Sistemas coloidales1

COLOIDES
Introducción
La materia es todo lo que posee masa y que ocupa un lugar en el espacio. Una propiedad
de la materia es que esta puede ser apreciada por nuestros sentidos, o determinada por
mediciones; todas las propiedades de la materia pueden ser resumidas en dos grandes
grupos: propiedades extensivas y propiedades intensivas. Las primeras son aquellas que
varían al variar la cantidad de materia, las segundas son aquellas que no dependen de la
masa.
Los diferentes tipos de materia pueden separarse en dos grandes divisiones: las sustancias
y las mezclas de sustancias.
Una sustancia posee un conjunto de propiedades físicas y químicas que no dependen de su
historia previa o del método de separación de la misma. Las mezclas pueden variar mucho
en su composición química, sus propiedades físicas y químicas varían según la composición
y pueden depender de la manera de preparación.
Al hablar de sistemas dispersos o mezclas, se tendrá en cuenta que se denomina así, a los
sistemas homogéneos (soluciones) o heterogéneos (suspensiones o dispersiones),
formados por más de una sustancia.
Las mezclas se caracterizan porque los componentes de las mismas conservan sus
propiedades, intervienen en proporciones variadas, en ellos hay diferentes clases de
moléculas; cuando son homogéneas se pueden fraccionar y cuando son heterogéneas se
pueden separar en fases.
Existen mezclas en las cuales una sustancia insoluble en un determinado medio, como por
ejemplo el SiO2 (dióxido de silicio) en agua, puede estar dispersa de modo que el sistema
total sea aparentemente una solución. Este estado, el coloidal, se consigue en condiciones
especiales y el sistema formado por el solvente y esta sustancia es heterogéneo. La razón
de su aparente homogeneidad deriva del tamaño de las partículas de la sustancia insoluble.
Según el grado de división de las partículas los sistemas dispersos se pueden clasificar en
tres grande grupos:
• Dispersiones macroscópicas o groseras: son sistemas heterogéneos, las partículas
dispersas se distinguen a simple vista o con ayuda del microscopio.
• Dispersiones o sistemas coloidales: en estas dispersiones el medio disperso solo es
detectable con el ultramicroscopio. Si bien son sistemas heterogéneos, marcan un
límite entre los sistemas materiales heterogéneos y homogéneos.
• Soluciones verdaderas: en estos sistemas homogéneos, donde las partículas
dispersas son moléculas o iones. No son visibles ni siquiera con ultramicroscopio.

Cátedra de Qca. General e Inorgánica
Químico – Física
Sistemas Coloidales 2
Dispersiones Coloidales
Definición
Todo sistema coloidal estará constituido por partículas dispersas dentro de un medio. Sus
propiedades, en primera instancia se pueden correlacionar con el tamaño expresado
linealmente de dichas partículas, sin excluir las necesarias consideraciones de la forma, la
carga eléctrica y otros factores. En consecuencia, el tamaño es un criterio simplificador,
para caracterizar sistemáticamente el sistema disperso.
En cuanto a los límites en el tamaño de las partículas coloidales, se puede
aceptar un rango entre los 10 Å y 10000 Å. Estos límites no deben ser considerados como
absolutos, puesto que se los ha tomado sobre la base del poder resolutivo del mejor
microscopio posible, usando luz azul para el caso de las partículas más grandes y del
ultramicroscopio, para el de las más pequeñas. Por ello, no es de extrañar que las
propiedades de la materia al estado coloidal sean comunes, en unos casos, con las de las
dispersiones groseras y, en otros, con las de las soluciones verdaderas
La característica principal de los coloides es la relación entre la superficie y el volumen de
las partículas, que es muy grande, debido al área superficial extraordinariamente extensa de
la fase dispersa en comparación con la misma cantidad de materia ordinaria. Por ejemplo,
un cubo de 1 cm de lado de materia ordinaria tiene un área superficial de 6 cm2
, pero
cuando esta cantidad de materia está dispersada en forma de 1018
pequeños cubos de 10
nm, el área superficial es de 6x106
cm2
(aproximadamente el tamaño de una cancha de
tenis). Este aumento espectacular del área significa que los efectos de superficie tienen una
importancia primordial en la química coloidal.
Las dos fases de un sistema coloidal se distinguen como fase dispersa, que es la formada
por las partículas; y fase dispersante, que es el medio en el cual las partículas se hallan
dispersas. Ambas fases pueden encontrarse en diversos estados físicos: partículas sólidas
cristalinas o amorfas, gotas de líquido o como burbujas de gas.
Clasificación de los coloides
A continuación se describen distintas clasificaciones para los sistemas coloidales teniendo
en cuenta diferentes criterios.
Una clasificación muy útil de las dispersiones coloidales se basa en los estados físicos de
las partículas coloidales y del medio dispersante. En la tabla Nº 1 se indican los nombres de
los distintos tipos de dispersiones coloidales y muestra algunos ejemplos para cada uno de
ellos.
Los ejemplos que se incluyen, indican que las fases dispersas se encuentran en numerosos
alimentos. Estos, por lo general, no son sistemas coloidales estrictos, porque
frecuentemente las partículas que contienen son de gran tamaño, alcanzando varios
milímetros y porque están constituidos, a veces, de varias fases e incluso cada fase es, a su
vez, heterogénea (por ejemplo la leche). No obstante, puede ser útil considerar tales
alimentos como sistemas coloidales simples dado que muchas de sus propiedades físicas
se deben a estos diversos sistemas coloidales: viscosidad, plasticidad, elasticidad, retención
de agua, cohesión, incluso el aspecto (por ejemplo, el color de la leche y su opacidad,
resultan de una diferencia entre los índices de refracción de la fase dispersa y de la fase
dispersante).

