Colóides: Tipos, Propriedades e Aplicações

Colóides: Definição e Características

Colóides são sistemas com partículas dispersas entre 1 e 100 nm, situando-se entre soluções e suspensões. A fase dispersa consiste em partículas coloidais ou micelas, enquanto a fase dispersante é o meio que distribui os dispersos. As principais diferenças entre soluções, colóides e suspensões são:

• Soluções: Partículas menores que 1 nm, homogêneas, não sedimentam, não podem ser separadas por filtração.
• Colóides: Partículas entre 1 e 100 nm, heterogêneas, superfície elevada, não sedimentam, não podem ser separadas por filtração.
• Suspensões: Partículas maiores que 100 nm, heterogêneas, superfície pequena, sedimentam com o tempo, podem ser separadas por filtração.

Tipos de Colóides

Os colóides são classificados de acordo com as fases de dispersão e dispersante:

• Sol: Sólido disperso em líquido (tinta) ou sólido (porcelana).
• Aerossol: Sólido (fumaça) ou líquido (neblina) disperso em gás.
• Emulsão: Líquido disperso em líquido (maionese) ou sólido (queijo).
• Espuma: Gás disperso em líquido (espuma de barbear) ou sólido (pedra-pomes).
• Gel: Sol líquido solidificado.

Emulsões: Vantagens e Aplicações

As emulsões possuem grande poder de penetração e reatividade química devido à sua grande área superficial. São fáceis de aplicar e aplicáveis em superfícies molhadas. Algumas aplicações incluem tintas, lacas, vernizes, revestimentos e emulsões asfálticas para pavimentos e telhados.

Colóides Hidrofílicos e Hidrofóbicos

Colóides Hidrofílicos: Moléculas orgânicas com cadeias de hidrocarbonetos (hidrofóbicas, voltadas para o interior) e grupos polares (hidrofílicos, voltados para o exterior) em uma extremidade. Exemplo: sabão, que forma micelas com a cadeia hidrofóbica para o interior.

Géis: Formados pelo inchaço das partículas coloidais e captura de grande parte da suspensão líquida. Classificam-se em:

• Rígidos: Exemplo: sílica gel, formada pela adição de ácido à dissolução de silicato de sódio, resultando em ácido ortosilícico polimerizado. Estrutura de alta resistência mecânica. Processo irreversível.
• Elásticos: Partículas unidas por forças de Van der Waals fracas, permitindo reversibilidade. Exemplo: borracha, couros e certos sabonetes, gelatina em pó.
• Tixotrópicos: Géis que se liquefazem (transformam-se em sol) quando agitados ou submetidos a tensões mecânicas intensas, retornando ao estado de gel quando em repouso.

Colóides Hidrofóbicos: As forças de atração entre as moléculas são diferentes, necessitando de estabilização para formar uma dispersão coloidal. Isso pode ser feito por colóides protetores (colóides hidrofílicos que formam uma monocamada ao redor das partículas hidrofóbicas) ou por adsorção de íons.

Propriedades dos Colóides

• Superfície elevada.
• Sistemas com duas ou mais fases.
• Não separáveis por filtração.
• Movimento browniano (caótico) das partículas.
• Densidade das dispersões varia com a altura.
• Partículas eletricamente carregadas.

Diálise: Separação da fase dispersa da dispersante usando membranas especiais.

Efeito Tyndall: Detecção de partículas coloidais cujo tamanho é da ordem de grandeza da luz visível, provocando fenômenos de difração.

Eletroforese: Segregação da fase dispersa e dispersante pela aplicação de um campo elétrico.

Sabões e Detergentes

Sabões: Sais de sódio ou potássio de ácidos graxos, obtidos pela saponificação de gorduras animais ou óleos vegetais com uma base forte. Na lavagem, atuam revestindo as partículas de sujeira e graxa, facilitando seu transporte pela água. Desvantagens: formam sais insolúveis com cálcio e magnésio, e a solução aquosa tem pH básico, prejudicial a tecidos delicados.

Detergentes: Produtos químicos sintéticos com ação de limpeza, substituindo o sabão. Possuem uma cadeia de hidrocarbonetos longa e um grupo polar (sulfato ou sulfonato). Vantagens: sais de ácidos fortes, pH neutro em solução aquosa, sais de cálcio e magnésio solúveis em água. Desvantagens: eutrofização de rios, liberação de substâncias não biodegradáveis, formação de espuma.

Coagulação e Estabilização de Colóides

A carga elétrica das partículas coloidais é uma propriedade importante que impede a coagulação.

• Coagulação de Colóides Hidrofóbicos: Adição de pequenas quantidades de eletrólitos.
• Coagulação de Colóides Hidrofílicos: Adição de maiores quantidades de eletrólitos.
• Estabilização de Colóides Hidrofílicos: Remoção do excesso de íons por diálise.
• Diálise Prolongada de Colóides Hidrofóbicos: Eliminação do eletrólito adsorvido, levando à coagulação.

Outros métodos de estabilização: Aquecimento simples, mistura de dois colóides diferentes com micelas de sinais opostos.

Método de Cottrell para Aerossóis: Passagem por eletrodos pontiagudos com alta carga elétrica, onde as micelas adquirem carga por adsorção de íons e se depositam no outro eletrodo.