sistemas coloidales

1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO
INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA
Área Académica de Ciencias de la Tierra y Materiales
(AACTyM)
Maestría en Ciencias de los Materiales
Segundo semestre
Grupo 1
Enero-Julio 2022
FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
Presenta:
ELENA ALCÁNTARA MARTÍNEZ
Catedrático:
DRA. MARIA AURORA VELOZ RODRIGUEZ

2. 2.13 DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS COLOIDALES
2.14 CLASIFICACIÓN DE COLOIDES
2.14.1 COLOIDES LIOFÍLICOS O LIÓFILOS
2.14.2 COLOIDES LIOFÓBICOS O LIÓFOBOS
2.14.3 DOBLE CAPA ELÉCTRICA Y ESTABILIDAD DE LOS COLOIDES LIOFÓBICOS.
2.14.4 ELECTROLITOS COLOIDALES
2.14.5 GELES
2.15 PREPARACIÓN DE SISTEMAS COLOIDALES
2.16 PURIFICACIÓN DE COLOIDES.
2.16.1 DIÁLISIS
2.16.2 ULTRAFILTRACIÓN
2.16.3 ELECTRODIÁLISIS
2.17 POLIDISPERSIÓN Y PESOS MOLECULARES PROMEDIO

3. Son sistemas de al menos dos fases una esta
finamente dividida en pequeñas partículas (fase
dispersa, fase continua) rodeada completamente
por otra sustancia (fase dispersante, fase
continua).
Los coloides son mezclas
intermedias entre las
soluciones y las dispersiones

4. Sistemas en los que un componente se encuentra
disperso en otro, pero las entidades dispersas son
mucho mayores que las moléculas del disolvente.
Partículas:
Soluto entre 10 y 100
Solución están entre 0.1 y 10 nm.

5. Para la formación de coloides se emplean los siguientes métodos:
1. Dispersión. Consiste en reducir de tamaño pedazos grandes de materia, el batido y la
agitación se emplean para formar emulsiones y espumas como la mayonesa y la nata
batida. El almidón, la cola, la gelatina, se disgregan espontáneamente en partículas
coloidales cuando se colocan en el agua. Calentando y agitando se acelera el proceso.
2. Condensación. La formación de la niebla y las nubes son los mejores ejemplos de
condensación. También, la formación de sustancias insolubles a partir de soluciones, la
formación del negro de humo que es la forma coloidal del carbón y se emplea para
fabricar la tinta de imprenta y la tinta china.

6. La afinidad de los medios entre la fase dispersa y la dispersante se clasifican en:

7. Liofílicos del griego: afición al líquido, son aquellos que tienen una
gran atracción por el solvente, también se les denomina geles.
Son solubles y se forman por el contacto del solvente con el
material sólido.
El almidón es un carbohidrato que se solvata fácilmente en el agua.

8. Ciertos fenómenos a la escala de las partículas pueden favorecer u oponerse al
acercamiento y a la agregación de las partículas entre sí; esto puede resultar en un tamaño
de agregado suficientemente grande para sedimentar en el campo de gravedad. Estos
fenómenos han sido descritos satisfactoriamente en el caso de los coloides liofobicos.
Los coloides liofóbos requieren poseer carga para que opere la repulsión entre dobles
capas eléctricas.
Los coloides liofóbicos son dispersiones de un material que no posee afinidad para el medio
dispersante o solvente. Se forman mediante un proceso de molienda extrema (molino
coloidal) o por microprecipitación de partículas dentro del sistema.

9. Las partículas coloidales portan una carga eléctrica neta que es la suma de la
carga eléctrica de la partícula y la carga de los anti-iones que los rodean de
cerca. Debido a esta carga, las partículas migran de un campo eléctrico
(electroforesis).
En el electrodo la carga se neutraliza.
Por ejemplo, una suspensión coloidal de látex se emplea para producir artículos de caucho con formas
complejas, como los guantes; las partículas se mueven al electrodo y se precipitan adoptando la forma de éste
cuando la carga se neutraliza.

10. Electrolito que da iones de los cuales uno al menos es de tamaño coloidal. Puede ser un sol hidrófilo, un coloide de
asociación iónica y un polielectrolito. La disolución de un electrolito coloidal tiene una carga eléctrica debida a la
disociación y no a la adsorción como muchos coloides liofilicos.
Saponificación → reacción entre un éster y una base para dar un alcohol y la sal de un ácido. El
subproducto es la glicerina.

11. Los soles pueden ser coagulados bajo ciertas condiciones (especialmente los
soles liofílicos), obteniendo una masa semirrígida gelatinosa que incluye todo el
líquido del sol, este producto es llamado gel.

