Sistemas coloidales.

 

Dentro de los sistemas materiales, merecen mención aparte los llamados sistemas coloidales. Reciben el nombre de sistemas coloidales aquellos que se presentan como sistemas homogéneos observados aun con el microscopio más potente,  pero que con un ultramicroscopio deben clasificarse como heterogéneos.

Un ultramicroscopio se diferencia de un microscopio común por el sistema de iluminación. En un microscopio, la dirección del haz luminoso coincide con el eje  de observación,

 

 

 

en cambio en un ultramicroscopio la dirección del haz luminoso es perpendicular al eje de observación, como se ve en el anterior dibujo. Al observar un sistema homogéneo con el ultramicroscopio, se ve un campo uniforme y oscuro, ya que la luz atraviesa el sistema observado sin desviarse.

Se dice que el sistema observado es ópticamente vacío. Los llamados sistemas coloidales al ser observados con el ultramicroscopio, presentan puntos brillantes que se mueven sin cesar en un campo oscuro, es decir se presentan como sistemas heterogéneos. El campo oscuro es el medio dispersante,  las particular brillantes son las micelas  de la sustancia dispersa  al estado coloidal. 

Estas micelas son de un tamaño tal que no pueden ser vistas directamente por el microscopio más potente, pero son lo suficientemente grandes como para producir el fenómeno de la difracción de la luz. Este fenómeno las transforma en puntos de emisión de luz. Es común recordar como el polvo atmosférico se hace visible a simple vista cuando un rayo de Sol entra en una habitación oscura por una ranura, o el efecto de la luz del Sol, en un bosque. Ese es el aspecto que presenta el campo de un ultramicroscopio al observar un sistema coloidal.

 

 Propiedades de los sistemas coloidales.

 

A - FENOMENO DE TYNDALL.  Es el fenómeno luminoso que hemos utilizado pare diferenciar el sistema coloidal de una solución verdadera.

 

B - MOVIMIENTO BROWNIANO.  Las micelas coloidales se encuentran en continuo movimiento. Este movimiento no es otra cosa que la transmisión a las micelas del movimiento que anima a las moléculas del medio dispersante. La teoría cinético-molecular explica que las moléculas de 1os líquidos se encuentran en continuo movimiento debido a la energía cinética que poseen. No es posible apreciar ese movimiento en una solución pues las moléculas no se ven. Pero en un sistema coloidal, las micelas dispersas en el líquido son bombardeadas por las moléculas del dispersante y como consecuencia se mueven.

 

C - ELECTROFORESIS.  Si se coloca un sistema coloidal en un tubo en "u" cubierto con disolvente puro y se hace circular una corriente eléctrica, se puede observar que los niveles se desplazan en un mismo sentido.

Esto indica que: a) las  micelas coloidales están  cargadas  eléctricamente, ya que migran en un campo eléctrico;  b) que todas  las micelas de un  mismo  sistema coloidal tienen la misma clase de carga eléctrica, ya que todas migran en el mismo sentido.

Este fenómeno recibe el nombre de electroforesis. Si la migración se produce hacia el polo negativo, recibe el nombre de cataforesis;  si se produce hacia el polo positivo, recibe el nombre de anaforesis.

El siguiente dibujo , es un sistema técnico para realizar la electroforesis y sus efectos,

 

 

La existencia de cargas en las micelas coloidales,  se explica como un fenómeno de adsorción de iones sobre la superficie de la micela coloidal.  Si se adsorben iones positivos,  estos le confieren su carga (I).  Lo mismo sucede en el caso de adsorción de iones negativos (II). Existen coloides que pueden variar la carga de su micela de positiva a negativa. Son los casos que presentan por ejemplo los sistemas coloidales en los cuales las  micelas son proteínas o sus productos de degradación. Dado que ]a la carga de la micela puede ir variando,  existe un punto en el cual la micela no migra en un campo eléctrico, es decir, no presenta electroforesis, se dice que el coloide de encuentra en su punto isoeléctrico.

 

D – DIALISIS. Los sistemas coloidales no dializan. Es decir las micelas coloidales no pueden atravesar r las llamadas membranas, por ejemplo pergaminos permeables. A través de estas membranas pueden pasar moléculas de disolvente y también sustancias que estén formando soluciones verdaderas.

El fenómeno de diálisis se utiliza habitualmente para purificar colides. Se coloca dentro del dializador el colide que se encuentra mezclado con un soluto cualquiera. Se sumerge el dializador dentro del disolvente puro; el soluto pasa a través de la membrana de diálisis, hasta que la concentración de la solución es igual a ambos lados de la membrana. Repitiendo esta operación varias veces, se consigue tener dentro del dializador un coloide prácticamente libre de solutos verdaderos que lo impurifican.

 

La diálisis es un proceso de separación por difusión, que utiliza una membrana semipermeable para separar distintas especies en virtud de sus diferentes movilidades en la membrana, el siguiente dibujo es una representación esquemática de la diálisis, en el mismo se observan dos especies, una especie de alta movilidad, que se difunde a través de la membrana, mientras que las moléculas grandes cuya membrana es relativamente impermeable, se quedan en la corriente,  

 

 

Eduardo Ghershman, 2.5.2014

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