Tabla 1: Clasificación de los sistemas coloidales según el estado físico de las fases
componentes.
Fase Dispersa Fase Dispersante Nombre Ejemplo
Sólido Líquido Gel o sol
Gelatina, jaleas, postres
congelados, grasas, pastas o
purés.
Sólido Gas Aerosol Humos, virus en el aire
Líquido Líquido Emulsión Leche, crema, mayonesa.
Líquido Gas Aerosol líquido Niebla
Líquido Sólido Emulsión sólida
Manteca, margarina,
chocolate, queso.
Gas Sólido Espuma sólida Miga de pan, helados.
Gas Líquido Espuma líquida
Espuma de cerveza, clara de
huevo batido, cremas batidas
Sólido Sólido Sol sólido
Caramelos de azúcar
parcialmente cristalizados
Coloides orgánicos e inorgánicos: de acuerdo a su composición química, los coloides se
pueden clasificar en orgánicos e inorgánicos; a su vez estos se subdividen en: metales, no-
metales, soles de óxidos y sales coloidales, para los inorgánicos; y en soles homopolares,
hidroxisoles y soles heteropolares para el caso de los coloides orgánicos.
Coloides esféricos y laminares: de acuerdo a la forma de la partícula que los formas, los
coloides se clasifican principalmente en coloides esféricos y coloides lineales. Los coloides
esféricos tienen partículas globulares más o menos compactas, mientras que los coloides
lineales poseen unidades largas y fibrosas.
La forma de las partículas coloidales puede determinarse de manera aproximada ya que, en
la mayoría de los casos, puede ser muy compleja: elipsoides de revolución (proteínas),
también semejantes a discos (oblatos); cigarro puro (prolatos); barras; tablillas, cintas o
filamentos (polietileno y caucho).
Como primera aproximación se puede reducir a formas relativamente sencillas, como la
esfera que además representa muchos casos reales: partículas esencialmente fluidas,
dispersiones de plásticos y caucho en agua (látex), así como en muchos negros de carbono
son casi esféricas, al igual que en ciertos virus y las gotitas de un líquido dispersas en otro
para formar una emulsión.
Las propiedades mecánicas de una dispersión coloidal dependen en primer lugar de la
forma de las partículas. Por ejemplo las dispersiones de partículas esféricas tienen bajas
viscosidades, y las de partículas lineales, que pueden enredarse entre sí, tienen altas

viscosidades. Todos los tejidos estructurales en animales y plantas están formados por
coloides lineales.
Coloides moleculares y micelares: esta clasificación tiene en cuenta la estructura íntima
de las partículas coloidales.
En los sistemas micelares las partículas están formadas por la agregación de átomos y o
moléculas en gran cantidad. El término agregación significa unión sin enlaces químicos; las
moléculas “agregadas” dentro de las micelas están mantenidas en su posición por fuerzas
débiles tipo de Van der Waals o similares.
Estas sustancias pueden formar soluciones verdaderas o de tipo coloidal, dependiendo de
las condiciones. En general una micela es menos estable que una macromolécula.
Las moléculas de jabón se pueden agrupar entre sí como micelas porque sus colas
hidrófobas tienden a reunirse y sus cabezas hidrófilas proporcionan protección (fig. ). Si se
trata de un detergente no iónico, se pueden agrupar enjambres de 1000 o más.
Las micelas son importantes en la industria
y en biología por su función solubilizante: la
materia puede ser transportada por el agua
después de haber sido disuelta en el interior
hidrocarbonado de las micelas. Por esta
razón, los sistemas micelares se utilizan
como detergentes y portadores de drogas, y
para la síntesis orgánica, flotación de
espuma y recuperación de petróleo.
Las partículas de los coloides moleculares
son macromoléculas sencillas y su
estructura es esencialmente la misma que
la de estructura de pequeñas moléculas.
Los átomos están unidos entre sí por medio
de enlaces químicos, casi siempre del tipo covalente. Tienen especial interés las
macromoléculas de polímeros donde una cierta agrupación atómica se repite una enorme
cantidad de veces, idénticamente, dentro de la estructura. A este grupo de coloides
moleculares pertenece la mayoría de los coloides orgánicos como por ejemplo prótidos,
almidón, poliestireno, nitrocelulosa, cloruro de polivinilo y caucho.
Coloides liofóbicos y liofílicos
A instancias de Perrinm y Preundlicj se introdujo los términos: Liófilo y liófobo, para indicar la
existencia de interacciones entre la fase dispersa y el medio dispersor.
Estos fenómenos que no son exclusivos de los sistemas coloidales y aparecen en muchos
otros casos se denominan solvatación y, en ellos las partículas se rodean de una
“atmósfera” de moléculas del medio dispersor, más o menos débilmente ligadas.
Así aparecen dos categorías de soluciones coloidales:
a) Soles LIOFILOS: donde hay una estrecha e íntima vinculación entre la fase dispersada y
la fase dispersora;
Figura 1

