Coloides: Misturas Heterogêneas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
Atividade dirigida: Coloides 
Atividade dirigida, referente 
 a disciplina química dos
materiais B. Com o objetivo
 de compor parte da nota da
 1ª avaliação. 
 
25/05/2021
1.0 Introdução 
Coloides, soluções coloidais ou sistema coloidal podem ser definidos como misturas heterogêneas de pelo menos duas fases diferentes, onde, uma das fases estará com a matéria em formas finamente divididas, denominada de fase Dispersa, misturada com a fase contínua denominada de meio de dispersão (JUNIOR, 1999). Na fase dispersa a solução apresentará na mistura uma menor proporção. Por outro lado, a fase contínua, que pode ser representada pelos estados sólido, líquido ou gasoso estará disposta em uma maior quantidade (RODRIGUES, 2020). 
NEVES (2002) ainda acrescenta que de acordo com a IUPAC, um sistema coloidal consiste em uma solução contendo partículas dispersas, nas quais pelo menos uma das dimensões está entre 1nm e 1000 nm. Enquanto que, uma mistura que apresenta partículas com um diâmetro menor que 1 nm é caracterizada como sendo uma solução e uma mistura com partículas de diâmetro superiores a 1000 nm se caracteriza como uma suspensão.
Figura 1: Tipos de misturas e seus respectivos tamanho de partícula. (Fonte: BlendSpace) 
Os coloides podem ser encontrados em diversas áreas do cotidiano da sociedade. Pode-se citar como alguns exemplos: sangue e outros fluidos biológicos; o leite, a maionese, a manteiga e medicamentos como o leite de magnésio; tintas a base de água, filmes fotográficos; sabonete, xampu, pasta de dente e espuma (ALVES, 2003). 
2.0 Classificação dos coloides 
De acordo com Feltre (1995), os coloides podem ser classificados de acordo com o estado físico dos componentes, com a natureza das partículas dispersas ou o comportamento termodinâmico da mistura. 
2.1 Classificação dos coloides de acordo com o comportamento termodinâmico da mistura.
De acordo com Shaw (1975), baseando-se na reversibilidade e na estabilidade dos sistemas formados pode-se classificar os coloides como: dispersões coloidais, caracterizadas por serem termodinamicamente instáveis e por formarem sistemas irreversíveis; soluções verdadeiras de macromoléculas, sendo caracterizadas por formarem sistemas reversíveis e serem termodinamicamente estáveis; coloides de associação, apresentam estabilidade termodinâmica. 
Todavia, tratando-se de sois e emulsões, se utiliza os termos coloides liofílicos e coloides liofóbicos para caracterizar a estabilidade entre o meio de dispersão e a superfície da partícula. Os coloides liofílicos são aqueles em que há uma atração forte entre as partículas da fase dispersa e o meio de dispersão, por outro lado, coloides liofóbicos são caracterizados por possuírem uma baixa afinidade entre as fases dispersa e de dispersão (CAMPOS, 2017). 
Os coloides liofílicos formam sistemas reversíveis e apresentam uma alta estabilidade decorrente das interações moleculares com o meio e, portanto, se dispersam com facilidade. São exemplos de coloides liofílicos: gelatina em água e detergente em água. Já os coloides liofóbicos, formam sistemas irreversíveis por apresentarem pouca estabilidade entre as suas fases constituintes. Pode-se citar como coloides liofóbicos metais e seus sulfetos em água (CAMPOS, 2017). 
 
2.2 Classificação dos coloides de acordo com a natureza das partículas dispersas
De acordo com Alves (2003), classificando os coloides com base na natureza das partículas dispersas tem-se:
· Coloide micelar: é o coloide cuja a fase dispersa, denominada de micelas ou tagmas, é composta por aglomerados de átomos, moléculas ou íons. Pode-se citar como exemplo, dispersões de enxofre na água e ouro coloidal na água.
· Coloide molecular: é aquele cuja a fase dispersa é constituída de moléculas grandes, ou seja, macromoléculas. Como exemplo deste tipo de coloide tem-se, o amido disperso na água.
