Dispersões
As misturas de substâncias
não nascem todas iguais. Por
exemplo, quando dissolvemos
açúcar no chá, o açúcar já não
se separa espontaneamente do
chá, nem mesmo usando filtros
extremamente finos ou
centrifugadoras extremamente
potentes. As estas misturas
chamamos soluções.
Por outro lado, o sumo
de laranja recém
espremido é também
uma mistura
aparentemente
homogênea. Porém, se
esperarmos um pouco, a
polpa da laranja
deposita-se no fundo do
copo sob a ação da
gravidade. A estas
misturas chamamos
suspensões.
Existe ainda um terceiro tipo de
misturas, onde as substâncias não
se separam sob a ação da
gravidade, mas onde é possível
separá-las usando filtros
extremamente finos ou
centrifugadoras extremamente
potentes.
O leite é uma dessas
misturas. A este tipo
de misturas
chamamos colóides.
A diferença está no
tamanho das
partículas suspensas.
Esse tamanho das
partículas é usado
como critério na
definição dos
colóides.
Nos colóides as partículas
dispersas estão em movimento
constante e errático devido às
moléculas do fluido estarem
constantemente colidindo umas
contra as outras.
É por esta razão que as
partículas dispersas não se
depositam no fundo do recipiente
sob a ação da gravidade.
Os colóides dispersam fortemente a luz,
pois as partículas dispersas têm tamanhos
semelhantes ao comprimento de onda da luz
visível. Este fenômeno é chamado efeito de
Tyndall e permite distinguir as soluções
verdadeiras dos colóides, pois as soluções
verdadeiras são transparentes, ou seja não
dispersam a luz.
Colóides - São classificados a partir dos vários
estados do meio contínuo e da fase dispersa, como
ilustrado na tabela:
Aerossóis líquidos e sólidos
Os aerossóis líquidos
(exemplos: neblina,
nuvens e sprays) são
bastante comuns,
assim como os
aerossóis sólidos
(exemplos: poeira e
fumaça) apesar de
por vezes só nos
apercebemos da
presença deles
devido ao efeito de
Tyndall.
Catedral de Saint Germain (Paris).
Menos conhecidos, são os aerogéis, onde a fase
sólida dispersa no ar é também contínua. Os
aerogéis são literalmente feitos de quase nada!
Aerogel composto de 96% de ar e 4% de sílica
As espumas líquidas (exemplos: chantilly,
espuma da cerveja e espuma de barbear) e
espumas sólidas (exemplos: pipocas, farofas e
espuma de poliuretano também conhecida por
esponja) são exemplos banais de colóides.
Chantilly e a sua estrutura microscópica
Emulsões (líquidas) e emulsões sólidas
O leite e a maionese (meio contínuo: água, fase
dispersa: gordura) assim como a manteiga e a
margarina (meio contínuo: óleo, fase dispersa:
água) são exemplos de emulsões (líquidas).
Estrutura microscópica do leite, onde são visíveis os glóbulos de
gordura (cinzento) e micelas de caseína (preto), as quais são
responsáveis pela estabilidade do leite
O queijo (meio contínuo: proteínas, fase
dispersa: gordura) assim como o gelado
(meio contínuo: água, fase dispersa:
gordura) são exemplos de emulsões sólidas.
Fatias de queijo cheddar e na respectiva microfotografia da direita
(escala: 1 µm) podemos ver os glóbulos de gordura (amarelo)
num meio contínuo de proteínas (azul).
A gelatina (meio contínuo: água, fase
dispersa: proteínas) antes de arrefecer é um
exemplo de um sol (líquido). Porém quando
arrefece transforma-se num gel, onde a fase
dispersa passa também a ser contínua.
No estado gel as proteínas da gelatina formam
um agregado fractal auto-semelhante.
Na microfotografia da direita (escala: 1 µm) podemos
ver um gel de lisozina (uma proteína)
As pérolas (meio contínuo: proteínas, fase
dispersa: placas de aragonite) assim como o aço
ao carbono (meio contínuo: ferro, fase dispersa:
carbono) são exemplos de sóis sólidos.
Estrutura de uma pérola, onde as placas de aragonite (mineral)
têm cerca de 10 µm de diâmetro e 0.5 µm de espessura.
Estabilidade dos Colóides
A estabilidade dos colóides depende em grande
medida das propriedades da fase dispersa,
nomeadamente se esta é liofílica ou liofóbica.
O termo lio refere-se ao meio dispersante. Os
termos mais familiares fóbico (do grego, "ter
medo") e fílico (do grego, "gostar") servem
para indicar se as partículas dispersas têm
uma afinidade fraca (liofóbica) ou forte
(liofílica) com o meio dispersante.
Um exemplo comum de sistema
liofílico é o sabão disperso na
água. O óleo suspenso na água,
pelo uso de uma técnica de
dispersão por ultra-sons, por
exemplo, representa um colóide
liofóbico típico. A rigidez inerente
dos colóides não fluidos, tais como
as espumas sólidas ou os sóis
sólidos é, naturalmente, o fator
principal que determina a sua
estabilidade.
Exemplos comuns deste tipo de
moléculas são o sabão e os
detergentes, os quais têm uma cabeça
hidrofílica e uma cauda hidrofóbica. O
mecanismo da estabilização baseia-se
na formação de micelas:
As micelas normais, onde as
moléculas do surfactante
envolvem a substância hidrofóbica
(óleo, por exemplo). Esta é uma
forma bastante eficiente de
estabilizar uma emulsão de óleo
na água, pois o surfactante cria
uma barreira mecânica que
envolve cada gotícula de óleo,
impedindo que estas se juntem
quando chocam entre si.
A existência de cargas do mesmo
sinal, associadas às cabeças
hidrofílicas, é um fator adicional de
estabilidade devido às repulsões
eletrostáticas entre as micelas.
Algumas aplicações tecnológicas
Referência Eletrônica:
http://cftc.cii.fc.ul.pt/PRIS
MA/capitulos/capitulo3/mo
dulo6/topico5.php