Unidad N° 5: Sistemas coloidales

30/03/04 20:39

 

                          Tabla 1

Material

Tamaño mínimo (m)

Tamaño máximo (m)

Arcilla

-----

2,00.10-6

Limo

2,00.10-6

5,00.10-5

Arena muy fina

5,00.10-5

1,00.10-4

Arena fina

1,00.10-4

2,50.10-4

 

Serie de aplicación:

5.1.) a) Las partículas presentes en las soluciones no superan los 10 Å, en tanto que en las suspensiones superan los 20.000 Å. Esta diferencia de tamaño determina otras diferencias

            -a nivel microscópico:

                Las soluciones son homogéneas, y las suspensiones, heterogéneas.

            -a nivel macroscópico (visibles a simple vista):

                Las soluciones no sedimentan y las suspensiones, sí.

     b) Los sistemas coloidales están formados por partículas de tamaño intermedio (10-20.000 Å). Los mismos presentan propiedades intermedias a las soluciones y suspensiones. Así al igual que las soluciones, no sedimentan por más tiempo que pase.

     c) Los sistemas coloidales, a diferencia de las soluciones, son heterogéneos

 

5.2.) Para poder responder este punto necesitaremos repasar algunas equivalencias entre distintas unidades de longitud. Así debemos recordar que:

1,00 m = 1.000 mm = 1,00*10+3 mm

1,00 mm = 1.000 m m (micrómetros) = 1,00*10+3 m m

1,00 m m = 10.000 Å (Armstrong) = 1,00*10+4 Å

Comencemos por las arcillas, éstas tienen un tamaño máximo de 2,00*10-6 m = 2,00*10-3 mm = 2,00 m m = 20.000 Å. Así vemos que su tamaño máximo coincide con el de los sistemas coloidales, por lo que podemos afirmar que las arcillas son la única fracción inorgánica del suelo que pueden formar un sistema coloidal.

 

5.3.) a) El efecto Tyndall consiste en la dispersión de la luz visible por parte de las partículas dispersas en un medio dispersante, el cual puede ser agua o también aire.

     b) Puede observarse en un sistema coloidal (cuya fase dispersante es el agua), dentro de un tubo de ensayo. El mismo debe encontrarse a oscuras y se le debe proyectar un pequeño haz de luz proveniente, por ejemplo, de una linterna. Así podrán observarse las partículas presentes en él. Las mismas presentarán un movimiento algo caótico, un poco más energético que el movimiento que presentan las partículas del polvo. Este movimiento recibe el nombre de movimiento browniano

     c) El movimiento browniano de las partícular coloidales se debe al choque de estas por las moléculas del medio dispersante, invisible a nuestros ojos.

 

5.4.)

Fase dispersa Fase dispersante Nombre común

Ejemplos

Sólido Sólido Sol sólido Varias aleacciones (acero, duraluminio), Gemas coloreadas
Líquido Sólido Emulsión sólida Queso, Gelatina
Gas Sólido Espuma sólida Piedra pomez, Goma
Sólido Líquido Sol y geles Pinturas
Líquido Líquido Emulsión Leche
Gas Líquido Espuma Crema batida, Cualquier espuma
Sólido Gas Aerosol sólido Humo
Líquido Gas Aerosol líquido Niebla, Nube
Gas Gas ----------- ----------------------

¿Porqué no hay ejemplos de sistemas coloidales Gas-Gas?

 

5.5.) a) Los coloides hidrofílicos son aquellos que tienen afinidad con el agua, es decir que pueden interactuar con ella. En cambio los coloides hidrofóbicos repelen al agua.

     b) Una posible forma de interacción entre un coloide hidrofílico y el agua es mediantel enlace puente hidrógeno. El mismo ocurre si las partículas del coloides poseen, por ejemplo, átomos de oxígeno enlazados en forma covalente polar y el átomo de hidrógeno de la molécula del agua

     c) Los detergentes y los jabones son agentes emulsionantes, o sea están constituidos por una zona de la molécula apolar y otra polar. La zona apolar le permite enlazarse con las manchas lipídicas, ya sean aceites o grasas. El área polar le permite interaccionar con el agua. De esta manera el agente emulsionante logra recubrir la superficie de la sustancia lipídica permitiendo que la misma sea desplazada por el agua.

     Molécula de un típico emulsionante: Jabón Estearato de Sodio

 

 

5.6.) a) El cubo presenta seis caras. Si las aristas del mismo miden 1,00 centímetro, podemos afirmar que cada cara tendrá una superficie de 1,00 cm2. Si el mismo pesa 1,00 gramo, su superficie especifica será de 6,00 cm2/g.

     b) El volumen del cubo es de 1 cm3. El volumen del total de los cubitos resultantes luego de efectuar los cortes, será el mismo. El volumen de un cubito de 1 mm de lado es de 1 mm3. Así, si dividimos el volumen del cubo inicial por el volumen de un cubito, podremos conocer cuantos cubitos obtendríamos:

1,00 cm3 = 1000 mm3

     Cada cubito tiene una superficie de 6,00 mm2 .

     Los 1000 cubitos tendrán una superficie de 6000 mm2 =60,0 cm2.

     La masa será la misma, o sea 1 gramo. Por lo que su superficie específica será de 60,0 cm2/g (diez veces mayor).

     c) La adsorción es un fenómeno de superficie. Los coloides, al ser tan pequeños, ante una masa unitaria presentan una superficie expuesta mucho mayor, por lo que pueden reaccionar e inmovilizar sustancias en mayor medida.

 

5.7.) Los coloides que presenta el suelo son las arcillas y parte de la materia orgánica. Generalmente, las mismas se encuentran en un estado floculado (sería coagulado si el coloide implicado fuera material biológico).

Esto es considerado como necesario ya que si se encontrarse dispersas, esta se iría con las precipitaciones, perdiendose la parte más activa de los suelos en cuanto a la posibilidad de almacenar los nutrientes minerales necesarios para el crecimiento de las plantas (Proceso denominado EROSION HÍDRICA)

 

#########################################

Preguntas adicionales

5.*1.-Explique porque al agregar sal para hervir los vegetales, estos se vuelven menos duros

R: membrana celular y osmosis

 

5.*2.-Desarrolle una ecuación que exprese la superficie especifica cuando a un cubo de 1,00 cm de arista y de densidad 2,65 g/cm3, se lo corta en n cubos iguales

Resultado:

 

5.*3.- La siguiente figura muestra situación luego de 10 minutos de comenzada la experiencia, donde incialmente se mezcló en forma energica dos suelos con agua destilada:

                A.- Horizonte Ap de un suelo del Campo Experimental de la Facultad de Ciencias Agropecuarias

                B.- Horizonte Ap de un suelo de Santiago del Estero

Suponiendo que el causante del resultante observado fuese la textura de ambos suelos, justifique dicho comportamiento en forma comparativa

 

5.*4.- El siguiente experimento se realizó con el horizonte Ap de un suelo de Santiago del Estero luego de ser tamizado:

                i.-En la probeta marcada A, 1 volumen de suelo se mezclo energicamente con agua destilada

                ii.-En la probeta marcada B, 1 volumen de suelo se mezclo energicamente con una solución de cloruro de calcio

                  

De acuerdo al mecanismo propuesto para que las partículas hidrofóbicas de arcilla formen sistemas coloidales estables, explique la diferencia de comportamiento observada

 

5.*5.- El una posible razón de la existencia de los deltas en la desembocadura de los ríos (Por ejemplo, el delta del Paraná)

R: similar explicación a la experiencia mostrada en la pregunta 5.*4