· Coloide iônico: sua fase dispersa é constituída por íons, ou seja, espécies que apresentam densidade superficial de carga elétrica. Como exemplo pode-se citar proteínas na água.
2.3 Classificando os coloides de acordo com o estado físico dos componentes
As soluções coloidais podem ser classificadas de várias maneiras, dependendo do estado físico da fase dispersa e o meio de dispersão. De modo geral, Alves (2003) define que os coloides podem ser classificados em:
· Sol, é um tipo de coloide constituído de partículas sólidas finamente divididas dispersas em um meio de dispersão líquido.
· Gel, é um colóide formado por um líquido disperso em um sólido. Apresenta alta viscosidade e suas partículas são bem organizadas no meio de dispersão. 
· Espuma, é um sistema coloidal formado por um gás disperso em um meio líquido ou em um meio sólido.
· Emulsão, é um tipo de coloide que consiste na dispersão de um líquido em outro. Geralmente estabilizadas por emulsificantes que se localizam na interface entre as fases líquidas.
· Aerossol, são coloides onde um sólido ou um líquido é disperso em um gás. 
Todavia, existem diversas combinações binárias entre as fases (sólida, líquida e gasosa), as quais possuem denominações classificatórias mais específicas. A tabela abaixo tem como objetivo demonstrar as classificações de todas as possíveis combinações e seus respectivos exemplos:
Tabela 1: Classificação dos coloides de acordo com o estado físico dos componentes.
	Fase dispersa
	Fase de dispersão
	Coloide
	Exemplo
	Líquido
	Gás
	Aerossol líquido
	Neblina, desodorante
	Sólido
	Gás
	Aerossol sólido
	Fumaça, poeira
	Gás
	Líquido
	Espuma
	Espuma de são
	Gás
	Sólido
	Espuma Sólida
	Isopor, poliuretana
	Líquido
	Líquido
	Emulsão
	Leite, maionese
	Líquido
	Sólido
	Emulsão Sólida
	Margarina, pérola
	Sólido
	Líquido
	Sol
	Tinta, pasta de dente
	Sólido
	Sólido
	Sol sólido
	Vidro
Fonte: JUNIOR, 1999
3.0 Modo de preparo dos coloides 
Os métodos de preparação dos coloides podem ser divididos em dois, fragmentação e aglomeração. De maneira sucinta, pode-se definir o método de fragmentação como aquele em que há a fragmentação de partículas maiores com o objetivo de alcançar as dimensões de uma partícula coloidal. Já no método de aglomeração, ocorre o processo inverso, partículas com dimensões pequenas se aglomeram para atingir o tamanho coloidal. 
3.1 Métodos de aglomeração 
Os principais métodos de obtenção de coloides por aglomeração, são:
O método de reação química, é o método no qual através de uma reação, sob condições apropriadas, há a formação de um precipitado em forma coloidal. A lei de Weimarn afirma que, “É possível obter um sistema coloidal quando, numa reação de formação de um composto pouco solúvel, as soluções reagentes apresentam concentrações extremas, muito diluídas ou muito concentradas” (SHAW, 1975). Como exemplo de um coloide formado por este método tem-se a seguinte reação:
Também pode-se citar o método de lavagem, que consiste em “submeter um precipitado a sucessivas lavagens por uma solução que contenha ao menos um íon em comum (com o precipitado). Dessa maneira, lentamente vão se formando partículas com dimensões micelares, as quais ficam retidas na solução de lavagem” (SHAW, 1975).
Além desses dois, ainda há o método de mudança de dispersão. Para obtenção de um coloide por este método, primeiramente há o preparo de uma solução da substancia que será transformada em coloide. Posteriormente, deve-se adicionar um liquido imiscível a solução e depois agitar. Os movimentos de agitação farão com que as partículas se dispersem através da substancia imiscível com solvente e, por fim, se aglomeram formando um coloide. 
3.2 Métodos de fragmentação 
Pulverização mecânica, neste as partículas serão reduzidas para tamanhos entre 1 nm e 1000nm, por meio de trituradores mecânicos. O equipamentomais utilizado para esse processo é o moinho coloidal.
