Dispersões

Dificilmente temos contato com substâncias puras em nosso cotidiano, pois essas são muito raras na natureza. Estamos, na verdade, rodeados por misturas que podem ser homogêneas, como, por exemplo, o ar atmosférico e a água do mar; ou heterogêneas, como uma mistura de água e óleo; ou mesmo o sangue em nosso corpo.

Estudo das Dispersões: Solução, Colóide e Suspensão.

Soluções:

Solvatação:

Soluções aquosas eletrolíticas e não eletrolíticas:

Dispersões Coloidais ou Coloides:

Suspensões:

Materiais disponíveis:

Para se aprofundar:

Estudo das Dispersões: Solução, Colóide e Suspensão.

Dispersões são misturas em geral. Por exemplo, quando misturamos sal com água, obtemos uma mistura, ou seja, uma dispersão. A substância espalhada, como o sal na água, é chamada de "disperso", e a água desempenha o papel de dispersante nesse caso.

Existem três tipos de dispersões, a principal diferença entre essas dispersões está no tamanho das partículas do disperso. Enquanto os grãos de areia podem ser vistos a olho nu em uma mistura de água + areia, as partículas de sal ficam invisíveis em uma mistura de água + sal.

Baseado nisso, as dispersões podem ser classificadas em três tipos: soluções (partículas menores que 1 nanômetro), dispersões coloidais ou coloides (partículas entre 1 e 1000 nanômetros) e suspensões (partículas maiores que 1000 nanômetros).

Soluções:

Uma solução é um tipo de dispersão em que as partículas do soluto (a substância que está sendo dissolvida) são extremamente pequenas, geralmente abaixo de 1 nanômetro. Essas partículas são tão pequenas que não podem ser vistas a olho nu, o que torna a solução uma mistura homogênea, ou seja, uniforme em toda a sua extensão.

No caso das soluções, o disperso é chamado de soluto e o dispersante de solvente.

Um exemplo comum de solução é a mistura de sal com água. Quando você dissolve sal em água, as partículas de sal se dispersam de maneira uniforme na água, criando uma solução. Nesse caso, a água é o solvente, que é a substância que dissolve o soluto.

As soluções têm várias características interessantes. Elas são estáveis, o que significa que as partículas do soluto não se separam facilmente da solução. Além disso, as soluções não apresentam sedimentação, pois as partículas do soluto são tão pequenas que permanecem suspensas na solução por um longo período. Logo, as soluções não podem ser separadas por nenhum processo de filtração.

É importante notar que, mesmo que as partículas do soluto sejam invisíveis, elas ainda estão presentes na solução, contribuindo para suas propriedades físicas e químicas. Soluções desempenham um papel crucial em muitos processos biológicos, químicos e industriais devido à sua capacidade de uniformidade e estabilidade.

Álcool 70 ( álcool + água).

Aliança de ouro 18k (ouro + bronze).

Ar (uma mistura de gases, sendo os principais o oxigênio e nitrogênio).

Solvatação:

Para entender como diferentes substâncias interagem e se dispersam em meio líquido, é importante entender o processo de solvatação. Solvatação é o processo no qual moléculas solventes circundam e interagem com um soluto, geralmente um íon ou uma molécula, dissolvendo-o em um solvente. Esse fenômeno ocorre quando o solvente forma ligações ou interações atraentes com as partículas do soluto, envolvendo-as e permitindo sua dispersão na solução.

Em outras palavras, a solvatação é a "cobertura" ou "envolvimento" de moléculas do soluto pelas moléculas solventes, o que facilita a dissolução do soluto no solvente. Esse processo é fundamental em química, especialmente em soluções iônicas ou moleculares, onde as interações entre as moléculas do solvente e as do soluto são essenciais para a formação de soluções estáveis.

A água é um solvente comum que realiza a solvatação eficientemente, sendo conhecida como o "solvente universal". Quando um sal, por exemplo, é dissolvido em água, as moléculas de água envolvem os íons do sal, separando-os e permitindo que a solução se torne condutiva.

Soluções aquosas eletrolíticas e não eletrolíticas:

As soluções aquosas podem ser classificadas de acordo com a sua capacidade de conduzir corrente elétrica.

Soluções eletrolíticas são aquelas com a capacidade de conduzir corrente elétrica, geralmente através de íons livres gerados a partir de processos de dissociação ou ionização. A dissociação iônica, por sua vez, ocorre quando substâncias iônicas liberam seus íons já existentes, por exemplo, ao interagir com a água. Os sais e as bases sofrem dissociação, como exemplificado com o cloreto de sódio, a seguir.