b) Soles LIOFOBOS: donde las interacciones son despreciables, casi nulas.
Desde luego, el ejemplo más habitual queda referido al agua, y en tal caso, el prefijo se
torna más específico: soles hidrófilos y soles hidrófobos.
Ambos tipos de sistemas se distinguen bastante bien, ya que muchas propiedades son
diferentes:
SOLES LIOFILOS SOLES LIOFOBOS
El medio dispersor “moja” la superficie de la
partícula coloidal que retiene sobre ella una
película de las moléculas dispersantes.
Eventualmente, cada fase puede disolverse en
la otra, dentro de proporciones relativamente
altas.
La viscosidad de la solución coloidal supera a
la del medio dispersor puro. Por el contrario, la
tensión superficial de la solución coloidal
diminuye: se forma espuma por simple
agitación.
La detección de partículas en el
ultramicroscopio es muy pobre.
Los electrolitos los floculan muy escasa y
lentamente.
Los soles que pierden el medio dispersor lo
reincorporan reincorporan sin dificultades por
simple adición. La transformación sol-gel es
reversible. Los geles son voluminosos y
elásticos
Ejemplos: ovoalbúmina, almidón, gelatina,
compuestos orgánicos.
No hay retención apreciable de moléculas del
medio dispersor sobre la superficie de la
película dispersada.
Las fases no demuestran solubilidad mutua.
La viscosidad y tensión superficial del sol no
difieren mayormente de la viscosidad y tensión
superficial del medio dispersante.
Excelentes imágenes en el ultramicroscopio
La floculación mediante electrolitos, es
inmediata y bien apreciable.
Los flóculos no retornan a su condición de sol
por incorporación del medio dispersor. La
transformación sol-gel es irreversible. Los
geles desecados se vuelven pulverulentos.
Ejemplos: metales, hidróxidos, sulfuro
arsenioso, cloruro de plata y en general,
compuestos inorgánicos.
No siempre la línea demarcatoria está bien definida. Algunos soles, como el hidróxido
férrico, evidencia propiedades intermedias y las condiciones experimentales inciden sobre
los comportamientos; la gelatina, en medio acuoso, es liófila pero, dispersada en alcohol o
benceno, es liófoba.
Preparación de dispersiones coloidales
Muchas sustancias sólidas forman dispersiones coloidales al ser puestas en contacto, o
calentadas en un medio de dispersión adecuado. A este tipo de coloides se los llama
coloides intrínsecos y por lo general son macromoléculas que tiene un carácter liófilo.
Contrariamente, se llaman coloides extrínsecos a las dispersiones de pequeñas partículas
de materiales insolubles de bajo peso molecular. Este tipo de dispersiones son casi
invariablemente soles liófobos y deben ser preparados mediante métodos especiales que
produzcan partículas de tamaño adecuado.

