Físico-QuímicaProfª Elaine Tôrres

SHAW, 1975 - "A ciência dos colóides se ocupa com sistemas nos quais um ou mais dos componentes apresentam pelo menos uma de suas dimensões dentro do intervalo de 1nm a 1 µ m: ou seja, ela se refere, essencialmente, a sistemas contendo tanto moléculas grandes como pequenas partículas".

-HIEMENZ, 1977- "Any particle which has some linear dimension between 10-7 cm (10Å) and 10-4 cm (1 µm or 1 µ)* is considered a colloid".

-HUNTER, 1993 - "The system will be colloidal if the 'particles' are sufficiently small and that usually means less than about 1um in at least one important dimension".

- GALEMBECK, 2002- "Hoje, definimos os sistemas coloidais como sendo sistemas nos quais se distingue domínios de composição química significativamente diferente da composição média, sendo esses domínios caracterizados por terem ao menos uma dimensão inferior a um micrômetro".

Por fragmentação

Esta técnica consiste em fragmentar as partículas do disperso até que elas atinjam as dimensões características do estado coloidal (entre 10 e 1000 ângstrons) o que normalmente é feito de duas maneiras:

Usando-se o moinho coloidal: colocam-se os grânulos de matéria do disperso entre dois discos rígidos que giram a uma distância muito pequena um do outro.Este é o método usado na preparação de cosméticos (sombras e pós faciais).

Usando-se um arco voltaico: o uso do arco voltaico, também denominado arco deBredig, restringe-se normalmente à preparação de colóides metálicos, pois é necessário que o material seja condutor de corrente elétrica.O processo é o seguinte: coloca-se em um recipiente apropriado o líquido que constituirá o dispergente e, mergulhados nesse líquido, dois fios do material que constituirá o disperso.Aplica-se uma diferença de potencial nesses fios, o que provoca uma centelha entre eles; com isso partículas do disperso de dimensões coloidais vão sendo liberadas e se distribuindo através do líquido.

Por aglomeração

São três técnicas principais que visão aglomerar partículas de dimensões inferiores às do estado coloidal, até que elas atinjam o tamanho necessário à preparação de um colóide.

Através de uma reação química: segundo a Lei de Weimarn é possível obter um sistema coloidal quando, numa reação de formação de um composto pouco solúvel, as soluções reagentes apresentam concentrações extremas, isto é, mitos diluídas ou muito concentradas.

Através de uma lavagem: fazendo-se um precipitado passar por sucessivas lavagens com uma solução diluída que possua gelo menos um íon em comum com o precipitado, vão se formando aos poucos partículas de dimensões coloidais que ficam dispersas na solução usada na lavagem.

Através da mudança de dispergente: prepara-se uma solução de determinada substância X num solvente apropriado; em seguida adiciona-se um líquido no qual a substância X seja imiscível e agita-se o sistema. Com a agitação, as partículas de dimensões coloidais da substância X se dispersão pelo líquido que foi adicionado.

A presença de partículas coloidais é observada em diversos sistemas de origem natural ou individual, essas partículas podem apresentar-se como dispersões estáveis ou formar agregados de tamanhos variados

Há três alternativas principais para o processo de agregação de partículas coloidais

a) Coagulaçãob) Floculaçãoc) Aglomeração

• Aerosol: consiste em um sólido ou um líquido dissolvido em um gás. • Espuma: consiste em um gás disperso em sólido ou líquido. • Emulsão: são colóides formados por líquido disperso em outro líquido ou sólido.

ex: maionese, queijo e manteiga. • Sol: são colóides formados pela dispersão de um sólido em um líquido. • Gel: sólido aparentemente, de material gelatinoso formado de uma dispersão coloidal, em que o disperso apresenta-se no estado líquido e o dispersante no estado sólido.

