MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES Estado coloidal é um tipo de dispersão (dispersão coloidal) na qual as partículas dispersas (micelas) têm dimensão entre 1 nm (10–9m) e 100 nm (10–7m). Uma dispersão coloidal pode ser chamada simplesmente de coloide. Classificações de Coloides 1º) Quanto à natureza do disperso: Coloides micelares Coloides moleculares Coloides iônicos É o coloide cujas partículas dispersas, As partículas dispersas são As partículas dispersas são íons chamadas micelas ou tagmas, são agregados macromoléculas (moléculas gigantes) gigantes. (macroíons, ou seja, de átomos, de moléculas ou de íons. macromoléculas com um ou mais Exemplo: enxofre (S8)n em água, ouro coloidal Exemplo: amido (C6H10O5)n em água radicais ionizáveis) (Au)n na água Exemplo: proteínas em água Evidentemente, os colóides moleculares ou iônicos se encontrarão sempre no estado coloidal, pois suas partículas já têm tamanho coloidal. Outras substâncias podem se apresentar na forma coloidal (colóide micelar) ou não, dependendo da maior ou menor aglomeração de suas partículas. 2º) Quanto à distribuição das fases: Coloides sol Dispersão de um disperso sólido num dispergente líquido, de modo que predomina a fase líquida e o sistema não tem forma definida.As micelas se distribuem uniformemente no dispergente e a dispersão adquire o aspecto de solução. De acordo com o dispergente, temos:Hidrossol ( dispergente: água);Alcoolsol (dispergente: álcool);Eterossol (dispergente: éter). Exemplo: cola. Coloides gel Dispersão de um disperso sólido num dispurgente líquido, de modo que predomina a fase sólida e o sistema adquire uma forma definida.As micelas se agrupam de tal modo que passam a constituir verdadeiros retículos, no interior dos quais fica aprisionado o dispurgente, e a dispersão toma o aspecto de gelatina.Exemplo: geléias, pudim de caramelo. 3º) Quanto à reversibilidade ou dispersibilidade: Coloides reversíveis são sistemas em que o disperso, num simples contato com o dispergente, produz o estado coloidal. Há uma afinidade muito intensa entre o disperso e o dispergente, daí receberem a denominação de liófilos ou liofílicos (“amigos do líquido”, lios = líquido, filos = amigo). Se o dispurgente é a água, damos o nome de hidrófilo (amigo da água). O termo reversível é usado porque, uma vez obtido o sistema gel, podemos conseguir o sol e voltar para sistema gel e depois voltar para o sistema sol e assim até o infinito. Assim, nesse tipo de colóide são espontâneas a ida e a volta, mencionadas abaixo: Peptização é a passagem de gel para sol através da adição de líquido peptização – adição de líquido (uma vez que no sol, o líquido é o dispergente). Ou seja, consiste na adição do dispergente para transformar gel (sólido) em sol (líquido). "peptos” = “dirigido”. Pectização é a passagem de sol para gel através da retirada de líquido, pode ser por evaporação (um vez que no gel, o líquido é o disperso). Ou seja, consiste na eliminação do dispergente para transformar sol gel sol (líquido) em gel (sólido). “pekto” = “coalhado” Exemplos: 1) gelatina sólida (gel) em gelatina líquida (sol). A gelatina sólida tem rede de moléculas de gelatina que prendem a água no meio. Já a gelatina líquida, as moléculas de gelatina estão dispersas e as moléculas de água também. pectização – retirada de líquido 2) os colóides naturais, em sua maioria, são liófilos. 3) albumina, gelatina, proteínas em geral. 4) goma-arábica (por evaporação obtemos um gel) e gomas vegetais em geral. 5) leite em pó (por adição de água obtemos um sol). Coloides irreversíveis são sistemas em que, uma vez obtido o gel, este não se transforma em sol por simples contato com o dispergente. Não há uma intensa afinidade entre as fases, daí serem chamados de liófobos ou liofóbicos (aversão ao líquido, MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES lios = liquido, fobos = aversão). Quando o dispergente é a água, usamos o termo hidrófobo (aversão por água). É o caso contrário dos reversível, o colóide não se dispersa espontaneamente no dispersante. As partículas devem ser fragmentadas até atingirem o tamanho coloidal. Exemplo: 1) os coloides artificiais, como regra, são liófobos. 2) enxofre coloidal, metais coloidais. 