Coloides

Cuando se agrega sal al agua, se disuelve para formar una solución. Por el contrario, cuando se agrega arena al agua y se la agita, las partículas de arena se esparcen por todo el líquido para formar una suspensión y finalmente se depositan en el fondo. Sin embargo, cuando se agrega harina al agua, el agua se vuelve turbia.

Esto se debe a que la harina y el agua forman una dispersión coloidal o un coloide. Un coloide es una mezcla en la que las partículas de una sustancia similar a un soluto se dispersan finamente en un medio similar a un disolvente. Las partículas dispersas y el medio dispersante pueden ser cualquier combinación de sólido y líquido, como ópalo, líquido y líquido, como leche, líquido y gas, como nata montada, excepto que no pueden ser ambos gases.

Las propiedades de un coloide son intermedias entre las de las suspensiones y las soluciones. Los coloides son mezclas heterogéneas, como suspensiones, en contraste con las soluciones, que son homogéneas. Con un tamaño de 5 a 1000 nanómetros, las partículas coloidales son mucho más grandes que las moléculas de soluto habituales, que miden alrededor de 1 nanómetro o menos, y más pequeñas que las partículas suspendidas, que son de 10.000 nanómetros o más.

Un rayo láser que atraviesa una solución es invisible, pero se puede ver fácilmente en una dispersión coloidal. Esto se debe a que las partículas coloides son lo suficientemente grandes como para dispersar la luz, mientras que las partículas de soluto son demasiado pequeñas para hacerlo. Esta dispersión de luz por las partículas coloidales se denomina efecto Tyndall.

Las partículas coloidales pueden permanecer dispersas de manera estable por todo el medio al colisionar con otras moléculas y moverse constantemente en una trayectoria aleatoria. Este movimiento se llama movimiento browniano. Si se centrifuga una suspensión, una solución y un coloide, solo se separa la suspensión.

Los coloides a base de agua pueden ser hidrófilos, amantes del agua o hidrófobos, temerosos del agua. Por ejemplo, cuando se agrega agar, un extracto de algas marinas, al agua caliente, se forma un coloide hidrofílico. Los coloides hidrofóbicos, como el aceite y el vinagre, son inestables en el agua y tienden a separarse.

Tales dispersiones coloidales se pueden estabilizar agregando otras sustancias que se adhieren a las superficies de las partículas coloidales. Estos aditivos pueden ser iones que repelen otros iones en partículas coloidales vecinas para permanecer dispersos. Otros aditivos pueden cubrir la superficie de la partícula coloidal con grupos hidrófilos.

Por ejemplo, el estearato de sodio, un tipo de jabón, tiene un ion de sodio junto con una cabeza polar y una cola larga no polar de ácido graso. En el agua, las moléculas de jabón se agregan en esferas de modo que sus colas hidrofóbicas apuntan hacia adentro mientras que sus cabezas hidrofílicas cargadas están afuera. Estas estructuras esféricas se denominan micelas.

Las colas hidrofóbicas atrapan el aceite no polar dentro de las micelas mientras que el exterior hidrofílico interactúa con el agua. Esto explica el fenómeno que se observa cuando el jabón se lava con agua y se elimina el aceite.