A ionização acontece quando há a formação de íons, por exemplo, quando ácidos, como o ácido clorídrico, interagem com a água.

Soluções não eletrolíticas são aquelas em que o soluto se dissolve, porém não gera íons livres, como é o caso do açúcar em meio aquoso. Na imagem abaixo, percebe-se que as duas soluções são homogêneas, mas somente em uma a lâmpada está acesa. Essa é a solução eletrolítica, que contém íons livres capazes de conduzir corrente elétrica.

Dispersões Coloidais ou Coloides:

Coloides são um tipo especial de dispersão, com partículas intermediárias entre aquelas das soluções verdadeiras e as das suspensões. Essas partículas coloidais recebem o nome de micelas, e têm tamanhos que variam entre 1 e 1000 nanômetros.

Suas partículas não são visualizadas a olho nu, por isso muitas vezes são confundidas com sistemas homogêneos, mas são heterogêneos, uma vez que suas partículas só podem ser vistas com o uso de ultramicroscópios, essas partículas não se sedimentam com a ação da gravidade, mas apenas com ultracentrífugas. Logo, separar esse tipo de dispersão não é possível com filtração comum, mas sim com uma membrana semipermeável, uma espécie de ultrafiltro.

Uma característica importante dos coloides é que suas partículas dispersam a luz, essa manifestação do espalhamento da luz recebe o nome de Efeito Tyndall, uma vez que, o tamanho das partículas coloidais é maior do que as partículas de soluções, tornando-as grandes o suficiente para dispersar a luz, tornando a mistura geralmente opaca. No entanto, as partículas são pequenas o suficiente para não se sedimentarem rapidamente, como ocorreria em suspensões.

Existem diferentes tipos de coloides com base na fase do disperso e da dispersante. Alguns exemplos comuns incluem:

Coloides sólidos em líquidos - Gelatina é um exemplo, onde as cadeias de proteínas que formam uma rede tridimensional, retém a água em seus espaços e criando uma substância gelatinosa.
Coloides líquidos em líquidos - O leite é um exemplo, onde pequenas gotículas de gordura estão dispersas na água. Isso contribui para a aparência leitosa e opaca do leite.
Coloides gasosos em líquidos - Aerossóis, como a névoa ou a fumaça, são exemplos de coloides. As pequenas partículas de líquido ou sólido estão dispersas no ar.

Caminho percorrido pela luz em neblina - Efeito Tyndall.

Leite e sangue vistos sob microscópio.

Suspensões:

Suspensões são misturas heterogêneas em que partículas visíveis estão dispersas em um meio líquido ou gasoso. A característica principal das suspensões é o tamanho relativamente grande das partículas dispersas, geralmente acima de 1000 nanômetros.

Diferentemente das soluções e coloides, as suspensões têm partículas que são grandes e sofrem sedimentação. As partículas tendem a se depositar no fundo do recipiente se a suspensão não for agitada regularmente.

Exemplos de Suspensões:

Areia na água: Quando misturamos areia com água, temos uma suspensão. As partículas de areia são grandes o suficiente para serem vistas e se depositam no fundo do recipiente quando a mistura fica em repouso.
Lama: A lama é uma suspensão de partículas sólidas em um líquido, geralmente água. As partículas de argila ou solo fino são suspensas na água e podem se sedimentar com o tempo.
Tintas: Muitas tintas são suspensões de pigmentos sólidos em um líquido. Ao agitar a tinta, as partículas são dispersas no líquido, mas elas tendem a se depositar se a tinta não for usada por um período prolongado.
Medicamentos: Muitos medicamentos podem ser formulados como suspensões para facilitar a administração. Antibióticos em forma líquida podem ser suspensões, onde as partículas do medicamento são dispersas em um líquido. Antes de usar, a suspensão geralmente precisa ser agitada para garantir que as partículas estejam uniformemente distribuídas.
Partículas sólidas suspensas no ar. Isso pode incluir partículas de poluentes atmosféricos, como industriais, poeira do solo e poluentes veiculares.
Leite de Magnésia:
O leite de magnésia. Ele contém hidróxido de magnésio, uma substância sólida, dispersa em água. A agitação é necessária antes de usar o leite de magnésia para redistribuir as partículas sólidas no líquido, garantindo sua eficácia como antiácido ou laxante.
Suspensões Alimentícias: Alguns produtos alimentícios podem conter suspensões. Molhos e suco de frutas podem conter partículas em suspensão para melhorar a textura e sabor

Devido à sedimentação, suspensões podem ser separadas por métodos como filtração, decantação e centrifugação.