor de slide em uma sala escura, ou quando notamos os feixes luminosos dos faróis dos carros em dias com forte neblina, devemos nos lembrar do Efeito Tyndall que a luz pode provocar quando atinge partículas coloidais sólidas existentes no ar.
*Espumas: Quando um gás é borbulhado em um líquido, além das bolhas enormes e visíveis, são formadas também bolhas de dimensões coloidais. Por isso, as espumas também podem ser classificadas como colóides. Um bom exemplo é o chantilly, formado pela mistura de ar e creme de leite. Um sólido que possui poros de dimensão coloidal é classificado como espuma sólida. É o caso, por exemplo, da pedra-pome, que possui ar em microscópicos poros de dimensão coloidais.
Efeito Tyndall: Os colóides apresentam efeitos ópticos devido à luz ser refratada nas micelas. Esses efeitos não estão presentes nas soluções devido ao seu diminuto tamanho.
Se projetarmos um feixe de luz em um colóide como o leite, verificaremos o feixe presente no líquido do corpo. É o que acontece com a luz dos faróis altos dos automóveis em dia de neblina. Essa refração de luz nas partículas do colóide recebe o nome de efeito Tyndall e, como vimos, não se manifesta em líquidos que não sejam coloidais.
Classificação dos sistemas coloidais
Os sistemas coloidais podem ser classificados segundo dois critérios principais: quanto à natureza das partículas do disperso e quanto à afinidade entre o disperso e o dispergente.
Natureza das partículas do disperso
Colóide micelar: é o sistema coloidal cujo disperso é constituído por aglomerados de átomos, íons ou moléculas.
Colóide molecular: é o sistema coloidal cujo disperso é constituído de macromoléculas, normalmente polímeros.
Colóide iônico: é o sistema coloidal cujo disperso é constituído de macroíons.
Afinidade entre o disperso e o dispergente
Colóides liófilos (lyo=solver ou dissolver, philo=amigo), ou colóides reversíveis, são sistemas coloidais que possuem grande afinidade entre o disperso e o dispergente.
Se o dispergente for a água, o sistema coloidal é denominado hidrófilo.
Devido a essa afinidade, as partículas do disperso adsorvem, isto é, fixam na sua superfície moléculas do dispergente, ficando assim envolvidas por uma película que é denominada camada de solvatação.
A camada de solvatação permite que as partículas do disperso fiquem isoladas umas das outras e, com isso, é possível transformar o sistema coloidal em sol ou em gel, conforme se adicione ou se retire dispergente. Por isso esses colóides são ditos reversíveis.
A transformação da fase gel para a fase sol pela adição de dispergente é denominada peptização (peptos=digerido).
A transformação da fase sol para a fase gel pela retirada de dispergente é denominada pectização (pektos=coalhado).
Colóides liófobos (lyo=solver ou dissolver, phóbos=aversão), ou colóides irreversíveis, são sistemas coloidais onde praticamente não existe afinidade entre o disperso e o dispergente.
Se a fase dispergente for a água, o sistema é denominado hidrófobo.
A formação de um colóide liófobo não é espontânea e a passagem de gel a sol é muito difícil.
A estabilidade de um sistema coloidal liófobo pode ser aumentada pela adição de uma pequena quantidade de um colóide liófilo adequado, que então passa a ser denominado colóide protetor.
As partículas do colóide liófobo são envolvidas por uma película de colóide liófilo que passa a funcionar como uma camada de solvatação, dando estabilidade ao colóide liófobo.
Podemos citar como exemplo de colóides protetores a gema de ovo, que estabiliza a mistura de azeite e vinagre no preparo de maionese, e a tinta nanquim, que é um colóide liófobo protegido por um colóide liófilo de gelatina em água.
AFINAL, QUAL O DIÂMETRO DE UMA PARTÍCULA COLOIDAL?
Apesar de alguns pesquisadores terem proposto que partículas coloidais teriam diâmetro situado entre 1,0 nm (10-9 m) e 100 nm, evidências experimentais tendem atualmente a ampliar esse intervalo para 1 000 nm. No entanto, essa discussão não terá maior importância para nosso estudo, pois o que definirá realmente se uma mistura é coloidal ou uma suspensão será seu comportamento macroscópico.
