Coloides (1)
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Dispersões Coloidais são misturas heterogêneas nas quais as partículas dispersas são invisíveis ao olho nu. São compostas por um dispersante e um disperso, sendo o dispersante equivalente ao solvente e o disperso equivalente ao soluto. As partículas dispersas possuem tamanho entre 1 e 100 nm e não se sedimentam nem podem ser filtradas. Exemplos incluem leite, maionese e cremes.
Coloides (1)
- 1. Dispersões Coloidais • As dispersões coloidais são misturas heterogêneas ( mesmo sendo uma mistura homogênea) nas quais a partícula da fase dispersa é invisível • As dispersões coloidais são compostas por dipersante e disperso, o dispersante é o equivalente ao solvente e o disperso é o equivalente ao soluto • As partículas dispersas não se sedimentam , nem podem ser filtradas por filtração comum, tais partículas são chamadas de colóides • As partículas coloidais possuem tamanho médio entre 1 a 100 nm (nanômetro equivale a 10-9 cm) • Existe um outro tipo de mistura heterogênea que são as suspensões , elas parecem dispersões coloidais ,mas suas partículas tem dimensões superiores a 100 nm ( leite de magnésia e da mistura formada entre água e areia) • As partículas coloidais podem ser fomadas por até milhares de átomos ou moléculas ( o leite : o dispersante é a água e o disperso (a partícula dispersa, é a caseína , uma proteína)) • Dispersões coloidais : leite, maionese, creme chantilly, neblina, fumaça, queijo, pedra- pomes, espuma de sabão , geléias, gelatina pronta, cremes hidratantes, etc... QFL 0406 IQ-USP
- 2. Tipos de dispersões • Sol: é uma dispersão coloidal na qual o dispersante é o líquido e o disperso é o sólido ( um pouco de maizena com água) • Gel: é uma dispersão coloidal na qual o dispersante é o sólido e o disperso é o líquido ( gelatina pronta e geléia) • Emulsão: é uma dispersão coloidal no qual o dispersante é o líquido e o disperso é o líquido (cremes hidratantes a base de óleo e água – onde para facilitar a interação, são usados emulsificantes (que funcionam como um "sabão" unindo água e óleo ) • Espuma líquida: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é o líquido e o disperso é gasoso, como por exemplo espuma de sabão e creme chantilly • Espuma sólida: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é o sólido e o disperso é gasoso, como a pedra –pomes (usadas nos salões de beleza). • Aerossol sólido: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é gasoso e o disperso é sólido (fumaça ) • Aerossol líquido: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é o gasoso e o disperso é o líquido (neblina) •Sol sólido: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é sólido e o disperso é sólido ( o rubi e a safira) QFL 0406 IQ-USP
- 3. Sóis Colodais • A formação de sóis em reações de precipitação é promovida por uma pequena concentração de eletrólitos, pois íons em solução tendem a neutralizar a carga elétrica nas partículas do sol, facilitando sua coagulação 2H2S + SO2 → 3S + 3 2H2O sóis de S estáveis (não se formam produtos iônicos) AgNO3 + KBr → AgBr + KNO3 (ppt AgBr já que os íons K+ e NO3 - diminuem a repulsão elétrica entre as partículas de AgBr) estabilidade: devido ao fato das partículas se encontrarem circundadas por duplas camadas elétricas que se repelem (logo é sensível à concentração e as cargas do meio de dispersão) QFL 0406 IQ-USP
- 4. Dupla camada elétrica - estrutura • modelo de Helmholtz: uma camada de íons numa superfície sólida e uma camada de íons de carga oposta rígida na solução; o Informa a respeito das adsorções relativas dos íons na interface; o consiste numa camada de cargas (+) na superfície do eletrodo e uma outra camada de cargas (-), vizinha à primeira, na solução ( vice-versa) QFL 0406 IQ-USP eletrodo fixo (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) moléculas de solvatação o potencial elétrico na solução em função da distância ϕo distância da superfície ≅ capacitor de placas paralelas; e a agitação térmica ?
