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Comportamiento de los coloides

Estabilización y destrucción de coloides

Métodos de estabilización

Existen dos métodos generales para etabilizar coloides: La estabilización por carga eléctrica es un control de potencial, por medio del cual se da una mayor carga electrostática a las partículas para evitar que se agreguen.

La estabilización por recubrimiento, también llamada protección, consiste en formar una capa de polímero que impide que las partículas se agreguen.  Esto se lleva a cabo en la práctica de Protección de coloides.  La gelatina recubre las partículas de modo que al chocar unas con otras por efecto de la agitación térmica, éstas no se pegan.

Destrucción de coloides

En muchas ocasiones se presenta la necesidad de destruir un coloide indeseable. Esto se aplica en procesos como tratamiento de aguas, donde es necesario eliminar espumas y flocular sólidos suspendidos.

Control de potencial

El control de potencial es muy parecido a una valoración: agregamos uno de los iones que forman la partícula para que el exceso se adsorba sobre su superficie, hasta que el potencial zeta se aproxima a cero tanto como podemos. Cuando el potencial zeta tiene un valor de cero, desaparece la repulsión electrostática que en buena parte estabiliza a los coloides por lo cual comienza la agregación.

Adición de polímero floculante

En este método agregamos un polímero que tenga afinidad por las partículas, de modo que al adherirse a la superficie, pueda servir de "puente" entre partículas; favoreciendo la agregación. Un ejemplo de este método se da en la clarificación de vinos por medio utilizando clara de huevo. La albúmina se adhiere a las partículas que no han sedimentado y deja el vino completamente claro.

Adición de electrolitos

Aumentar la fuerza iónica del ambiente de la partícula resulta en una doble capa eléctrica comprimida alrededor de la partícula. Esto significa que las partículas pueden acercarse más cuando sus dobles capas eléctricas chocan, por lo que hay una probabilidad mayor de que la atraviesen y puedan agregarse.

A la concentración de electrolito donde la coagulación lenta se vuelve rápida se le llama concentración crítica de coagulación. La potencia de un ion para provocar coagulación está de acuerdo con las series liotrópicas (también llamadas series de Hofmeister). Estas series son como sigue:

CNS->I->Br->Cl->F->NO3->ClO4-
Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+

Sinterización

En principio, existen dos tipos de sinterización: La sinterización por rompecabezas equivale a armar un rompecabezas: dos partículas que originalmente estaban unidas, vuelven a unirse exactamente del modo en que estaban, embonando del mismo modo que las piezas de un rompecabezas. Aunque dicha unión tal vez estaría muy favorecida termodinámicamente, la probabilidad de que dos partículas choquen en la orientación precisa para que se "re-armen" es muy pequeña. Por esta razón este mecanismo posee poca importancia práctica.

La sinterización por límite de grano ocurre cuando dos partículas entran en contacto y comienza un proceso de difusión en estado sólido. El proceso origina una soldadura, visible (al microscopio) como un límite de grano. El que este tipo de sinterizado se produzca requiere una cierta movilidad atómica. Los incrementos de temperatura ayudan, hasta cierto punto, la sinterización. A la temperatura que favorece una sinterización apreciable se le llama temperatura de Tamman, la cual está entre 1/2 y 2/3 del punto de fusión.

La sinterización por formación de cuello requiere un sólido con una presión de vapor relativamente alta. Cuando dos partículas de un sólido volátil se acercan, puede existir suficiente intercambio de material entre las dos como para que se forme un "cuello" que las une.

Maduración de Ostwald

También conocida como digestión. Consiste en elevar ligeramente la temperatura y mantener la temperatura elevada un periodo relativamente largo. Esto favorece la disolución de las partículas pequeñas, las cuales no vuelven a formarse porque las partículas grandes que quedan actúan como núcleos de crecimiento.

Coalescencia de gotas

Aplicable a emulsiones y aerosoles. Es similar a la sinterización de partículas sólidas, con la diferencia que una vez que las gotas se funden en una sola, pueden reorganizarse para formar una gota más grande de forma esférica. Esta reorganización no ocurre en sólidos. 

Ejercicio Calcular el cambio en área superficial cuando dos esferas del mismo tamaño coalescen en una esfera de volumen doble. 
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Ultima actualización de esta página: 7 de agosto de 1998

Encargado de la página: Dr. Víctor Manuel Rosas García.
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Facultad de Ciencias Químicas
Universidad Autónoma de Nuevo León
San Nicolás de los Garza, NL, México.