3) hidrossóis de metais (ouro, prata etc), de sílica e de outras substâncias insolúveis na água. 4) bases ou sais pouco solúveis em água. 4º) Quanto ao estado físico do disperso e do dispergente: Denominação Sol Sol sólido Gel Disperso Sólido Sólido Líquido Dispergente Líquido Sólido Sólido Emulsão Líquido Líquido Espuma sólido Gasoso Sólido Espuma líquida Gasoso Líquido Aerossol sólido Sólido Gasoso Aerossol líquido Líquido Gasoso Exemplos Proteínas em água Amido em água Mistura de goma-arábica ou outras gomas Metais coloidais em água Gelatina em água Tintas e vernizes Rubi Safira Diamante negro Outras pedras preciosas e certos vidros coloridos Geléia de gelatina ou de mocotó Queijo Sílica-gel pérola Geléias em geral e manteiga Leite Maionese “óleos solúveis” em água (para tornos, fresas etc) Pedra-pomes Carvão de lenha Maria-mole Creme chantilly Espuma de sabão Creme de barbear Colarinho do chope Fumaça Névoa de NH4Cl Fumaça de cigarro Neblina Nuvens Névoa Spray de inseticida Perfume no ar Disperso Dispergente Proteínas Amido Água Água Gomas Água Metais Gelatina Substâncias orgânicas TiO2 / Fe2O3 TiO2 / Cr2O3 carvão Água Água Propriedades Esse sistema não tem forma definida, pois apresenta propriedades semelhantes às do líquido. Água Al2O3 Al2O3 Diamante Água Água Água Gelatina mocotó Proteínas Sílica CaCO3 Gordura Vinagre Água Azeite Ar Ar Sílica e silicatos Carvão Ar Ar Ar Ar (CO2) Cinzas NH4Cl Muitas substâncias Água Água Água Inseticida Essência Gordura (leite) Sabão Creme Chope Ar Ar Água ou Esse sistema adquire uma forma definida, pois apresenta propriedades macroscópicas semelhantes às do sólido Ar Ar Ar Ar Ar Ar Tabela criada e desenvolvida pelo professor Rossoni – direitos autorais reservados MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES Thomas Graham Thomas Graham (1805-1869) , químico escocês, nasceu em Glasgow em 20 de dezembro de 1805 e faleceu em Londres em 11 de novembro de 1869. A partir 1828, Graham estudou o escape de gases por orifícios ou paredes porosas, tendo concluído a chamada “Lei de Graham” (Lei da Efusão Gasosa). Estudou também a adsorção de gases por líquido e por metais, além da adsorção de sais por carvão. Graham é considerado um dos fundadores da química coloidal, pois foi um dos primeiros a estudar sistematicamente os coloides. Em 1849 verificou-se que certas substâncias semelhantes à cola (daí o nome de coloides) só atravessam muito lentamente o pergaminho, enquanto os sais cristalinos (daí o nome de cristalóides) atravessam o pergaminho rapidamente. Surgiu então a divisão das substâncias em colóides e cristalóides. Posteriormente se verificou, por exemplo, que o enxofre se comporta como colóide, em solução aquosa, e como cristalóide, no sulfeto de carbono (CS2). Compreendeu-se então que, dependendo do tamanho das partículas dispersas, a mesma substância poderá se apresentar no estado coloidal ou não. Propriedades dos coloides 1ª) Ação gravitacional: As micelas são partículas bastante pesadas e estão sujeitas à ação da gravidade. Assim, há espontaneamente uma seleção na distribuição micelar, de tal modo que ocorre uma rarefação de baixo para cima. 2ª) Efeitos coligativos: Os efeitos coligativos são inversamente proporcionais às massas moleculares das partículas dispersas: Ef. Colig. = k . 1 . M Então, concluímos que esses efeitos coligativos são muito baixos num sistema coloidal, pois a massa molecular (M) é a massa micelar, que é elevada. Assim, através dos efeitos coligativos, podemos estabelecer uma diferenciação entre solução verdadeira e sistema coloidal. Solução verdadeira Sistema coloidal As partículas dispersas apresentam M pequeno e, portanto, As partículas dispersas (micelas) apresentam M grande e, efeito coligativo grande. daí, efeito coligativo pequeno. 3ª)Efeito Tyndall:Dentre os efeitos ópticos é particularmente importante o efeito Thndall, cuja causa reside da diversidade entre os índices de refração das micelas e do dispergente. Assim, os raios luminosos, ao se propagarem pelo dispergente e encontrarem uma micela, sofrem desvios acentuados, dando, em conseqüência, um efeito de iluminação no interior do coloide. Efeito Tyndall é uma turvação ou opalescência da dispersão coloidal quando atravessada por um feixe de luz e observada diante de um anteparo negro. Ocorre devido à difração da luz nas micelas. É o princípio de construção do ultramicroscópio, um microscópio adaptado para observar o efeito Tyndall. 4ª) Movimento browniano: É o movimento em linhas poligonais desordenadas (ziguezague) das micelas. Ocorre devido ao bombardeio das micelas pelas moléculas do dispergente em movimento. 5ª) Carregamento micelar: Numa dispersão coloidal, as micelas apresentam a propriedade a propriedade de adsorver os íons existentes no sistema. Desse modo, pode ocorrer o seguinte:As micelas adsorvem catíons, fixando-os firmemente na sua superfície. Com isso, as micelas adquirem carga positiva e temos, então, um coloíde positivo. + + + micela positiva + + + + + MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES As micelas adsorvem aníons, fixando-os firmemente na sua superfície. Com isso, as micelas adquirem carga negativa e temos, então, um colóide negativo. – – – – – – – micela negativa – – – – – – – – Então, as micelas de um colóide apresentam todas a mesma carga, o que não ocorre com as soluções, onde aparecem partículas positivas (cátions) e negativas (aníons).Submetendo um colóide à ação da corrente elétrica, as micelas migram todas para um determinado pólo. Desse modo, um coloide pode ser eletrolisado. A esse fenômeno damos o nome de eletroforese coloidal. Observe: coloide positivo: as micelas se dirigem para o pólo negativo (cátodo). Note