12. Clasificación:
 Elásticos
 Almidón
 Pectina
 Agar
 Gelatina
 Mermeladas de frutas
 Fécula de cereales
 No elásticos
• Gel de sílice
Cuando un gel elástico que ya ha absorbido
vapor de agua, se coloca en una solución
acuosa, puede seguir absorbiendo agua,
provocando un aumento de tamaño apreciable
(imbibición o hinchamiento)
Los geles no elásticos pueden captar
cantidades muy grandes de líquido sin
variar su volumen en forma considerable.

13. Disgregación
La disgregación consiste en romper partículas
grandes hasta que se alcance el tamaño coloidal.
Métodos:
 Molienda (para dispersiones de solido en un
líquido)
• Molino de bolas
• Ultrasonido
• Arco eléctrico de Bredig (disgregación y
condensación)
 Emulsificación (para dispersiones liquido-liquido)
 Suspensión (polimerización)
Condensación
Basado en los fenómenos de nucleación y crecimiento.
 Si inicialmente se forman muchos núcleos y el
crecimiento es lento, resultaran partículas pequeñas.
 La velocidad inicial de crecimiento depende de la
sobresaturación.
 El crecimiento depende de varios factores:
o Cantidad de sustancia
o Viscosidad
o Facilidad de incorporación a la red cristalina
o Adsorción de impurezas sobre la superficie
(inhiben)
o Agregación particula-particula

14. Los coloides, suelen ir acompañados de iones, u otros componentes solubles de peso molecular bajo que
deben eliminarse, para purificar el coloide.
Los métodos de purificación son los mismos ya se trate de sistemas liófobos o de sistemas macromoleculares.
Las formas más recomendadas para purificar
un sistema coloidal son:
⮚ Sedimentación y centrifugación
⮚ Diálisis
⮚ Filtración y ultrafiltración
⮚ Intercambio iónico
⮚ Adsorción competitiva

15. Graham sugirió el uso de membranas
semipermeables para la purificación de las
soluciones coloidales por diálisis.
En el proceso de diálisis (Ilustración XX), se
suele introducir la dispersión en un recipiente
cuyo fondo o cuyas paredes son membranas
semipermeables y que se sumergen en el
disolvente puro, que se hace circular de modo
continuo.
Los componentes de bajo peso molecular
atraviesan la membrana y son eliminados de la
dispersión.

16. Método desarrollado por Heinrich Bechhold en 1907, es diálisis bajo presión y puede ser positiva
o negativa.
En el ultrafiltrado la dispersión coloidal se filtra a través de colodión o celulosa regenerada cuyos
poros tienen un diámetro que retienen las partículas coloidales, dejando pasar lo demás.
Variando el tamaño de poro de la membrana, se puede fraccionar un sistema polidisperso en
fracciones monodispersas.

17. La Electro Diálisis (ED) es un proceso de membrana, durante el cual los iones son transportados a través de
una membrana semipermeable, bajo la influencia de un potencial eléctrico.
Las membranas son catiónicas o aniónicas, lo cual básicamente indica qué iones, ya sean positivos o negativos,
fluirán a través. Las membranas selectivas de cationes son polielectrolitos con materia negativamente cargada,
que rechaza los iones con carga negativa y permite fluir a los iones con carga positiva.
Esta técnica puede ser aplicada para remover iones del agua. Las partículas que no llevan una carga eléctrica
no son removidas.

18. Cuando la longitud de cadena de los compuestos de alto peso molecular sobrepasa un valor crítico, se produce
un cambio brusco de la viscosidad del producto fundido y de otras propiedades físicas.
La polidispersión indica que algunos polímeros están constituidos por una mezcla de cadenas de distintos
pesos moleculares.

19. Peso molecular promedio
en número Mn.
Mn es definido como el peso total w de todas las
moléculas en una muestra de un polímero
dividido por el número total de moles presentes.
𝑚𝑛 =
𝑊
𝑁𝑥
=
𝑁𝑥𝑀𝑥
𝑁𝑥
𝑚𝑛 = 𝑁𝑥𝑀𝑥
Donde:
𝑁𝑥 = 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒
𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑚𝑎ñ𝑜𝑀𝑥
Peso molecular en peso Mw.
La dispersión de la luz por las soluciones poliméricas es más
grande para moléculas de gran tamaño que para moléculas
más pequeñas.
El peso molecular promedio obtenido de las medidas de
dispersión de la luz es el peso molecular en peso Mw
definido como:
𝑀𝑤 = 𝑊
𝑥 𝑀𝑥
Donde:
wx es la fracción en peso de las moléculas con peso Mx