+ + Dispersões. + Dispersões. + Dispersões 22/01/18

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1 22/01/18 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 centrifugas extremamente potentes. As estas misturas chamamos soluções 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. 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 (ultrafiltros) ou centrifugadoras extremamente potentes (ultracentrifugadoras). O leite é um exemplo desse tipo de 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 das dispersões. 1

2 22/01/18 Colóides Colóides São misturas em que as substâncias não se separam sob a ação da gravidade, mas onde é possível separá-las usando filtros extremamente finos (ultrafiltros) ou centrifugadoras extremamente potentes (ultracentrifugadoras). 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. 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. 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. 2

3 22/01/18 Colóides Efeito Tyndall Tipos de Colóides 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. Tipos de Colóides Tipos de Colóides 3

4 22/01/18 Aerossóis líquidos e sólidos Aerogéis Menos conhecidos, são os aerogéis, onde a fase sólida dispersa no ar é também contínua. Os aerogéis são literalmente feitos de quase nada, 96% de ar e 4% de sílica. Os aerossóis líquidos (exemplos: neblina, nuvens e sprays) são bastante comuns, assim como os aerossóis sólidos (exemplos: poeira e fumaça), muitas vezes só percebemos a presença deles devido ao efeito Tyndall. Catedral de Saint Germain (Paris). Espumas 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. Emulsões Líquidas 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). Glóbulos de gordura (cinza) e micelas de caseína (preto), as quais são responsáveis pela estabilidade do leite 4

5 22/01/18 Emulsões Sólidas O queijo (meio contínuo: proteínas, fase dispersa: gordura) assim como o gelado (meio contínuo: água, fase dispersa: gordura) são exemplos de emulsões sólidas. Gel e Sol 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. Queijo cheddar e na respectiva microfotografia da direita (escala: 1 <m) podemos ver os glóbulos de gordura (amarelo) num meio contínuo de proteínas (azul). Gel 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) Sol 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 m de diâmetro e 0.5 m de espessura. 5

6 22/01/18 Estabilidade dos Colóides 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. Exemplos comuns deste tipo de moléculas são o sabão e os detergentes, os quais têm uma cabeça hidrofílica e uma cauda hidrofóbica. O mecanismo da estabilização baseia-se na formação de micelas: 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, 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. Algumas Aplicações Tecnológicas dos Colóides 6