Existen diferentes técnicas, agrupables en dos grandes categorías:
a) Método de dispersión: cuando partículas de tamaño mayor que el coloidal son
apropiadamente subdivididas:
• Molienda mecánica: tiene buen resultado en sustancias quebradizas utilizando para
ello equipos especiales denominados molinos coloidales. este consiste en una serie
de discos separados por espacios muy pequeños que giran a gran velocidad en
sentidos opuestos. El medio dispersante se pasa a través del molino junto con las
sustancias a dispersar y el agente estabilizante, obteniéndose después de un tiempo
la solución coloidal.
• Ultrasonido: se realiza con ondas sonoras, de frecuencia superior a la audible, entre
50.000 y 200.000 ciclos/seg
• Dispersión eléctrica: se dispone de dos electrodos metálicos muy próximos dentro
del agua y se conectan a un circuito apropiado para hacer estallar el arco. Debido a
la alta temperatura del metal vaporiza y, súbitamente enfriado, los átomos, se
agrupan en micelas.
• Peptización: que consiste en la desintegración directa de una sustancia en partículas
de dimensiones coloidales mediante un agente agregado que se conoce como agente
peptizante.
b) Métodos de condensación: cuando se opera a la inversa asociando partículas primarias
(iones, átomos y/o moléculas) hasta sobrepasar el límite inferior de los coloides. El
principio esencial de este método es que las sustancias con las cuales se preparan los
soles están originariamente en solución verdadera, en estado de iones o moléculas.
Como resultado de la reacción química que se efectúa entre ellas, se obtienen partículas
insolubles de tamaño coloidal. Las condiciones experimentales deben ser estrictamente
controladas.
En la preparación de dispersiones coloidales por el método de la condensación se han
empleado reacciones químicas de varios tipos; también se ha empleado la oxidación, por
ejemplo, una solución acuosa de hidrógeno sulfurado se puede oxidar por oxígeno o por
anhídrido sulfuroso para obtener un sol de azufre.
Ultrafiltración y Diálisis
Con experimentos simples de filtración que muchos coloides pasan a través de papeles
filtros comunes. Las partículas no son retenidas ni aun por las clases más finas de papel
filtro. Los filtros finos tienen un diámetro de poro de 0.0009-0.0016 mm; puesto que las
partículas del sol de sulfuro arsenioso, al igual que las del hidróxido férrico, plata, gelatina,
albúmina y otros coloides, pasan a través de estos filtros se nota que dichas partículas son
más pequeñas que los poros del filtro.
Las partículas coloidales, son más o menos completamente retenidas por ultrafiltros, es
decir, filtros extremadamente finos cuyas membranas son geles sólidos. La estructura de la
membrana es la misma que la del papel, pero el tamaño del poro es mucho más pequeño.
Uno de los mejores materiales “ultrafiltro” es el papel celofán, a través de este la filtración es
muy lenta, pero luego de cierto tiempo, el líquido penetra una membrana y una gota de
líquido es formada debajo del celofán, finalmente el examen de estas gotas dirá si las
partículas penetran en la membrana o no. Otro buen material para hacer ultrafiltros es el es

el colodión, que es una solución 4% de nitrocelulosa en una mezcla de alcohol y éter; los
filtros de vidrio poroso o los crisoles de porcelana no esmaltada son los mejores soportes
para las membranas de colodión. Estas son formadas en la evaporación parcial de la mezcla
alcohol-éter; el colodión es prácticamente es vertido en un filtro de vidrio poroso o filtro
crisol, a un espesor de varios mm y se espera hasta que se solidifica. Otro método es el de
impregnar papel filtro con colodión, el tamaño de los poros de este ultrafiltros depende del
grado de secado de la capa de colodión, mientras más seca, más pequeños son los
capilares.
Existen sustancias como las dextrinas, que penetran los ultrafiltros muy lentamente, se las
conoce como semicoloides.
Difusión y diálisis
Es muy difícil realizar procesos de difusión en soluciones, por eso Graham propuso observar
la difusión en jaleas. La difusión de las jales está relacionada con la ultrafiltración y la
diálisis; esta ultima se basa en el hecho de que la gran mayoría de las sustancias en
solución verdadera pasan a través de una membrana, mientras que las partículas coloidales
son retenidas. La membrana es un gel con poros tan diminutos que solamente sustancias
micromoleculares pueden pasar; por esto a través de este método se puede estimar el
tamaño de las partículas. Las primeras membranas dializadoras fueron de tripa de animal
desgrasada y pergamino; posteriormente se ensayó gelatina, caucho natural, pero, en
definitiva las preferencias recayeron sobre derivados de la celulosa, como el celofán.
Sin embargo, el objetivo de la diálisis es liberar a un sol de los electrolitos que lo acompañan
y de otras impurezas micromoleculares, los aparatos utilizados para realizar estas tareas se
llaman dializadores.
La diálisis también es promovida por medio de una corriente eléctrica la cual arrastra a los
iones micromoleculares fuera del sol, en esta denominada electrodiálisis se facilita la
separación de los electrolitos por medio de un campo eléctrico. Se efectúa en un aparato
que consta de tres compartimentos: el compartimento central esta separado de cada
compartimento exterior por una membrana semipermeable, el sol es vertido dentro del
compartimento central, y a través de las otras dos celdas fluye agua destilada; los dos
electrodos, se insertan dentro de las celdas exteriores cerca de las membranas, el potencial
eléctrico creado atrae a todos los iones micromoleculares a través de las membranas hacia
el agua. Por medio de esta eletrodialización es posible en un corto tiempo, liberar coloides
de electrolitos micromoleculares.
Propiedades ópticas de los soles
Muchas soluciones coloidales se presentan claras y transparentes pero, en apropiadas
condiciones experimentales evidencian interesantes características ópticas. El ahora
denominado efecto Tyndall fue descubierto por Faraday(1867) quien hizo incidir un intenso
haz luminoso sobre un sol de oro y observó en la dirección perpendicular al mismo, dentro
de un ambiente oscuro, su trayectoria nítida, debido a la opalescencia (puntos brillantes y
difuso). Esta se da cuando las ondas cortas de la luz son frecuentemente dispersadas por
las partículas, mientras que las ondas largas pasan sin afectarse a través del sol. Este
fenómeno depende principalmente del tamaño de las partículas. Los coloides están
“ópticamente llenos” a diferencia de solventes puros y soluciones que están “ópticamente
vacíos”. En las soluciones coloidales la fase dispersa goza de la propiedad de reflejar y
refractar la luz, con el agregado de que la luz dispersada está polarizada. De este modo, el
trayecto que sigue el rayo luminoso en una solución coloidal es visualizado gracias a las
partículas coloidales, convertidas en centros emisores de luz.