o acúmulo de micelas no cátodo. Essa eletroforese recebe o nome de cataforese. coloide negativo: as micelas se dirigem para o pólo positivo (ânodo). Note o acúmulo de micelas no ânodo. Essa eletroforese recebe o nome de anaforese. Você pode facilmente preparar uma dispersão coloidal misturando soluções diluídas de iodeto de potássio (KI) e nitrato de prata (AgNO3). Neste caso, ocorre a formação de iodeto de prata (AgI), que, entretanto, não chaga a precipitar, mas fica disperso na forma coloidal: AgNO3 + KI KNO3 + AgI (forma coloidal) A experiência demonstra que, se você usar excesso de Ag NO 3, o coloide formado será positivo. E se usar excesso de KI, o coloide formado será negativo. Como explicar esse fato? Preste atenção: usando excesso de AgNO3, as micelas adsorvem de preferência os íons Ag+: AgNO3 (excesso) + KI KNO3 + AgI (forma coloidal) micela positiva Colóide positivo micela negativa Colóide negativo – E usando excesso de KI, as micelas adsorvem de preferência os íons I : AgNO3 + KI (excesso) KNO3 + AgI (forma coloidal) Então, veja que o carregamento micelar está na dependência da quantidade dos íons presentes. Desse modo, você deve entender que nos colóides aquoso o carregamento da micela é bastante influenciado pelos íons H + e OH-, dependendo, portanto, do pH do meio. Assim, temos: Em meio ácido (pH < 7) ocorre predominância de íons H + ; logo, a probabilidade de termos coloide positivo é bastante grande. Em meio básico (pH >7) ocorre predominância de íons OH- ; logo, a probabilidade de termos coloide negativo é bastante grande. Logo, podemos compreender que um colóide pode passar a negativo e vice-versa, conforme as condições do meio: Coloide positivo Com excesso de aníons Com excesso de cátions Coloide negativo Mas, entenda que nessa transformação existe uma situação intermediária em que as micelas são neutras e o coloide, conseqüentemente, é descarregado. Desse modo, você deve lembrar que: MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES Ponto isotérico (pi) de um coloide é o particular valor do pH desse colóide no qual suas micelas se apresentam descarregadas. ph aumentando Coloide positivo Sofre cataforese Coloide neutro (não sofre eletroforese) Coloide negativo Sofre anaforese Ponto isoelétrico (pHi) 6ª) Poder de Adsorção: As micelas dos coloides liófilos têm notável poder de adsorção. Quando se adiciona um coloide liófilo a um coloide liófobo, a estabilidade deste último é grandemente aumentada; diz-se que o coloide liófilo é um coloide protetor do liófobo. Admite-se que as micelas do coloide protetor (coloide liófilo) adsorvem as do coloide liófobo, impedindo que se precipitem. A gelatina é um dos melhores coloides protetores. Preparação dos coloides Os coloides liófilos se dispersam espontaneamente; portanto só os liófobos exigem métodos especiais de preparação. Assim, podemos preparar um colóide de dois modos: 1ª) Degradação, fragmentação ou dispersão: Partimos de partículas grandes e as submetermos a uma subdivisão, de modo a obtermos pedaços menores e que correspondam às micelas. 2ª) Aglutinação ou aglomeração: Partimos de partículas de dimensões reduzidas e provocamos a sua associação, de modo que resultem pedaços que correspondam às micelas. Os métodos utilizados para a preparação de um colóide através de cada um desses modos são: Modo degradativo: os métodos chamados moinhos coloidais, arco elétrico e lavagens; Modo aglutinativo: os métodos chamados químico e físico. Vejamos cada um deles: 1º) Moinhos coloidais: São aparelhos capazes de reduzir grãos de matéria a dimensões correspondentes às das micelas. Tritura as partículas entre discos metálicos em alta rotação (usado na preparação de tintas e de colóides). 2º) Arco elétrico ou Método de Bredig:Estabelecemos um arco elétrico utilizando eletrodos do material que constitui a fase dispersa, mergulhando no líquido que constitui o dispergente. Como sabemos, partículas do ânodo se transferem para o cátodo. Entretanto, uma boa parte dessas partículas não chagam ao cátodo, pois se dispersam pelo líquido. Assim, forma-se um sistema coloidal. Faíscas elétricas saltam entre dois fios metálicos, mergulhados num líquido; o próprio metal se transforma em partículas coloidais.Este método é conhecido também como Método de Bredig e se restringe à preparação de colóides metálicos, pois dificilmente os eletrodos podem ser de outro material. (é usado no preparo de ouro ou de prata coloidal na água). 