• Dispersões Coloidais

•Soluções Verdadeiras de Macromoléculas

•Colóides de Associação

Tratamento de efluentes Precipitação ou floculação para a

remoção dos poluentes das águas residuais

Indústria de tintas Obtenção de filmes homogêneos e resistentesProdução de impressões com elevado

poder de resolução sem entupir os tinteiros

Indústria alimentar Mousses, cremes e gels estáveis

Cosméticos e produtos de higiene Cremes e pastas-de-dentes

Indústria dos detergentes Estabilização de solos, líquidos abrasivos

Indústria farmacêutica Dispersões estáveis para assegurar

uma dose uniforme do princípio ativo

Indústria agrícola Dispersão eficaz de pesticidas

Os fatores que mais contribuem para a natureza global diferente de um sistema coloidal são:

•as dimensões das partículas •a forma e a flexibilidade as partículas •propriedades superficiais (inclusive elétrica) •interações partícula-partícula •interações partícula-solvente

Os colóides têm, em geral, características específicas como possuir massa elevada, serem relativamente grandes e apresentarem elevada relação área/volume de partícula. Nas superfícies de separação (interfaces) entre fase dispersa e meiode dispersão, manifestam-se fenômenos de superfície característicos, tais como efeitos de adsorção e dupla camada elétrica, fenômenos esses, de grande importância na determinação de propriedades físico-químicas do sistema como um todo.

Partículas de latex poliestirenos sombreadas (x50000)

Partículas de prata, sombreadas (x15000)

Placas de nordstrandita (hidróxido de alumínio) (x5000)

Réplica de uma superfície gravada de cobre

(x5600)

•Partículas em solução saturada irão aparecer a olho nu sob o feixe de luz.

•Um colóide irá fazer o feixe de luz se espalhar pela refração desta nas partículas.

•Uma solução não altera o feixe de luz.

•Em uma solução coloidal autentica a energia interna das partículas aumenta de acordo com a intensidade da luz aplicada.

A lei de Stokes ilustra este fato.

Partículas finas, em fluxo laminar, atingem a velocidades terminais quase rapidamente.

Fd = Força de Atrito

Fp = Força da Empuxo

vdFg

vACF dc

Dd πµρ

32

2==

gVF sp )( ρρ −=

µρρ

18)( 2gDV s

t−

=

Quando a velocidade terminal se atinge a força de atrito é igual a força do empuxo

2/1

3)(4

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=

cD

st C

dgVρρρ

Equação de Einstein

A purificação de um colóide consiste numa série de técnicas que visam separar as partículas do disperso das impurezas estranhas que eventualmente estejam espalhadas pelo dispergente.

Ultrafiltração

Quando o sistema coloidal está contaminado por íons ou moléculas cuja dimensão se encontra na faixa do soluto de uma mistura homogênea(menos de 1000 ângstrons), é possível separar essas impurezas do colóide usando-se um ultrafiltro.Trata-se de uma membrana que pode inclusive ser feita de material

plástico, com poros estreitos o bastante para barrar a passagem de

partículas coloidais, mas ainda assim permitir a passagem de partículas com diâmetro inferior a 1000 ângstrons. A ação do ultrafiltro está ligada também às condições elétricas do colóide e da membrana.

UltracentrifugaçãoQuando o sistema coloidal está contaminado por partículas de maior porte, ou quando é necessário separar partículas coloidaisde tamanhos diferentes, utilizam-se centrífugas de altíssima rotação.Esse processo é amplamente usado nos laboratórios de análises clínicas para separar as várias proteínas existentes no sangue.

DiáliseO processo conhecido por diálise é usado especificamente para separar impurezas altamente solúveis no dispergente.Baseia-se na diferença de velocidade com que ocorre a difusão de uma solução e de um colóide através de uma membrana permeável.

TRxDMv

..)..1.(. 2ωρν−

=

• Surfatantes = surface active agents , =tensoativos, ≠detergente

• Capacidade de reduzir a tensão superficial –características

• Anfifílico: hidrofílico vs. hidrofóbico≠lipofílico),mais geral liofílico e liofóbico.

• Critério mais específico:Propriedadede auto-associação (self assembly).