Também pode-se citar o método de pulverização por ultrassom, que consiste na aplicação de ondas de ultrassom responsáveis por promover uma cavitação acústica no sistema. Gerando rupturas nos aglomerados e favorecendo a criação de partículas menores.
4.0 Propriedades Físico-Químicas
Efeito Tyndall
Este efeito, foi descoberto pelo físico irlandês John Tyndall. Segundo Rodrigues (2020), esse efeito é especifico em coloides ou soluções coloidais e consiste na difusão da luz por parte das partículas coloidais. A dispersão da luz ocorre por conta do tamanho das partículas coloidais, uma vez que, elas possuem a mesma grandeza do comprimento de onda da radiação do visível. 
Um dos maiores exemplos do efeito Tyndall é a coloração azul do céu, que ocorre quando as partículas coloides têm um diâmetro inferior à vigésima parte do comprimento de onda da luz incidente, originando assim um feixe polarizado, polícromo e com predominância da coloração do azul. 
Movimento Browniano 
Consiste no movimento aleatório e contínuo das partículas dispersas num fluido. Tal movimento, ocorre devido as constantes colisões entre as partículas coloidais. Quanto menor forem as partículas, mais extensos serão os movimentos que ela sofrerá. 
5.0 Exemplos de aplicações de coloides 
Pela grande diversidade de aplicações nas quais os coloides podem atuar, eles estão presentes em diversas etapas do cotidiano da sociedade. São algumas delas, higiene, alimentação e na indústria. 
Pode-se citar como exemplo mais especifico da aplicação de coloides na área industrial, a tinta, que é um coloide classificado como sol. Na área da higiene pessoal há um coloide que é bastante utilizado, embora muitos não saibam que ele é um coloide, o desodorante spray. Este, é classificado como sendo um coloide do tipo aerossol sólido. 
Uma outra aplicabilidade dos coloides bastante interessante, é a sua utilização na fabricação de pedras preciosas coloridas, como por exemplo o opala. Nesse tipo de coloide, a fase dispersa é o sólido e o dispersante também é sólido. Por fim, pode-se citar o gel de cabelo, que é um coloide no qual a fase dispersa é um líquido e o dispersante é o sólido.
6.0 Conclusão 
Portanto, conclui-se que os coloides estão presentes no cotidiano da sociedade em diversas aplicações. E que eles são de fundamental importância para a indústria de cosméticos, higiene e alimentícia. Além disso, com a presente atividade dirigida, pôde-se adquirir um maior conhecimento relacionado a definição, classificação, modo de preparo e propriedades dos coloides. 
 
7.0 Referências Bibliográficas: 
1. ALVES, Annelise Kopp. Solgel: obtenção e caracterização de aluminas. 2003.
2. NEVES, Antônio Álvaro Ranha et al. Nanocristais coloidais de semicondutores II-VI e IV-VI. 2002.
3. SANTOS, Alexandre Pereira dos. Estudos em sistemas eletrolíticos: interfaces e colóides. 2012. 
4. JUNIOR, Miguel Jafelicci; VARANDA, Laudemir Carlos. O mundo dos colóides. Química nova na escola, v. 9, p. 9-13, 1999.
5. FELTRE, R., “Química”., Vol. 2 – Físico-química. Ed. Moderna p. 67-76. 1995.
6. RODRIGUES, Marciele Gomes et al. Classificação, composição e superfícies dos coloides no cotidiano. Scientia Naturalis, v. 2, n. 1, 2020.
7. Shaw, Duncan J. Introdução a Química dos Coloides e de Superfícies. Ed. Edgard Blucher. p. 1 – 25. 1975.
8. CAMPOS, Alex Fabiano C. Introdução aos Sistemas Coloidais. Universidade de Brasília – UnB. 2017. 11 slides. Disponível em: <http://files.alexfabiano.com/200000328-516bd5265c/Aula%20-%20Introdu%C3%A7%C3%A3o%20aos%20Sistemas%20Coloidais.pdf >. Acesso: 22 de maio de 2021