Esto fenómeno se conoce con el nombre de Efecto Tyndall y es tanto más intenso cuanto
menor sea la longitud de onda del rayo incidente; de ahí que del conjunto de los colores que
constituyen el espectro solar, el azul y el violeta son los preferentemente difractados, lo que
explica el color azul que tienen la atmósfera y el mar. Asimismo, es tanto más pronunciado
cuanto mayor sea el tamaño de las partículas coloidales.
Dado que las partículas coloidales dispersan la luz en direcciones distintas a la de avance,
la intensidad transmitida se reduce. La intensidad en la dirección de avance está dada por
un tipo de la ley de Lambert-Beer: si la intensidad incidente (I0), la intensidad después de
haber atravesado una disolución (I) de longitud x es: I/I0= e-τx
donde τ es la turbidez
La turbidez se mide en NTU: Unidades Nefelométricas de Turbidez. El instrumento usado
para su medida es el nefelómetro o turbidímetro, que mide la intensidad de la luz dispersada
a 90 grados cuando un rayo de luz pasa a través de una muestra de agua.
Ultramicroscopio y movimiento browniano
El ultramicroscopio es una variante de los denominados microscopios de campo oscuro, en
los cuales solamente penetran por el objetivo del aparato los rayos, dispersados por la
muestra estudiada. Para ello se hace incidir un fuerte haz luminoso, perpendicular al eje
óptico del instrumento, con un sistema de lentes equivalentes a un objetivo invertido.
Con el ultramicroscopio no se aumenta el poder resolutivo ni se “ven” las partículas, en el
sentido literal de la expresión, solamente se revela la existencia de partículas
submicroscópicas, por cuanto la luz que dispersan aparece como imágenes brillantes,
puntuales y de bordes difusos, dentro del campo oscurecido. Así se identifican partículas de
hasta 30 –40 Angstrons, es decir se alcanza el límite inferior de las dimensiones coloidales,
a condición de que estén suficientemente separadas entre sí (varios miles de Angstrons) y
de que haya gran diferencia entre los índices de refracción de las sustancias y del medio
dispersante.
En el siglo XIX Robert Brown observó e investigó en el microscopio el extraño e interesante
movimiento de pequeñas partículas, luego este movimiento fue llamado “Movimiento
Browniano”. El notó que los granos de polen en agua se mueven continua y muy
irregularmente, brincan, giran y oscilan en todas direcciones y de una manera caótica e
impredecible. Pero no solo los granos de polen realizaban este movimiento, sino también
cualquier partícula pequeña.
Luego Brown llegó a la conclusión que el movimiento no depende de la corriente del líquido
en la cual van suspendidas las partículas ni de su mutua atracción o repulsión, tampoco
dependen de la acción de las fuerzas capilares ni de la evaporación del líquido bajo el
microscopio.
Muchos científicos trataron de explicar el movimiento Browniano; la primera explicación
correcta fue la dada por Wiener en 1863, gracias a la teoría Cinética que admite un
bombardeo mecánico, irregular de las partículas suspendidas por las moléculas del líquido.
Luego en 1905 Zsigmondy, quien investigó muchos coloides con el ultramicroscopio, llego a
las siguientes conclusiones:
El movimiento es más vigoroso mientras más pequeñas son las partículas.
El movimiento no depende de la dirección del rayo de luz, o tiempo de iluminación o de la
intensidad de la luz.

El movimiento no puede ser explicado por cambios en la concentración causados por
evaporación.
El movimiento no cambia con el tiempo y permanece igual por meses y años.
El movimiento depende de la temperatura, y su aumento produce un aumento en la
intensidad del movimiento.
PROPIEDADES ELÉCTRICAS
Si se dispone una solución coloidal en un tubo en U, se vierte sobre ella en cada rama algo
de agua y se introduce en éste sendos electrodos, al aplicar a los mismos una diferencia de
potencial, se observa que la solución coloidal se desplaza como un conjunto hacia uno de
los electrodos de manera análoga a como lo hacen los iones de una determinada carga.
Una conclusión inmediata es que todas las partículas de la solución coloidal, como se
desplazan hacia un mismo electrodo tienen carga eléctrica de igual signo.
Doble capa eléctrica.
Cuando un sólido o un líquido apolar está en
contacto con una solución acuosa de electrólito,
se puede decir en forma general, que la
superficie del sólido o la interfase líquido –
líquido presenta un exceso de carga por unidad
de área. Un exceso equivalente pero de signo
contrario está ubicado en la fase acuosa a
proximidad de la interfase. Ambas
distribuciones de carga constituyen la llamada
doble carga interfacial.
El origen de la carga eléctrica de la micela
puede encontrarse en una de estas
posibilidades:
1. las micelas, debido a su enorme superficie,
adsorben algunos iones existentes en la solución, lo que, al unirse a la partícula coloidal le
comunican su carga en cuyo caso los iones de signo opuesto, que quedan en exceso
rodean a las micelas formando de este modo una doble capa electrónica.
2. algunas micelas, al entrar en solución se disocian separando un ión de carga positiva o
negativa, mientras el resto queda cargado de electricidad y convertido en un electrolito
coloidal
En general, los sulfuros, almidones, gomas, jabones y colorantes ácidos están cargados
negativamente y se dirigen hacia el ánodo y los óxidos e hidróxidos metálicos y colorantes
básicos están cargados positivamente y se dirigen hacia el cátodo.
La carga eléctrica da estabilidad a las partículas coloidales pues provoca la repulsión entre
ellas e impide que puedan unirse para formar partículas mayores, que se separarían del