3º) Lavagem de precipitado:Um precipitado sofre sucessivas lavagens com um líquido que contenha pelo menos um íon em comum com o precipitado. Então, ocorre a liberação de partículas com dimensões de micelas, as quais ficam dispersas no líquido de lavagem. Por exemplo, quando um precipitado de AgCl (insolúvel) é lavado sucessivamente com uma solução aquosa bem diluída de NaCl ou HCl, forma-se um sistema coloidal de AgCl. MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES 4º) Químico ou reações químicas: Em geral toda reação química que forma um precipitado poderá dar a mesma substância na forma coloidal, se as condições forem apropriadas (em geral, temperatura ambiente e reagentes em soluções diluídas). Obtemos matéria no estado coloidal toda vez que, numa reação de precipitação, as soluções reagentes apresentam concentrações extremas, ou seja, muito concentradas ou, então, muito diluídas. Esta é a lei de Weiman. Exemplos: KI + AgNO3 KNO3 + AgI. coloidal 2 H2S + O2 2 H2O + 2 S. coloidal BaCl2 + Na2SO4 2 NaCl + BaSO4. coloidal A produção de uma substância em forma coloidal é as vezes indesejada. Isso pode ocorrer, por exemplo, na precipitação de uma substância, ao se aplicarem os métodos gravimétricos de análise química. O primeiro inconveniente seria a solução colóide entupir o papel de filtro; além disso há o risco de, em conseqüência, se perder parte do precipitado, que permaneceria na solução coloidal. 5º) Físico ou mudança de solvente: Este método consiste numa mudança de dispergente. Exemplo: preparar uma solução verdadeira de enxofre dissolvido em sulfeto de carbono. Em seguida, adicionemos água em excesso a essa solução e agitemos. Pela agitação resultam micelas de enxofre, que se dispersam pela água. A creolina jogada em água dá uma solução esbranquiçada, que é o aspecto típico de uma solução coloidal Purificação de coloides Quando preparamos um sistema coloidal, é evidente que o dispergente pode conter, além das micelas, algumas substâncias que constituem com esse dispergente uma solução verdadeira. Para eliminar essas substâncias e obter o coloide puro, podemos usar os seguintes processos: diálise, eletrodiálise ou ultrafiltração, ultracentrifugação. 1°) Diálise:Este processo baseia-se na diferença acentuada que existe entre as velocidades de difusão de um coloide e de uma solução através de membranas permeáveis.Utilizamos nessa purificação um dialisador, (que é um recipiente de vidro com o fundo constituído por uma membrana permeável, como uma placa de porcelana porosa) ou todo recipiente é uma membrana permeável (como celofane ou bexiga de porco). No interior do dialisador colocamos o coloide impuro. Depois, o dialisador é imerso num recipiente maior que contém o dispergente puro em constante circulação (na verdade, o líquido atravessa a membrana). Assim, as substâncias (impureza) que se encontram dissolvidas no sistema coloidal começam a se difundir rapidamente através da membrana, abandonando o sistema coloidal e sendo carregadas pela corrente do dispergente. Como as partículas coloidais não saem (ou saem muito lentamente) através da membrana, as partículas são lavadas de suas impurezas (evidentemente, só das impurezas realmente solúveis no líquido); Desse modo, em poucos minutos praticamente toda a impureza é eliminada e obtemos o colóide puro. 2°) Eletrodiálise:É a diálise em que se apressa a saída das impurezas com a utilização de um campo elétrico. Este processo utiliza uma aparelhagem parecida com a anterior, e emprega ainda eletrodos no sentido de acelerar a difusão das impurezas contidas no colóide. É lógico que os eletrodos aceleram a difusão quando as impurezas são constituídas por íons. Purificação de colóides – diálise Para separar as partículas coloidais das partículas maiores que as coloidais, fazemos uma filtração comum. Somente as partículas maiores que as partículas coloidais são retidas pelos filtros comuns (papel-filtro, por exemplo). Mas quando num mesmo dispergente há substâncias sob a forma de solução verdadeira e substâncias sob a forma de sol, a separação não pode ser feita por filtração comum. Nesses casos, a separação é feita pela diálise, processo em que o sol contendo as substâncias solúveis (solução verdadeiras) é colocado num recipiente fechado na parte inferior com bexiga de porco, ou celofane, ou colodio. Esse recipiente é mergulhado no interior de outro contendo o dispergente puro. Somente as substâncias sob forma de solução verdadeira são dialisáveis, isto é, somente tais substâncias atravessam a membrana e passam para o recipiente contendo do dispergente puro. Para que a extração das substâncias sob forma de solução verdadeira seja praticamente completa, renova-se continuamente o dispergente do lado de fora da membrana. No caso de a substância em solução verdadeira ser eletrolítica, a diálise pode ser acelerada introduzindo-se, no recipiente contendo água pura, dois eletrodos ligados aos pólos de um gerador de corrente elétrica. Os íons do eletrólito são atraídos pelos eletrodos de cargas contrárias e, por isso, atravessam muito mais rapidamente a membrana permeável. Nesses casos, a diálise passa a ser chamada de eletrodiálise. MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES 3°) Ultrafiltração:Devido às dimensões que apresentam, as micelas conseguem atravessar com facilidade os poros dos filtros comuns. Entretanto, alguns filtros aperfeiçoados apresentam poros tão estreitos que retêm as micelas, deixando passar apenas moléculas comuns ou íons. A esses filtros damos o nome de ultrafiltros. Assim, utilizando um ultrafiltro, conseguimos purificar um colóide, uma vez que as impurezas atravessam os poros, enquanto as micelas ficam retidas.Um ultrafiltro pode ser provido, por exemplo, de placas gelatinosas filtrantes, usado na purificação do hormônio humano de crescimento. 