Sistemas dispersos: tipos, características y ejemplos
Un sistema disperso es una mezcla entre dos o más sustancias, ya sean simples o compuestas, en las cuales existe una fase discontinua. Son sistemas en los que una sustancia está dispersada dentro de otra sustancia. Las dispersiones pueden ser homogéneas o heterogéneas; la fase dispersa, típicamente alguna partícula, puede ser o no distinguida del medio en el que se dispersa.
Las dispersiones pueden ser encontradas en muchas sustancias en la farmacéutica. Desde soluciones de moléculas bastante grandes, como la albúmina y los polisacáridos, hasta suspensiones liquidas nano y micro, y emulsiones y suspensiones gruesas.
Tener fases físicamente distintivas permite que las dispersiones puedan tener propiedades distintas a las de las soluciones verdaderas, tales como agregación y ajuste de partículas.
En cualquier sistema disperso se tienen dos frases distintas: la dispersa y la dispersante. La fase dispersa se refiere a la que se distribuye en la otra fase, la cual es llamada dispersante.
Los sistemas dispersos pueden ser clasificadas en varias maneras distintas, incluyendo que tan grande son las partículas en relación con las partículas de la fase continua, sin importar si la precipitación ocurre.
Principales tipos de sistemas dispersos
Suspensiones
Una suspensión es una mezcla heterogénea que contiene partículas sólidas que son suficientemente grandes para ser sedimentadas.
En las suspensiones, la mezcla heterogénea muestra a las partículas solutas suspendidas en el medio y no disueltas por completo. Pueden ser dispersiones macroscópicas o groseras, o dispersiones finas.
Las partículas de la suspensión son visibles al ojo humano desnudo. En las suspensiones, las partículas están flotando libremente en un solvente.
La fase interna (sólido) es dispersada a través de la fase externa (fluido) a través de la agitación mecánica, con el uso de ciertos excipientes o agentes suspensores.
Un claro ejemplo de una suspensión es la arena o tierra en el agua. Las partículas suspendidas de la tierra serán visibles bajo un microscopio y eventualmente se asentarán con el tiempo si no se les molesta.
Esta propiedad diferencia a los coloides de las suspensiones, ya que en los coloides las partículas son más pequeñas y no se asientan.
A su vez, los coloides y las suspensiones son distintas a las soluciones, ya que la substancia disuelta no existe como un sólido, y el solvente y el soluto son mezclados homogéneamente.
Una suspensión de gotas líquidas o partículas finas solidas en un gas es llamado un aerosol. Por ejemplo, en la atmósfera se pueden encontrar en la forma de partículas de tierra, sal marina, nitratos y gotas de las nubes.
Las suspensiones son clasificadas a base de su fase dispersa y el medio de dispersión. El medio de dispersión esencialmente es un sólido, mientras que la fase dispersa puede ser un líquido, un gas o un sólido.
Desde un punto de vista termodinámico, las suspensiones son inestables. Sin embargo, puede estabilizarse en un periodo de tiempo, el cual determina su vida útil. Esto es útil en las industrias a la hora de establecer un producto de calidad para los consumidores.
Ejemplo de suspensiones
La harina mezclada con agua, los medicamentos que se echan sobre el agua, la acuarela con el papel o las pomadas.
Coloides o sistemas coloidales
Un coloide es una mezcla en la que una sustancia de partículas insolubles dispersadas microscópicamente están suspendidas a través de otra sustancia. A veces pueden tener la apariencia de una solución, por lo que se identifican y caracterizan por sus propiedades físico químicas y de transporte.
A diferencia de una solución, donde el solvente y el soluto constituyen solo una fase, un coloide tiene una fase dispersa (las partículas suspendidas) y una fase continua (el medio de la suspensión).
Para ser calificada como un coloide, una mezcla no debe asentarse o debe tardar un largo tiempo en asentarse notablemente.
Las partículas de la fase dispersa tienen un diámetro de aproximadamente 1 y 1000 nanómetros. Dichas partículas normalmente son visibles en un microscopio.
Las mezclas homogéneas con fase dispersa en este tamaño puede ser llamados aerosoles coloides, emulsiones coloides, espumas coloides, dispersiones coloides o hidrosoles.
Las partículas de la fase dispersa son afectadas gravemente por la superficie química presente en el coloide.
Algunos coloides son translúcidos por el efecto Tyndall, que es la dispersión de partículas de luz en el coloide. Otros coloides puede ser opacos o pueden tener un ligero color. En algunos casos, los coloides puede ser considerados como mezclas homogéneas.
Los coloides pueden ser clasificados en:
- Coloides hidrófilas: Las partículas coloides se atraen directamente al agua.
- Coloides hidrófobas: Son lo opuesto a lo anterior; las coloides hidrófobas son repelidas por el agua.
Ejemplo de coloides
Humo que emiten los coches, la gelatina, la niebla, aerosol de graffitis, espuma de la cerveza, espuma de afeitar, la jalea o leche merengada.
Soluciones verdaderas
Una solución es una mezcla homogénea compuesta de dos o más sustancias. En dichas mezclas, el soluto es la sustancia que se disuelve en otra sustancia- conocida como solvente.
El proceso de combinación de una solución ocurre a una escala donde los efectos de la polaridad química están involucrados, resultando en interacciones específicas a la solvatación.
Usualmente, la solución asume la fase del solvente cuando el solvente es la fracción mayor de la mezcla. La concentración de un soluto en una solución es la masa de soluto expresado como un porcentaje de la masa en la solución completa.
Las partículas del soluto en una solución no pueden ser observadas a simple vista; una solución no permite que los rayos de luz se dispersen. Las soluciones son estables, están compuestas de una sola fase y su soluto no puede ser separado al filtrarse.
Las soluciones pueden ser homogéneas, en las que los componentes de la mezcla forman una sola fase, o heterogéneas, en las que los componentes de la mezcla son de fases distintas.
Las propiedades de la mezcla, como la concentración, temperatura y densidad, pueden ser distribuidos uniformemente a través del volumen, pero solamente en la ausencia de fenómenos de difusión o después de su terminación.
Existen varios tipos de soluciones, entre ellas se incluyen:
- Las soluciones gaseosas, como el aire (oxígeno y otros gases disueltos en nitrógeno)
- Las soluciones líquidas, como gas en líquido (dióxido de carbono en agua), líquido en líquido (etanol en agua) y sólido en líquido (azúcar en agua)
- Las soluciones sólidas, como gas en sólidos (hidrógeno en metales), líquidos en sólidos (hexano en la parafina) y sólido en sólido (aleaciones y polímeros)
Ejemplo de soluciones verdaderas
Azúcar o sal disuelta en agua, las bebidas con gas, el aire, el alcohol mezclado con agua.
Referencias
- Recuperado de wikipedia.org.
- Sistemas dispersos (2011). Recuperado de wwwquimica303.blogspot.com.
- Dispersion (chemistry). Recuperado de wikipedia.org.
- Recuperado de wikipedia.org.
- Dispersed systems. Recuperado de accesspharmacy.mhmedical.com.
- Coarse dispersión (suspensión). Recuperado de wikipedia.org.
- Sistemas dispersos. Recuperado de ecured.cu.