Características do estado coloidal

A área de superfície das fases em contato pode ser macroscópica. A espessura da superfície interfacial é de cerca de 0,5-2 nm, portanto, a partícula coloidal deve ter pelo menos o dobro da espessura da camada superficial. Assim, o limite inferior do tamanho de uma partícula coloidal é de 1 nm, o limite superior é de 100 nm. Partículas coloidais podem ser tridimensionais se todas as dimensões forem da ordem da finura coloidal, bidimensionais (lamelares) onde duas dimensões são desta ordem, ou unidimensionais (filiformes) quando uma dimensão é da finura coloidal.

Sistema de dispersão

É um sistema contendo um meio de dispersão e uma substância dispersa. Podemos dividi-lo em vários tipos:

1. se a substância dispersa é um conjunto de partículas do mesmo tamanho – é monodispersa,
2. quando as partículas da substância dispersa têm tamanhos diferentes – é polidispersa,
3. as partículas da substância dispersa têm a mesma forma (por exemplo, bastões, bolas, lamelas) – monomórficas,
4. se as partículas da substância dispersa tiverem formas diferentes – multiformes.

Sistemas colóides

A fase dispersa (dispersão) está presente em pequena quantidade em comparação com a quantidade da segunda fase, que constitui o meio de dispersão contínua. A fase contínua (por exemplo, solvente) é chamada de meio de dispersão. A fase dispersa é formada pelo segundo componente. Partículas coloidais estão contidas entre sistemas com fragmentação molecular (por exemplo, soluções) ou fragmentação mecânica (suspensões). Tanto a fase dispersa quanto a fase de dispersão podem existir em qualquer estado de agregação. Uma das condições básicas para a estabilização da maioria dos sistemas coloidais é a carga elétrica das partículas da fase dispersa. Na superfície de cada partícula existe uma chamada camada elétrica, ou seja:

• a camada estacionária feita de íons fortemente adsorvidos e dipolos, diretamente na superfície da partícula coloidal,
• a camada de difusão na qual os íons e os dipolos estão dispostos de uma certa maneira, mas estão localizados a uma certa distância da superfície das partículas, estão menos ligados a ela e podem mudar de posição.

Como resultado desse arranjo de íons e dipolos, uma diferença de potencial é criada na interface entre a partícula coloidal e o meio de dispersão. A neutralização das cargas elétricas dos colóides geralmente leva à destruição do estado coloidal pela separação da fase dispersa na forma de aglomerados maiores, o que é chamado de coagulação.

Obtenção de colóides

Muitas substâncias podem ser convertidas em um estado de fragmentação coloidal usando um meio de dispersão apropriado, temperatura e técnica de trabalho. Pode ser obtido no processo de dispersão (fragmentação) de sistemas macroscópicos ou no processo de condensação de átomos, íons ou moléculas em agregados (partículas agregadas) de tamanhos específicos. Os métodos básicos são divididos em métodos de dispersão e condensação.

1. Métodos de dispersão: moagem mecânica (moagem), dispersão elétrica, atomização ultrassônica, atomização térmica, dissolução coloidal, processo de peptização. A fragmentação é um trabalho contra as forças coesivas.

A seleção do método depende do estado de agregação do meio de dispersão e da substância dispersa. No caso de substâncias macromoleculares, basta dissolver a substância em um solvente adequado (por exemplo, poliestireno em benzeno ). Se o meio de dispersão for um líquido orgânico, a moagem deve ser realizada com a adição de ácidos orgânicos superiores.

2. Nos processos de condensação, átomos, íons ou partículas são formados em agregados de tamanhos maiores. A condensação em soluções está associada ao curso de reações químicas ou a um fenômeno físico específico, e geralmente são métodos que consistem em reduzir a solubilidade, redução, oxidação, reações de troca, polimerização , hidrólise. Em uma reação química, as partículas são formadas por ligações metálicas, iônicas ou covalentes, e em processos físicos, por forças intermoleculares.

Um exemplo é a reação de redução de soluções de sais de metais nobres, na qual são obtidos hidrossóis desses metais. Os agentes redutores podem serperóxido de hidrogênio , formaldeído, hidrazina e sais férricos. Os hidrazóis de ouro, prata e platina foram obtidos por redução química. Átomos metálicos separados se combinam em grupos de átomos com tamanhos coloidais.

divisão coloide

1. Levando em consideração a maneira como ele entra em um estado coloidal:
   1. associativo – transformando-se espontaneamente em um estado coloidal,
   2. dispersão – criada pela fragmentação forçada da substância dispersa.
2. Levando em consideração o estado da matéria:
   1. aerossóis – o meio dispersante é gás; por exemplo: neblina, poeira,
   2. sois, soluções coloidais – o meio de dispersão é um líquido, por exemplo: espuma, leite,
   3. pirossolos – o meio de dispersão é um sólido; por exemplo, pedra-pomes, pérolas de fósforo.
3. Levando em consideração a morfologia:
   1. isométrico, onde todas as três dimensões (comprimento, largura, altura) são iguais; por exemplo: bolas, cubos,
   2. anisométrico, onde as dimensões diferem entre si; por exemplo, hastes, placas.
4. Levando em consideração a afinidade das partículas coloidais com o solvente:
   1. liofílicos – possuem alta afinidade com o solvente, alta durabilidade,
   2. liofóbicos – têm uma baixa afinidade com o solvente.

Exemplos de colóides

Emulsões – sistemas coloidais nos quais tanto o meio de dispersão quanto a substância dispersa estão em estado líquido. Os líquidos não se misturam, mas um se dispersa no outro na forma de minúsculas gotículas. Normalmente, a água é uma fase e a outra é a chamada fase oleosa. Levando em consideração as proporções de estrutura e volume das fases, as emulsões podem ser divididas em um sistema água-em-óleo a/o, onde a fase dispersante é óleo, e a fase dispersa é água e, analogamente, óleo-em-água o/s. Os aerossóis são obtidos pela dispersão de um sólido (fumo) ou líquido (névoa) em um gás. A fumaça é o resultado da fragmentação de sólidos no gás, também como resultado de uma reação química, por exemplo, NH ₃ + HCl -> NH ₄ Cl. As névoas são o resultado da condensação de líquidos em vapores supersaturados. Exemplo de tamanhos de partícula 10 – 1000 Å (Angstrom), por exemplo, fumaça de tabaco 2 – 10 Å, gotas nas nuvens 40 – 100 Å. As espumas são obtidas pela dispersão de uma substância gasosa em um líquido. As partículas de gás são separadas por finas camadas de líquido, que formam o esqueleto de espuma. A durabilidade depende do reforço das membranas que separam as partículas de gás com finas películas de surfactantes . A formação de espumas, o tamanho das partículas gasosas dispersas e sua durabilidade são de grande importância no processo de enriquecimento do minério – flotação . Os tensoativos adicionados à suspensão aquosa do minério finamente triturado formam com o ar injetado partículas finas de espuma que, interagindo seletivamente com o minério, separam-no da ganga (rocha estéril).