4º) Ultracentrifugação: Com o emprego de centrífugas de altíssima rotação (60 000 rpm), podemos inclusive separar partículas coloidais de diferentes tamanhos. A ultracentrifugação é empregada, por exemplo, para separar as várias proteínas existentes no sangue, no estudo das moléstias do coração e do sistema circulatório. Precipitação de coloides Pelo explicado no item anterior concluímos que para precipitar (coagular, flocular ou pectizar) um coloide, devemos: a) neutralizar as cargas elétricas das partículas: o que normalmente é feito pela adição de eletrólitos; por exemplo, a adição de suco de laranja (ácido) pode coagular o leite. Nesse particular, é importante considerar o valor da carga elétrica do íon ativo; assim, quando as partículas coloidais são positivas é interessante que o eletrólito tenha íons negativos com a maior –3 – carga possível (por exemplo, PO4 é mais eficiente que Cl ); vice-versa, para partículas coloidais negativas. b) eliminar a camada de solvatação: o que é feito, em geral, por mudança de solvente; por exemplo, o verniz comum é uma solução de goma-laca em álcool; despejando-o em água, ocorre uma turvação, causada pela precipitação da gomalaca, que é insolúvel em água. A precipitação de colóides é também um fenômeno comum em nosso cotidiano: – – muitas argilas, ao serem carregadas pelos rios, se coagulam e precipitam quando a água doce encontra o sal (Na + e Cl ) do mar; nos deltas dos rios, muitas ilhas se formam por esse processo, que chega a demorar milênios; foi assim, por exemplo, que se formou a Ilha de Marajó, nas foz do Amazonas, e as ilhas do Delta do Rio Nilo, no Egito; – a pintura eletrostática de automóveis emprega o princípio de neutralização das cargas elétricas das partículas coloidais da tinta. A lataria do automóvel é ligada ao terminal positivo de um circuito elétrico, enquanto a tinta é carregada negativamente e, então, borrifada sobre a lataria; com isso, as partículas de tinta são atraídas pela lataria, proporcionando uma pintura mais uniforme, mais aderida e sem falhas. – Processo semelhe ao anterior é usado industrialmente nos chamados separadores eletrostáticos de fumaça; estes descarregam e eliminam as partículas coloidais suspensas na fumaça, antes que elas saiam pela chaminé e cheguem à atmosfera. Destruição de colóides Podemos num coloide, provocar a aglutinação das micelas. Essa aglutinação condiciona a floculação e sedimentação da fase dispersa a, conseqüentemente, a destruição do sistema coloidal.Para conseguir a floculação, devemos evidentemente eliminar aquilo que dá estabilidade ao colóide, ou seja, o movimento browniano, a carga micelar e a solvatação. Mas, por que o movimento browniano, a carga micelar e a solvatação dão estabilidade aos coloides? O movimento browniano dá estabilidade porque mantém as micelas distribuídas em todos os pontos do dispergente, impedindo, assim, a aglutinação e a conseqüente floculação.Quando a carga micelar, você sabe que todas as micelas têm cargas de mesmo sinal e, com isso, sofrem repulsões. Isso evita a aglutinação e, portanto, a floculação. Por fim, a camada de solvatação em torno das micelas evitam o contado direto entre elas e, em conseqüência, dificulta a aglutinação.Então ,como eliminar esses fatores que dão estabilidade, com isso, distruir o coloide? O movimento browniano pode ser eliminado através de uma ultracentrifugação. Aliás, é desse modo que separamos a manteiga que se encontra dispersa no leite.A carga micelar pode ser eliminada através da eletroferese, ou, então, adicionando ao colóide um outro colóide de carga oposta, ou, ainda, juntando um eletrólito ao coloide.A camada de solvatação pode ser eliminada adicionando ao colóide substâncias dessolvantes (no caso de o dispergente ser a água, a camada de hidratação é eliminada por meio de substâncias desidratantes). Coloides protetores Você está lembrado de que os colóides liófobos apresentam uma estabilidade muito pequena? Pois bem, é possível aumentar a estabilidade de um coloide liófobo adicionando pequena quantidade de um coloide liófilo que tenha carregamento micelar de mesmo sinal.Como explicar esse fato? MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES É que as micelas do coloide liófobo são envolvidas por uma película de coloide liófilo. Desse modo, essas micelas passam a sofrer o fenômeno da solvatação, que lhes acarreta aumento de estabilidade.Então, um coloide liófilo aumenta a estabilidade de um coloide liófobo. Por isso, é denominado colóide protetor.São muitos exemplos de coloides protetores: A tinta nanquim é um colóide liófobo instável, protegida por um colóide aquoso de gelatina. Na fabricação de filmes fotográficos, o AgBr é estabilizado por gelatina na forma gel. No leite, a manteiga que está dispersa na forma colóide protetor que estabiliza a emulsão do azeite e vinagre. A clara de ovo atua como estabilizante dos complexos sistemas coloidais que formam os sorvetes cremosos. Exercícios de aprendizagem 1) O nome que se da ao sistema coloidal de um disperso sólido num dispergente líquido, de modo que o sistema não tome uma forma definida, é: a) gel. b) sol. c) emulsão. d) pectização. e) normalização. 