líquido. Esto tiene especial importancia en el caso de los soles liófobos.
Los coloides liófilos, en cambio, pueden existir sin carga eléctrica; como tienen gran afinidad
por el medio de dispersión, generalmente están muy “solvatados”, es decir, la partícula
coloidal se rodea por una capa de moléculas de solvente, lo que les comunica una gran
estabilidad.
ELECTROFORESIS
La migración de partículas liófobas por acción de una diferencia de potencial, comenzó a ser
investigada por Linder y Picton (1892) y Burton (1906) perfeccionó los primeros equipos
experimentales. El fenómeno en un primer momento se denominó “cataforesis”, término
actualmente reemplazado por electroforesis.
La electroforesis es un método de laboratorio en el que se utiliza una corriente eléctrica
controlada con la finalidad de separar biomoleculas según su tamaño y carga eléctrica a
través de una matriz gelatinosa.
Fue empleado por primera vez por en el año 1937, pero su importancia vino a
incrementarse cuando en los años cincuenta E. L.Durrum y Arne W.K. Tiselius , impulsaron
la electroforesis de zona, nombre que se asigno a la separación de materiales en un campo
eléctrico en presencia de algún tipo de soporte; aunque este termino se limito originalmente
al análisis de coloides y partículas submicroscópicas , se ha convertido en estos últimos
años en una metodología aplicada a sustancias de bajo peso molecular.
Coagulación y floculación o de los coloides
El proceso de floculación es precedido por la coagulación, por eso muchas veces se habla
de los procesos de coagulación-floculación. Estos facilitan la retirada de las sustancias en
suspensión y de las partículas coloidales.
• La coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales causadas por la
adición de un reactivo químico llamado coagulante el cual, neutralizando sus cargas
electrostáticas, hace que las partículas tiendan a unirse entre sí;
• La floculación es la aglomeración de partículas desestabilizadas en microflóculos y
después en los flóculos más grandes que tienden a depositarse en el fondo de los
recipientes construidos para este fin, denominados sedimentadores.
Hay muchas maneras de producir la coagulación, una de ellas es la acción de los
electrolitos, también esta la radiación y el calor. Algunos soles son muy estables a la acción
de electrolitos, mientras que otros pueden ser floculados muy fácilmente.
Se han realizado muchos experimentos sobre los efectos floculantes de varios electrolitos
sobre diferentes soles; los resultados dependen de las condiciones en que se efectúan, pero
se pueden sacar dos conclusiones: primero, el ion que produce la floculación de un sol es
aquel cuya carga es de signo opuesto al de las partículas coloides; segundo, el efecto
precipitante aumenta notablemente al aumentar la carga del ion.
Cuando se agrega una sustancia liófila a un sol liófobo, este se vuelve menos sensible al
efecto precipitante de los electrolitos; este es un ejemplo de acción protectora, siendo la

sustancia liófila un coloide protector. Entonces el coloide protector confiere a los soles
liófobos estabilidad en presencia de electrolitos.
Estabilidad
Es tradicional establecer la “estabilidad” del sol pero de un punto de vista termodinámico
estricto, no existe estabilidad total para ningún sistema coloidal, debido a la subdivisión de
partículas y al incremento de superficies. Pero un sol es prácticamente “estable” cuando sus
propiedades se mantienen constantes en lapsos de tiempo sumamente prolongados.
Si se evalúa la variación de una propiedad del sol con respecto al tiempo, pueden obtenerse
curvas como las que se muestran en el siguiente gráfico.
La recta nº 1 de la gráfica, representa un sistema “idealmente estable”, que está en equilibrio
perfecto.
La curva nº 2, correspondería a un sol prácticamente estable. Se ha dado en llamarlos
sistemas diuturnales, cuyo equilibrio está congelado.
La curva nº 3, pertenece a un sistema “metaestable”; el equilibrio se mantiene durante un
cierto periodo pero luego, cuando varían las condiciones externas aunque sea muy poco, se
inicia una transformación brusca que se completa velozmente. El segmento ox mide un
tiempo prudencial de observación, de acuerdo con los cánones experimentales.
La curva nº 5 representa un sistema “transitorio”, o caduco, que no está en equilibrio, sus
propiedades se modifican rápidamente, siendo imposible medirlas en distintas etapas
intermedias de su transformación.
En general, los sistemas liófilos tienen alta estabilidad, aproximándose a la curva de tipo 2.
Los sistemas liófobos pueden ser estables, pero la perturbación introducida por diversos
factores y agentes, los afecta visiblemente; entre tales características será necesario
considerar: cargas eléctricas de las partículas, sean propias o adquiridas; la mayor o menor
solvatación de las partículas y la presencia de sustancias auxiliares.
Propiedad
Tiempo
1
2
4
3
5
ox
Tiempo
Propiedad

