OS FUNDADORES DA QUIMICA DOS COLOIDES

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- Suspensão: é uma dispersão na forma de uma mistura heterogênea, em que as dimensões das partículas do meio disperso são superiores a 1µm.

- Coloides

Em 1861, o químico escocês Thomas Graham introduziu os termos coloide e diálise em um estudo sobre a difusão da matéria nos estados gasoso e líquido. O termo coloide vem do grego ‘kolas’, que significa cola, que na época era associada às soluções de goma arábica (substancia sem estrutura definida e de natureza viscosa, hoje conhecida como macromolécula). A goma arábica difundia mais lentamente que soluções de sais (cristaloide).

Coloides são misturas heterogêneas de pelo menos duas fases diferentes: fase na forma finamente dividida (sólido, liquido ou gás), denominada fase dispersa + fase continua (sólido, liquido ou gás), denominada meio de dispersão. Pelo menos um dos componentes dessa mistura apresenta uma dimensão no intervalo de 1 a 1000 nanômetros. Macromoléculas são misturas homogêneas que também são consideradas colides, pois, sua dimensão está no intervalo de tamanho coloidal, apresentando assim as propriedades características dos colides. Desde a antiguidade, os povos utilizaram géis de produtos naturais, como alimentos, dispersões de argila para fabricação de utensílios, de cerâmica e dispersões coloidais de pigmentos para decorar as paredes das cavernas.

A higiene pessoal (sabonete, xampu, pasta de dente, espuma ou creme de barbear), maquiagem, cosméticos, leite, café, manteiga, cremes vegetais e geleias de frutas são alguns exemplos de sistemas coloidais presentes no cotidiano. Os colides ainda estão presentes em diversos processos de produção de bens de consumo, incluindo a água potável, os processos de separação nas industrias, de biotecnologia e de ambiente. Também existe de forma muito importante os colides biológicos, tais como o sangue, o humor vítreo e o cristalino.

- Fundadores da química dos Coloides

Thomas Graham (1805-1869), escocês de Glasgow, químico contra a vontade do pai e por isso deserdado. Após seu trabalho sobre a lei de velocidade de difusão dos gases (1829), examinou também a difusão entre líquidos e denominou cristaloides as partículas com alta difusão, como as de sais, e coloides aquelas com baixa difusão, como as da goma arábica. Francesco Selmi, químico toxicologista italiano, professor em Turim e Modena, Entre 1845 e 1850, Selmi escreveu sobre o estudo sistemático dos colóides inorgânicos, principalmente cloreto de prata, azul da Prússia e enxofre, sistemas importantes para fotografia, tingimento de tecidos e farmacologia, respectivamente. Outro pesquisador que contribuiu para a química dos coloides foi Carl Wilhelm Wolfgang Ostwald (1883-1943), químico alemão, professor e pesquisador na Universidade de Leipzig em 1935 e filho de Friedrich Wilhelm Ostwald (Laidler, 1993). Escreveu o livro O mundo das dimensões desprezadas, sobre a natureza dos sistemas complexos contendo partículas grandes, se comparadas com a dimensão da molécula, porém pequenas se comparadas com uma suspensão de partículas visíveis a olho nu.

- Propriedades dos Coloides

Na Tabela 1 podemos observar os diferentes sistemas coloidais, baseados em propriedades comuns a todos os colides: tamanho e elevada relação área/volume de partículas. Polidisperso é o sistema coloidal onde as partículas dispersas podem ter tamanhos diferentes, na pratica, a maioria dos coloides obtidos pelo homem são polidispersas. Monodispersos são os sistemas com partículas de um mesmo tamanho. As macromoléculas de proteínas sintetizadas biologicamente têm todos um mesmo tamanho de massa molecular, por isso dão origem a coloides monodispersos.

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É preciso saber que como a área de superfície da fase dispersa é elevada devido ao pequeno tamanho das partículas, as propriedades da interface entre as duas fases (dispersa e de dispersão) são os fatores que determinam o comportamento dos diferentes sistemas coloidais. O solvente pode ser retirado das soluções verdadeiras de macromoléculas ou em dispersões coloidais de partículas finas, quando todo o solvente é imobilizado nesse processo, o coloide enrijece e é chamado de gel.

As diferentes interações entre as fases dispersas (partículas) e a de dispersão (contínua) constituem um dos pontos críticos do comportamento e da estabilidade dos coloides. As propriedades físicas e químicas de ambas as fases controlam essas interações. Tais interações da superfície incluem as coulombianas de repulsão eletrostática, as de atração de van der Waals, as de repulsão estérica e as de solvatação. As unidades cinéticas (partículas/gotas) podem permanecer estáveis e constantes com o tempo devido à afinidade entre a superfície da partícula e o solvente. Quando a fase dispersa e o meio de dispersão se atraem, o coloide é classificado como liofílico. As forças de atração entre os dois tornam o coloide estável, com características reversíveis, como tais exemplos: gelatina e amido. Os componentes dos sistemas coloidais liofóbicos se repelem. Quando misturados, não passam diretamente para um estado coloidal, consequentemente, sua preparação requer métodos especiais, uma vez separados, não podem voltar à sua forma coloidal através da adição de mais um meio de dispersão, portanto, coloides liofóbicos são irreversíveis.

As dispersões coloidais aquosas são também sensíveis à presença de eletrólitos e de polieletrólitos (polímeros carregados de alta massa molecular). As partículas coloidais podem agregar irreversivelmente na presença de eletrólitos e resultar em agregados grandes e compactos (coágulos) por um processo denominado coagulação, enquanto na presença de polieletrólitos pode haver a formação de agregados menos densos (flóculos), os quais podem ser facilmente rompidos e redispersos por agitação vigorosa (cisalhamento).

- Classificação de partículas das dispersões dos Coloides

- Micelares: as partículas são aglomerados de átomos, íons ou moléculas. Exemplo: enxofre coloidal em água.

- Moleculares: as partículas são macromoléculas, geralmente polímeros. Exemplo: amido em água.

- Iônicos: as partículas são macromoléculas com carga elétrica em um ou mais pontos, chamados de macro íons. Exemplo: proteínas em água.

- Interações entre partículas coloidais