2) a) b) c) d) e) Eletroforese é: a medida da constante dielétrica de um solvente. a produção de corrente elétrica, a partir de uma solução. o transporte elétrico por micelas de uma solução coloidal. a decomposição de uma substância pela corrente elétrica. nda. 3) Quando um colóide apresenta o fenômeno de cataforese, podemos concluir que suas partículas: a) estão solvatadas. b) são positivas. c) são negativas. d) são pouco estáveis. e) apresentam movimento browniano intenso. 4) a) b) c) d) e) Qual das tríades abaixo é constituída por três colóides? leite, fumaça, neblina. leite, fumaça, óleo diesel. fumaça, neblina, gasolina. gelatina, neblina, cloreto de sódio. borracha, cola, açúcar. 5) Ponto isoelétrico de um coloide é aquele no qual, em condições de eletrólise: a) não ocorre transporte elétrico b) as micelas positivas vão para o ânodo e as micelas negativas vão para o cátodo c) as micelas aniônicas vão para o pólo negativo d) as micelas catiônicas vão para o pólo positivo e) nda 6) Com referência às afirmações abaixo, assinale a alternativa correta: I. Uma solução será diluída quando a quantidade de soluto for grande em relação ao solvente. II. Quando apresentar o efeito Thyndal, uma solução será coloidal. III. Uma solução será tanto mais ácida quanto menor o valor de pOH. a) b) c) d) e) Somente a afirmação I é verdadeira. Somente a afirmação II é verdadeira. Somente a afirmação III é verdadeira. Somente a afirmação I e II é verdadeira. Somente a afirmação II e III é verdadeira. 7) A característica que melhor diferencia soluções verdadeiras de dispersões coloidais e de suspensões é: a) ação da gravidade sobre sobre as partículas b) visibilidade das partículas ao microscópio comum c) ação de filtro comum sobre as partículas d) dimensão das partículas e) ação de ultracentrifugadores sobre as partículas 8) Em uma emulsão, a fase dispersa e a fase dispersante são, respectivamente: a) sólida e sólida b) líquida e sólida c) gasosa e gasosa d) sólida e líquida e) líquida e líquida 9) (Osec-SP) Em relação às afirmações: 1. Sol é uma dispersão coloidal na qual o dispergente e o disperso são sólidos. 2. Gel é uma dispersão coloidal na qual o dispergente é sólido e o disperso é líquido. 3. A passagem de sol para gel é chamada pectização 4. A passagem de gel para sol é chamada peptização São corretas as afirmações: a) 1 e 2 b) 2 e 3 c) 1, 3 e 4 d) 2, 3 e 4 e) todas 10) (U.F.S.Carlos-SP) Assinale a resposta falsa. Relativamente aos colóides, podemos afirmar que: a) um coloide tem velocidade de difusão inferior ao cloreto de sódio. b) não se consegue preparar soluções coloidais de substâncias sólidas insolúveis. c) alguns coloides são constituídos de moléculas bem definidas. d) de maneira geral, um colóide se cristaliza com dificuldade. MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES 11) (F.M.Santa Casa-SP) Em sistemas coloidais, íons inorgânicos são usualmente separados das partículas coloidais por: a) Catálise b)diálise c) centrifugação d) decantação e) filtração 12) No tocante ao comportamento das partículas dispersas numa dispersão líquida, sob a ação de um campo elétrico, é incorreto afirmar que: a) as partículas de uma solução verdadeira sempre se movimentam. b) todas as partículas de um mesmo coloide caminham para o mesmo pólo elétrico. c) as partículas em suspensão não se movimentam. d) os cátions vão para o pólo negativo e os ânions para o pólo positivo. e) certos coloides sofrem cataforese e outros, anoforese. b) Leite, maionese e pedra-pomes são exemplos de substâncias no estado coloidal, classificadas como emulsões. c) Geléia, xampu e chantilly são exemplos de substâncias no estado coloidal, classificadas como espumas. d) Gelatina, queijo e geléia são exemplos de substâncias no estado coloidal, classificadas como géis. e) Ligas metálicas, fumaça e asfalto são exemplos de substâncias no estado coloidal, classificadas como sóis 18) (UEL) A força e a exuberância das cores douradas do amanhecer desempenham um papel fundamental na produção de diversos significados culturais e científicos.Enquanto as atenções se voltam para as cores, um coadjuvante exerce um papel fundamental nesse espetáculo.Trata-se de um sistema coloidal formado por partículas presentes na atmosfera terrestre, que atuam no fenômeno de espalhamento da luz do Sol. 13) (PUC-SP) Concernente a uma solução coloidal líquida é incorreto dizer que: a) é heterogênea b) pode ser desdobrada por processo mecânicos especiais c) sob a ação de um campo elétrico, parte das partículas vai para o pólo positivo e outra para o pólo negativo d) o disperso pode ser representado por moléculas e) é sensível, em geral, à mudança do solvente Com base no enunciado e nos conhecimentos acerca de coloides, considere as afirmativas a seguir. 