Adotaremos, então, os limites situados entre 1,0 nm e 1000 nm para caracterizar o diâmetro de uma partícula coloidal .
Analisando o quadro a seguir, podemos comparar características gerais das soluções, das misturas coloidais e das suspensões. Note que, nas misturas em geral, a substância em menor quantidade pode ser chamada de disperso, ou seja, é uma substância que se encontra espalhada, de maneira homogênea ou não, em outra substância denominada dispersante. Nessas condições, a mistura receberá o nome geral de dispersão.
Solução, dispersão coloidal e suspensão
Solução é toda mistura homogênea de duas ou mais substâncias.
As partículas dispersas:
são moléculas ou íons comuns
têm diâmetro menor que 1 nm (10-9 m)
não se sedimentam nem mesmo sob ação de ultracentrifugadores
não são retidas nem mesmo pelos ultrafiltros
não são detectadas nem mesmo com o auxílio do ultramicroscópio e do microscópio eletrônico.
Na dispersão coloidal :
as partículas dispersas têm diâmetro entre 1 e 100 nm
são agregados de moléculas ou de íons comuns, ou macromoléculas, ou macroíons isolados
não se sedimentam sob a ação da gravidade, nem sob a ação dos centrifugadores comuns, mas sim sob a ação de ultracentrifugadores
não são retidas por filtros comuns, mas o são por ultrafiltros
não são detectadas ao microscópio comum, mas o são com o auxílio do microscópio eletrônico e do ultramicroscópio.
Na suspensão:
as partículas dispersas têm diâmetro maior que 100 nm
são agregados de moléculas ou de íons
sedimentam-se pela ação da gravidade ou dos centrifugadores comuns
são retidas pelo filtro comum e são detectadas a olho nu ou com o auxílio de microscópios comuns.
Classificação das soluções
Quanto ao estado físico:
sólidas
líquidas
gasosas
Quanto à condutividade elétrica:
eletrolíticas ou iônicas
não-eletrolíticas ou moleculares
Quanto à proporção soluto/solvente:
diluída
concentrada
não-saturada
saturada
supersaturada
Tipos de concentração
% em massa:
% em volume:
(só é usada quando soluto e solvente são ambos líquidos ou ambos gasosos)
concentração em g/L:
concentração em mol/L:
concentração em molalidade:
concentração em fração molar de soluto:
Diluição e titulação
Diluição é uma operação em que se acrescenta solvente à solução. A quantidade de soluto permanece constante.
Titulação é uma operação de laboratório através da qual se determina a concentração de uma solução A medindo-se o volume de uma solução B de concentração conhecida, que reage completamente com um volume conhecido da solução A.
Colóides
Estado coloidal - Tipo de dispersão na qual as partículas dispersas têm dimensão entre 1 e 100 nm.
Colóide reversível ou liófilo ou hidrófilo - A passagem de sol a gel é reversível. As partículas dispersas têm película de solvatação, que estabiliza o colóide.Exemplos: proteínas em água, amido em água, gelatina em água e a maioria dos colóides naturais.
Colóide irreversível ou liófobo ou hidrófobo - A passagem de sol a gel é irreversível. As partículas dispersas não têm película de solvatação e, por isso, são instáveis.Exemplos: hidrossol de metais (ouro, prata, etc.), hidrossol de enxofre e a maioria dos colóides artificiais.
A purificação dos colóides é feita por diálise, eletrodiálise ou ultrafiltração.
Os colóides apresentam as seguintes propriedades: efeito Tyndall, movimento browniano e adsorção.
Colóides protetores são colóides liófilos que estabilizam os colóides liófobos, impedindo a sua coagulação. O mais usado é a gelatina.
Importância dos colóides:
Biológica - os processos vitais estão associados ao estado coloidal.
Industrial - fabricação de medicamentos, tintas, cremes, cosméticos, pedras preciosas (rubi, safira, etc.), sílica-gel, filmes fotográficos, etc.
Culinária - preparo de geléias, maionese, creme chantilly, etc.
As soluções coloidais situam-se entre as soluções verdadeiras e as suspensões.
As suas partículas só conseguem ver-se ao ultramicroscópio.
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