Dispersões

1. Dispersões

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Colóides - São classificados a partir dos vários estados do meio contínuo e da fase dispersa, como ilustrado na tabela:

9. 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).

10. 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

11. 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

12. 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

13. 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).

14. 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.

15. 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)

16. <> <> 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.

17. 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.

18. 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.

19. Exemplos comuns deste tipo de moléculas são o sabão e os detergentes, os quais têm uma cabeçahidrofílica e uma caudahidrofóbica. O mecanismo da estabilização baseia-se na formação de micelas:

20. 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.

21. A existência de cargas do mesmo sinal, associadas às cabeças hidrofílicas, é um fator adicional de estabilidade devido às repulsões eletrostáticas entre as micelas.

22. Algumas aplicações tecnológicas

23. Referência Eletrônica:http://cftc.cii.fc.ul.pt/PRISMA/capitulos/capitulo3/modulo6/topico5.php