14) (UFPA) A diminuição da eficiência dos faróis de um automóvel na neblina está intimamente relacionada com: a) o Movimento Browniano b) a diálise c) o Efeito Thyndall d) a eletroforese e) a adsorção de carga elétrica Assinale a alternativa correta. 15) (UEPG.-PR) Assinale a alternativa que não caracteriza solução coloidal. a) Aerossol – nuvens. b) Aerossol – fumaça de cigarro. c) Espuma – espuma de sabão. d) Emulsão – maionese. e) Suspensão - água barrenta. 16) (Fesp-SP) Um feixe de luz incide em direção a um recipiente contendo um líquido (fase líquida). Tomando por base o Efeito Thyndall, indique a alternativa verdadeira. a) O Efeito Tyndall é verificado numa solução verdadeira. b) O Efeito Tyndall é verificado num solvente. c) O Efeito Tyndall é verificado numa solução verdadeira e num solvente. d) O Efeito Tyndall é verificado numa solução coloidal. e) O Efeito Tyndall é verificado numa solução verdadeira e numa solução coloidal. 17) (UEM) Assinale a alternativa correta. a) Nevoeiro, xampu e leite são exemplos de substâncias no estado coloidal, classificadas como aerosóis. I. São uma mistura com partículas que variam de 1 a 1000 nm. II. Trata-se de um sistema emulsificante. III. Consistem em um sistema do tipo aerossol sólido. IV. Formam uma mistura homogênea monodispersa. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e III são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 19) Com 22,8 g de As2S3 prepara-se 1 litro de solução coloidal dessa substância. O sistema obtido apresenta pressão osmótica igual 7,6 mmHg a 27ºC. Qual o número de moléculas de As2S3 que constituem a micela do coloide obtido? (dados: S = 32; As = 75) a) b) c) d) e) 0,09 28 228 500 2280 20) (ITA) Entre as opções a seguir, assinale aquela que contém a afirmação ERRADA: a) Um sistema monofásico tanto pode ser uma substância pura quanto uma solução. b) Existem tanto soluções gasosas, como líquidas, como ainda soluções sólidas. c) Temperatura de fusão constante não implica em que a amostra seja de uma substância pura. d) A transição H2O(s) H2O(g) ocorre somente na temperatura de ebulição da água. MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES e) Dispersões coloidais situam-se no limiar entre o que se costuma chamar de mistura heterogênea e o que se costuma chamar de mistura homogênea. b) hidrofílico. c) anfótero. d) aerossol. e) emulsão 21) (ITA) Em relação ao processo fotográfico preto e branco convencional, qual das opções abaixo contém a afirmação ERRADA? a) A solução reveladora contém um oxidante que oxida os grãos de haleto de prata iluminados com velocidade muito maior do que aquela da oxidação dos grãos não iluminados. b) A função da solução fixadora é a de remover, por dissolução, grãos de haleto de prata não iluminados da película sensível. c) As regiões escuras da fotografia são devidas à prata metálica na forma de grãos muito pequenos. d) O material sensível em filmes de papéis fotográficos se encontra disperso dentro de uma camada de gelatina. e) O componente fundamental de soluções fixadoras é o tiossulfato de sódio. 25) (UEL) Os sistemas coloidais estão presentes, no cotidiano, desde as primeiras horas do dia, na higiene pessoal (sabonete, xampu, pasta de dente e creme de barbear), na maquiagem (alguns cosméticos) e no café da manhã (manteiga, cremes vegetais e geleias de frutas). No caminho para o trabalho (neblina e fumaça), no almoço (alguns temperos e cremes) e no entardecer (cerveja, refrigerante ou sorvetes). Os coloides estão ainda presentes em diversos processos de produção de bens de consumo como, por exemplo, o da água potável. São também muito importantes os coloides biológicos tais como o sangue, o humor vítreo e o cristalino. Fonte: Adaptado de JAFELICI J., M., VARANDA, L. C. Química Nova Na Escola. O mundo dos coloides. n. 9, 1999, p. 9 a 13. Com base no texto e nos conhecimentos sobre coloides, é correto afirmar: 22) (ITA) Em um recipiente contendo dois litros de água acrescentam-se uma colher de sopa de óleo de soja e 5 (cinco) gotas de um detergente de uso caseiro. É CORRETO afirmar que, após a agitação da mistura: a) Deve resultar um sistema monofásico. b) Pode se formar uma dispersão coloidal. c) Obtém-se uma solução supersaturada. d) A adição do detergente catalisa a hidrólise do óleo de soja. e) O detergente reage com o óleo formando espécies de menor massa molecular. a) A diálise é um processo de filtração no qual membranas especiais não permitem a passagem de solutos, mas sim de coloides que estão em uma mesma fase dispersa. b) As partículas dos sistemas coloidais são tão pequenas que a sua área superficial é quase desprezível. c) As partículas coloidais apresentam movimento contínuo e desordenado denominado movimento browniano. d) O efeitoTyndall é uma propriedade que se observa nos sistemas coloidais e nos sistemas de soluções, devido ao tamanho de suas partículas. e) Os plásticos pigmentados e as tintas são exemplos excluídos dos sistemas coloidais. 