- 5. QFL 0406 IQ-USP • modelo de Goüy e Chapman: dupla camada difusa com distribuição estatística de íons num campo elétrico; + + + + + + _ _ _ + _ _ + _ + + + _ + _ fixo móvel ϕo distância da superfície quase exponencial dupla camada difusa, mas cargas puntiformes: “ valores elevados “
- 6. QFL 0406 IQ-USP • modelos de Stern: queda linear na camada rígida, seguida de uma queda tipo Goüy-Chapman na camada difusa Importância das propriedades : - análise teórica do comportamento coloidal e a repulsão entre duplas cargas carregadas com o mesmo sinal é responsável pela estabilidade de sóis liofóbicos + + + + + + + -- - + - -- + + + fixo móvel + + + + + -- + -+ - - -- - + -- + ----- - + - - + fixo móvel tipo Goüy e Chapman tipo Helmholtz ϕo ϕδ linear quase exponencial ϕo ϕδ queda linear
- 7. Efeitos Eletrocinéticos . Ocorrem em soluções iônicas separadas por membrana ou barreira porosa na qual se imprime um campo elétrico ou diferença de pressão (métodos da termodinâmica de não-equilíbrio) • eletroforese: migração de espécies carregadas eletricamente, que ocorre quando as mesmas são dissolvidas ou suspensas em um eletrólito, através do qual uma corrente elétrica é aplicada ( ex.: é uma técnica baseada na separação de partículas em um determinado gel de acordo com sua massa e carga; pode ser utilizada para separação de diversas moléculas orgânicas, como lipoproteínas, proteínas, RNA e DNA) QFL 0406 IQ-USP
- 8. • esquema experimental para eletroforese: migração de espécies carregadas eletricamente, que ocorre quando as mesmas são dissolvidas ou suspensas em um eletrólito, através do qual uma corrente elétrica é aplicada ( ex.: é uma técnica baseada na separação de partículas em um determinado gel de acordo com sua massa e carga; pode ser utilizada para separação de diversas moléculas orgânicas, como lipoproteínas, proteínas, RNA e DNA) bis(etilenodiamina) cobre(II) QFL 0406 IQ-USP
- 9. AS EMULSÕES: • água e óleo não se misturam e isso é justificado pelo fato da água ser um líquido polar, enquanto o óleo é formado por moléculas praticamente apolares. • agitando uma mistura de água e óleo em um liquidificador, gotas de óleo, de dimensões coloidais, ficarão espalhadas na água por algum tempo. A esse sistema chamamos de emulsão. • após alguns minutos, as gotas de óleo aglutinam-se e a fase oleosa é reconstituída, voltando a flutuar sobre a água. Isto significa que a emulsão formada era instável. exemplo da MAIONESE: “ gema do ovo batido vigorosamente com um pouco de óleo” ( é emulsão estável ) Como o óleo e a água ficam misturados? A razão fundamental está na presença das proteínas da gema. As moléculas de proteína envolvem as gotas de óleo, formando uma película hidrófila, ou seja, que possui afinidade com a água. A essas proteínas chamamos de agentes emulsificantes. Tensoativos também são aplicados para o mesmo objetivo. QFL 0406 IQ-USP
- 10. O EFEITO TYNDALL - um copo com solução aquosa de açúcar e outro copo com leite diluído em água: o feixe de um laser deixará um rastro somente no copo que contém uma dispersão coloidal de leite em água. - o efeito Tyndall, ocorre devido à dispersão da luz pelas partículas coloidais. No béquer contendo uma solução de açúcar em água, as moléculas do soluto não são suficientemente grandes para dispersarem a luz. O efeito Tyndall recebeu esse nome , em homenagem ao físico inglês, John Tyndall (1820 – 1893), que demonstrou por que o céu é azul, e estudou de forma muito completa os fenômenos de espalhamento da luz por partículas e poeira. Esse efeito também foi observado por Tyndall quando um pincel de luz atravessava alguns sistemas coloidais. Esse espalhamento da luz é seletivo, isto é, depende das dimensões das partículas dispersas e do comprimento de onda da radiação. •as ondas de cada cor espalham-se de forma diferente, dependendo do seu comprimento. Quanto mais curtas, mais dispersas elas se tornam. O comprimento da onda azul faz com que ela se espalhe o suficiente para dar ao céu a tonalidade azul •no pôr do sol, o sol ilumina obliquamente, obrigando os raios a fazer um caminho mais longo para chegar à Terra, dispersando quase totalmente a luz azul e torna visível a vermelha, que possui um comprimento maior. QFL 0406 IQ-USP
- 11. Efeito da dispersão atmosférica Principais tipos de dispersão: Rayleigh: provocada por partículas de dimensão molecular O efeito de dispersão de Rayleigh é causado pelas moléculas é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda. I ∝ 1/ 𝜆4 a dispersão causada pela atmosfera na banda do verde (0.5 a 0.6µm) é aproximadamente 4 vezes superior à difusão no infravermelho próximo (0.7 a 0.8 µm). Mie: provocada por partículas em suspensão (aerossol atmosférico), as partículas que o causam são essencialmente poeiras, vapor de água e outros aerossóis. • depende de características físicas dessas partículas como a dimensão, forma, índice de refração, concentração, etc... QFL 0406 IQ-USP