Tipos de coloides
Geles
En ciertas condiciones es posible coagular un sol, de modo que se obtiene una masa semi
rígida que incluye todo el líquido del sol, a este producto se lo llama gel. De acuerdo a las
propiedades los geles se dividen en geles elásticos y geles no elásticos.
Un gel elástico típico es la gelatina obtenida por enfriamiento del sol liófilo que resulta
cuando se calienta esta sustancia con agua. Otros soles liófilos, siempre que no sean
demasiado diluidos, dan geles elásticos por enfriamiento.
El ejemplo más conocido de un gel no elástico es el del ácido silícico conocido como gel de
sílice. Los precipitados gelatinosos de óxidos metálicos hidratados se relacionan con los
geles no elásticos, pero son precipitados que no llegan a formar un gel verdadero porque no
incluyen toda el agua presente.
Los geles elásticos y no elásticos se diferencian por su comportamiento en la deshidratación
y rehidratación.
Hay pruebas de que la transición de sol a gel y la inversa se efectúa gradualmente (en los
geles elásticos), este hecho sugiere que no existe diferencia fundamental en la estructura de
un sol y de un gel. Esto proviene de que en la formación de un gel, las partículas en el sol se
unen para formar cadenas cortas o filamentos que se entrelazan de modo que la viscosidad
del sistema aumenta llegando a un estado semisólido. Parte del medio dispersante puede
existir como agua, pero se supone que la mayor parte es retenida en los filamentos por
fuerzas de capilaridad.
Emulsiones
Este término se refiere a cualquier dispersión de un líquido en otro, siempre y cuando los
líquidos sean inmiscibles. El agua es uno de los componentes más comunes y el otro es
usualmente un aceite o algún líquido lipofílico.
El método más simple para hacer una emulsión es agitar juntos dos líquidos inmiscibles. Al
agitar un aceite o benceno con el agua, el líquido aceitoso puede ser dispersado en gotas,
pero la emulsión no es estable, las gotas fluyen rápidamente a juntarse otra vez y los
líquidos se separan en dos capas.
Para preparar emulsiones estables se debe introducir un agente emulsificante dentro del
sistema; este agente puede reducir la tensión de interfase facilitando la formación de las
gotas, pero no aumenta la estabilidad. Existen muchos agentes emulsificantes que se
pueden clasificar en varios grupos, uno de los más importantes es el de los jabones y
detergentes.
Se pueden preparar emulsiones muy estables usando una combinación de dos o más
agentes emulsificantes, de esta manera agentes que por si solos son malos emulsificantes,
unidos pueden formar emulsiones muy estables.
La estabilidad de las emulsiones depende del espesor y compatibilidad de la película
protectora (capa de interfase), y de la carga eléctrica de las gotas o la película. También
depende de la viscosidad del medio de dispersión y de la diferencia de densidad entre los
dos líquidos.

