Sistemas coloidales , coloides ( otro griego κόλλα - pegamento + εἶδος - vista; "similar a pegamento") - sistemas dispersos intermedios entre soluciones verdaderas y sistemas gruesos - suspensiones , en las que partículas discretas, gotas o burbujas de la fase dispersa, que tienen un tamaño de al menos estaría en una de las medidas de 1 a 1000 nm , distribuidos en un medio de dispersión, normalmente continuo, diferente al primero en composición o estado de agregación . Al mismo tiempo, las escalas inferiores a 100 nm se consideran una subclase especial denominada sistemas coloidales de "tamaño cuántico" [1] . En sistemas coloidales libremente dispersos ( humos , soles ), las partículas no precipitan.
Las suspensiones coloidales son objeto de estudio en la química coloidal . Esta área de investigación fue introducida en 1845 por el químico italiano Francesco Selmi [2] , y desde 1861 ha sido explorada por el científico escocés Thomas Graham [3] .
Según la naturaleza de las partículas dispersas, los coloides se dividen en orgánicos e inorgánicos , según la intensidad de la interacción entre la fase dispersa y el medio disperso, en liófilos y liófobos . Según el estado de agregación del medio disperso, se distinguen los sistemas coloidales gaseosos ( aerosoles ), líquidos ( liosoles ) y sólidos (crio- y solidozoles) [5] .
De los sistemas coloidales, los hidrosoles son los de mayor importancia para el análisis químico, sistemas dispersos microheterogéneos de dos fases caracterizados por una dispersión extremadamente alta, en los que el medio de dispersión es el agua , el solvente más comúnmente utilizado en la práctica analítica. También hay organosoles en los que el medio de dispersión son disolventes no acuosos ( orgánicos ) . Como resultado de la adhesión molecular de partículas de la fase dispersa , se forman geles a partir de soles durante su coagulación . En este caso, no se produce separación de fases; en otras palabras, la transición de soles a gel no es una transformación de fase.
Durante la formación de un gel, todo el medio de dispersión (por ejemplo, agua en un hidrosol) se une firmemente a la superficie de las partículas de la fase dispersa y en las células de la estructura espacial del gel. Los geles pueden restaurar reversiblemente su estructura espacial con el tiempo, pero después del secado, su estructura se destruye y pierden esta capacidad.
Propiedades coloidales de los haluros de plataEn el proceso de titulación de iones de haluro con soluciones de sales de plata, se obtienen haluros de plata, que son muy propensos a la formación de soluciones coloidales. En presencia de un exceso de iones Hal- , es decir, hasta el punto de equivalencia en la valoración de haluros con iones de plata o después del punto de equivalencia en la valoración de iones de plata con haluros , debido a la adsorción de iones Hal- , las partículas suspendidas de AgHal adquieren carga negativa:
metro AgHal + norte Нal − → [AgHal ] metro norte Нal −En presencia de un exceso de iones Ag ± (es decir, hasta el punto de equivalencia cuando se titulan iones de plata con haluros o después del punto de equivalencia cuando se titulan haluros con iones de plata), las partículas en suspensión adquieren carga positiva:
m AgHal + n Ag + → [AgHal] m n Ag +Así, la carga de una partícula suspendida [AgHal] m n Hal − o [AgHal] m n Ag + está determinada por la carga de los iones adsorbidos en la superficie del núcleo de la micela [AgHal] m , y depende de la presencia de un exceso de Hal − o Ag + en el sistema , provocando una carga negativa o positiva de una partícula de sol suspendida.
Además de la capa de adsorción ubicada en la superficie del núcleo de la micela y que provoca una cierta carga eléctrica, la micela también incluye una parte de iones de signo opuesto, que forman la segunda capa (externa) de iones.
Por ejemplo, en el proceso de titulación de yoduro de potasio con una solución de nitrato de plata
Ag + + NO 3 - + K + + I - → AgI + K + + NO 3 -Se forman micelas de la siguiente estructura:
Las partículas coloidales que llevan la misma carga eléctrica se repelen entre sí. Las fuerzas de repulsión mutua evitan que las partículas se acerquen lo suficiente como para que se produzca una atracción mutua. Al mismo tiempo, las partículas cargadas tienen una alta capacidad de adsorción , atraen partículas que llevan cargas eléctricas opuestas y forman con ellas compuestos poco solubles. En primer lugar, esos iones se adsorben en la superficie de partículas coloidales cargadas, lo que da lugar a los precipitados menos solubles con iones que forman parte de estas partículas. Además, se adsorben aquellos iones con mayor concentración. Por ejemplo, durante la deposición de AgI, Br - , Cl - , SCN - y otros iones pueden coprecipitar con él. Durante la titulación de haluros que no contienen impurezas extrañas, el precipitado adsorbe los iones Hal − presentes en la solución , impartiendo cargas negativas a las partículas de AgHal. En ambos casos, los resultados de la titulación están distorsionados. Por lo tanto, se requiere observar estrictamente las condiciones de precipitación recomendadas en los procedimientos para la determinación de ciertas sustancias.
Existen varios métodos para analizar sistemas coloidales, entre ellos se encuentran métodos químicos y fisicoquímicos: análisis mediante indicadores de adsorción; métodos basados en la medida de la dispersión de la luz transmitida ( nefelometría y turbidimetría ); métodos basados en la medición de la tasa de sedimentación ( análisis de sedimentación ), así como la tasa de movimiento browniano en sistemas coloidales ( análisis de las trayectorias de nanopartículas ), dispersión de luz dinámica y estática.
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