23) (ITA) Considere os sistemas apresentados a seguir: I. Creme de leite. II. Maionese comercial. III. Óleo de soja. IV. Gasolina. V. Poliestireno expandido. Destes, são classificados como sistemas coloidais a) apenas I e II. d) apenas I, II e V. b) apenas I, II e III. e) apenas III e IV. c) apenas II e V 24) (UEL) As partículas dos solos são frequentemente arrastadas pelas águas fluviais. Quando a água de um rio, carregada de grande quantidade de partículas coloidais, encontra a água do mar, que tem elevada concentração de sais, ocorre a coagulação e forma-se um depósito aluvionar (formado de cascalho, areia e argila), que se observa na foz dos rios. Esse fato ocorre porque a água de um rio com partículas coloidais é um sistema que se instabiliza pela presença de grande quantidade de sais contidos na água do mar. A esse sistema dá-se o nome de a) hidrófobo. 26) Acafe) Sobre o sistema coloidal, analise as afirmações a seguir. I - O diâmetro médio das moléculas de glicose em uma solução aquosa é maior que as partículas dispersas em um sistema coloidal. II - Creme de leite , maionese , poliuretana (espuma) são exemplos de sistemas coloidais. III - Micelas podem ser representadas por um agregado de moléculas anfipáticas dispersas em um líquido, constituindo uma das fases de um sistema coloidal. lV- O Efeito Tyndall pode ocorrer quando há a dispersão da luz pelas partículas dispersas em um sistema coloidal. Todas as afirmações corretas estão em: a ) II - III - IV b) II - IV c) I – III d) III – IV MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES 27) (UFPR) A eletroforese de gel é uma técnica de separação de partículas carregadas num fluido, sob a influência de um campo elétrico uniforme. Na técnica, utiliza-se um gel de agarose ou poliacrilamida como meio por onde as partículas carregadas migram. Na figura , está esquematizado um gel destinado a um experimento com proteínas. No esquema, A e B representam terminais que conectam os eletrodos aos polos de uma fonte de tensão (corrente contínua). Abaixo do eletrodo A são mostrados seis poços (regiões), onde são depositadas as amostras a serem analisadas. Com a aplicação do campo elétrico, as proteínas migram no gel de acordo com sua massa em direção ao eletrodo B. No experimento hipotético, uma proteína de interesse (denominada Prot X) foi tratada com solução de dodecilsulfato de sódio (CH3(CH2)11OSO3Na), um composto anfifílico que interage com as proteínas por forças hidrofóbicas. Essa amostra foi depositada no segundo poço. Para interpretação do resultado, uma amostra padrão contendo fragmentos de proteínas de massas conhecidas (chamada de marcador) foi depositada no sexto poço do gel. Seguiu-se a aplicação do campo elétrico e, ao fim do experimento, tanto a proteína de interesse como os fragmentos do marcador migraram no gel até as posições indicadas na figura. Os valores anotados ao lado das bandas dos fragmentos do marcador correspondem às massas dos respectivos fragmentos, em kg.mol-1. 28) (UEM -2010) Considere um feixe de luz monocromática que se propaga no ar (índice de refração igual a 1) e incide obliquamente à superfície de uma amostra de gelatina (índice de refração = 2 ), conforme ilustra a figura abaixo, onde estão apresentados somente os raios luminosos de interesse 01) Utilizando os conceitos de refração e reflexão da luz, podemos afirmar que os ângulos θ2, β e θ1 valem 300, 600 e 450, respectivamente. 02) Como o ângulo de incidência na face 2 é inferior ao ângulo limite de incidência para esse par de meios, podemos afirmar que não ocorrerá o fenômeno de reflexão total nessa face. 04) O sistema coloidal gelatina é classificado como uma emulsão. 08) A capacidade de visualização do feixe luminoso no interior da gelatina é explicada pelo efeito Tyndall. 16) A mudança de direção de propagação do feixe de luz, ao passar do ar para a gelatina, é um fenômeno chamado de refração. Gabarito a) Para que as proteínas migrem do poço em direção ao eletrodo B, quais devem ser as polaridades da fonte conectada nos terminais A e B? Por quê? b) Calcule a massa (em kg.mol-1) da proteína de interesse. 1)B 2)C 3)B 4)A 5)A 6)B 7) D 8) E 9) D 10) B 11) B 12) A 13) C 14) C 15) E 16) D 17) D 18) B 19) C 20) D 21) A 22) B 23) D 24) A 25) C 26) A 27) 28) MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES MODULAR DE QUÍMICA Professora: Janaína Módulo 1 – COLOIDES ( 22) Gabarito dos exercícios 1) 2) 3) 4) B C B A Exercícios desafio 17) C 18) D 5) 6) 7) 8) A B D E 19) A 20) B 9) 10) 11) 12) D B B A 21) D Exercícios de aprendizagem: 13) C 14) C 15) E 16) D