Se puede hablar de dos tipos de emulsiones, las emulsiones aceite en agua, y las
emulsiones agua en aceite, las primeras conducen la electricidad, mientras que las
segundas no lo hacen. Las emulsiones aceite en agua pueden ser diluidas con agua, y
coloreadas con colorantes solubles en agua; las emulsiones agua en aceite se pueden diluir
con aceites y solo pueden ser coloreadas con colorantes solubles en aceite. Tanto el aceite
como el agua pueden dar emulsiones de cualquier tipo dependiendo del agente
emulsificante.
Es posible por diversos procedimientos, romper las emulsiones, es decir, transformarlas en
dos capas líquidas separadas; a este proceso se lo puede llamar demulsificación. La
destrucción química del agente emulsionante es un modo efectivo, por ejemplo, el agregado
de un ácido convierte un jabón en el correspondiente ácido graso que no es un
emulsionante. Los métodos con calentamiento, solidificación y centrifugación se emplean
para romper las emulsiones.
Dispersiones de gases
Las dispersiones de gases en líquidos se forman cuando un gas completamente insoluble
en el líquido, se fuerza hacia adentro del líquido a través de una boquilla conteniendo
canales u orificios muy finos. La estabilidad de las dispersiones de gases en agua es baja
debido a que las burbujas de gas suben hasta la parte superior. Al llegar cerca de la
superficie del líquido cada burbuja levanta una cúpula arriba de si misma; si el líquido tiene
una alta tensión superficial se rompe la delgada película de la cúpula desintegrándose en
finas gotas (rocío). De manera que el tiempo de vida de dicha dispersión se puede prolongar
si la velocidad de levantamiento del aire o de las burbujas es disminuida.
Se pueden hacer dispersiones también al forzar burbujas de aire dentro de un líquido,
batiendo, golpeando, salpicando, o sea, por impacto de un objeto sólido sobre la superficie
de un líquido.
Sin embargo la estabilidad de las dispersiones está muy limitada, pero se pueden estabilizar
mediante el agregado de coloides protectores o aumentando la viscosidad, con adición de
glicerina. La estabilidad también depende del tamaño de las burbujas, mientras más
pequeñas son, más estable es la dispersión.
Espumas
Si los líquidos usados para la preparación de dispersiones de gas tienen propiedades tales
que las cúpulas por encima de las burbujas ascendentes no se rompan inmediatamente al
tocar la superficie del líquido, se formaran entonces las espumas, que nadan sobre esta
superficie. Por lo tanto las espumas son aglomeraciones de burbujas de gas cubiertas con
una película. Las espumas aparecen en dispersiones gaseosas estabilizadas con jabón u
otras sustancias hidrofílicas y se forman en la espumación de tales sistemas. Las espumas
difieren de las dispersiones en que tienen películas de líquido mucho más delgadas
alrededor de cada burbuja de gas.
Una espuma simple esta compuesta por numerosas burbujas de gas muy compactadas
cubiertas con películas semisólidas elásticas; la película forma estructuras laminares
semisólidas a través de toda la espuma.
Los líquidos puros no pueden formar espumas estables, los principales métodos para la
formación de espumas son los mismos que los utilizados para la formación de dispersiones
de gas (burbujeo, agitación, golpeo, y batido); también se pueden obtener espumas por
ebullición de líquidos que contienen una cierta sustancia disuelta. La habilidad de espumar
depende de la actividad de superficie de esta sustancia; por ejemplo las soluciones
capilarmente inactivas no forman espuma, mientras que las sustancias activocapilares si lo

hacen. Sin embargo la estabilidad de una espuma tiene poco que ver con la actividad de la
superficie de los componentes, ya que la condición principal para la estabilidad es la
posibilidad de formación de una armazón laminar.
Aerosoles
Los aerosoles fueron incluidos como coloides de acuerdo a sus propiedades ópticas. Los
aerosoles son un sistema con un gas como medio de dispersión en el cual tanto los líquidos
como sustancias sólidas pueden estar dispersos. Una dispersión de líquidos en un gas se
conoce como niebla, neblina o nube; mientras que una dispersión de un sólido en un gas se
conoce como polvo o humo.
Los aerosoles como el humo consisten en partículas sólidas de la más fina dispersión, las
neblinas consisten de finas gotas de un líquido que puede o no contener sustancias
disueltas o partículas sólidas en suspensión. Si la concentración de las gotas que la
profundidad de visibilidad es reducida se la puede llamar niebla, las formaciones que son
todavía más densas y que presentan ciertas formas o no pueden ser llamadas nubes.
Los aerosoles se pueden obtener por métodos de condensación y dispersión. Los líquidos al
igual que los sólidos se pueden dispersar; rociadores y atomizadores especiales son usados
dispersando líquidos impulsándolos por medio de aire comprimido u otro gas través de una
boquilla. En estos casos se necesita energía para operar el atomizador con el fin de formar
una nueva gran superficie de gotas y de vencer la viscosidad del líquido. Los aerosoles
obtenidos de esta manera son muy polidispersos, pero se pueden volver altamente
polidispersos eliminando las gotas más grandes,
Los métodos de condensación son más versátiles y están más diseminados debido a que
producen aerosoles monosdipersos. Para preparar este tipo de soles la sustancia a
dispersar es evaporada, y luego dicho vapor es enfriado rápidamente.
Bibliografía Consultada
QUÍMICA FÍSICA Atkins- De Paula . Ed.Addison Wesley Iberoamericana. Octava edición.
2008
FISICOQUÍMICA. Levine, I. Ed. Mc Graw Hill.1991
QUÍMICA. LA CIENCIA CENTRAL. Brown T. Et al. Ed. Pearson Prentice Hall. Novena
edición. 2004.
QUÍMICA GENERAL. Whitten, K. Et al. Ed. Cenage Learning/Thomson Internacional.
Octava edición. 2008.
QUÍMICA. Chang R., College W. Ed. McGraw Hill. Séptima edición. 2002.
PRINCIPIOS DE QUÍMICA: LOS CAMINOS DEL DESCUBRIMIENTO. Atkins P. y Jones L.
Ed. Médica Panamericana. Buenos Aires. 2006

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