Coloides

Explicamos qué son los coloides, el estado coloidal, sus propiedades, y damos varios ejemplos.

¿Qué son los coloides?

Los coloides son mezclas donde minúsculas partículas insolubles (denominadas fase dispersa) se distribuyen suspendidas en un medio dispersante continuo (o fase fluida). Las partículas de la fase dispersa, al igual que las de la fase dispersante, pueden ser de naturaleza gaseosa, líquida o sólida.

Entre los ejemplos de coloides podemos encontrar la niebla, donde el medio dispersante es el aire y la fase dispersa son las gotas de agua microscópicas. Un caso evidente sería un zumo, siendo el medio dispersante el agua y la fase dispersa los minerales, vitaminas, hidratos, etc.

Los coloides tienen un conjunto de características propias, como el efecto Tyndall. Este consiste en que las partículas de la fase dispersa son capaces de dispersar la luz en todas direcciones.

Los coloides, debido a su afinidad por el agua, se clasifican en hidrofílicos e hidrofóbicos. Además de estos, existe para ellos la siguiente clasificación: emulsión, emulsión sólida, sol, gel, espuma, espuma sólida, aerosol líquido y aerosol sólido.

Estado coloidal

El estado coloidal de la materia es la condición que tiene una mezcla cuando uno de sus elementos, en estado sólido, está disperso en otro que se halla en estado líquido o gaseoso.

Por esta razón, suele afirmarse que una mezcla se encuentra en estado o suspensión coloidal cuando en su interior hay dos fases químicas al mismo tiempo. Cuando un sistema se encuentra en estado coloidal, se le llama coloide.

Características de los coloides

– Composición. Todas las combinaciones de gas, líquido y sólido pueden originar coloides, salvo las mezclas de gases que forman disoluciones verdaderas. El que la mezcla forme una dispersión coloidal, o una suspensión, depende del tamaño de las partículas, que puedan ser consideradas análogas al soluto.

– Adsorción. Como las partículas coloidales están finamente divididas, se tiene como consecuencia que su área superficial sea muy grande. Esto provoca que las partículas coloidales puedan adsorber iones, así como gases, líquidos y sólidos.

– Electrofóresis. Las partículas coloidales suelen estar cargadas eléctricamente; tal es el caso de las proteínas y los ácidos nucleicos. Por lo tanto, estas macromoléculas pueden desplazarse en un campo eléctrico, moviéndose hacía el ánodo o el cátodo, dependiendo de su carga eléctrica.

– Diálisis. Las partículas coloidales tienen un radio que impide que puedan atravesar los poros de las membranas de diálisis, permitiendo que puedan separarse de otras partículas en suspensión de menor tamaño. Esta característica es utilizada para eliminar sustancias indeseables en las suspensiones coloidales.

– Movimiento browniano. Las partículas coloidales están dotadas de un movimiento vibratorio al azar en todas direcciones, este es el movimiento browniano. Esta característica contribuye a que las partículas no sedimenten y que se mantenga la homogeneidad y estabilidad de las suspensiones coloidales.

– Efecto Tyndall. Las partículas coloidales en suspensión son capaces de dispersar la luz en todas las direcciones, característica que no presentan las soluciones. Por esta razón, se puede observar la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa una suspensión coloidal. Por ejemplo, un rayo de luz que ilumina la niebla.

Tipos de coloides

• Emulsión. Es un coloide formado por la mezcla de dos líquidos inmiscibles; uno forma la fase dispersa y el otro la fase dispersante. Usualmente es del tipo de mezcla aceite-agua.
• Emulsión sólida. Es un tipo de coloide en el cual su fase dispersa es un sólido, y su fase o medio dipersante un líquido.
• Espuma. Es un tipo de coloide en el cual la fase dispersa es un gas, que forma burbujas, rodeadas por la fase dispersante, que es un líquido.

• Espuma sólida. La fase dispersa es un gas y la fase o medio dispersante es un sólido. Este tipo de coloide se produce en la elaboración de panes y queso.
• Soles y geles. Es un sistema coloidal en el cual la fase dispersante es un sólido y la fase dispersa es un líquido en forma de cúmulos. La condensación o hidrólisis del sol origina un gel que forma un material sólido lleno de líquido. Se dice que los geles presentan una densidad semejante a los líquidos, pero su estructura se asemeja a la de los sólidos.
• Aerosol líquido. Es un tipo de coloide en el cual la fase dispersa es un líquido, y la fase o medio dispersante un gas.
• Aerosol sólido. La fase dispersa es un sólido, y la fase o medio dispersante un gas.

Aplicaciones de los coloides

• Biológicas. Los coloides están presentes en las células de los seres vivos. Bajo las formas de soles y geles constituyen el citoplasma y el núcleo. Por lo tanto, se considera la vida como una expresión de la presencia de los coloides.
• Industriales. Los coloides se utilizan en pinturas, plásticos, insecticidas para la agricultura, tintas, cementos, jabones, lubricantes, detergentes, adhesivos, así como en numerosos alimentos. Las pinturas están constituidas por pigmentos coloidales dispersos en solventes líquidos, capaces de formar una película sólida estable a medida que la pintura se seca. La tinta utilizada en la impresión de los periódicos está constituida por carbón negro coloidal en aceite. Mientras, la tinta de los bolígrafos está formada por coloides de tipo geles.
• Medicinales. Se usan soluciones coloidales para la expansión del volumen plasmático en pacientes con hipovolemia postoperatoria. Coloides de plata se usan como antibiótico que inactivan enzimas de bacterias, hongos y virus. Coloides de cobre se señala que tienen actividad anticancerosa. Asimismo, los coloides de mercurio tienen acción antisifilítica. Los coloides forman parte de mecanismos de transporte y liberación de drogas, tales como hidrogeles, microemulsiones, liposomas, micelas, nanopartículas y nanocristales.
• Suelos. Los principales componentes coloidales de los suelos son los sedimentos minerales en forma de arcilla y humus. Los coloides del suelo juegan un papel importante en el almacenamiento e intercambio de los minerales requeridos por las plantas, especialmente Ca²⁺, Mg²⁺ y K⁺.
• Agentes espesantes. Los coloides confieren al medio unas propiedades de flujo deseables a las pastas dentales, lociones, lubricantes, etc., suministrándoles la estabilización y el mantenimiento de sus fases.
• Alimentos. Se puede considerar que los coloides son ubicuos en los alimentos, ya que están presentes en casi todos ellos. Por ejemplo, la clara de huevo es un coloide tipo sol, que está formada por moléculas de proteínas de cadena larga, enrolladas en forma compacta debido a los puentes de hidrógeno. Al calentar la clara de huevo se rompen los enlaces de las proteínas y el coloide sol se transforma en hidrogel.

Ejemplos de coloides

• Emulsión sólida: queso, mantequilla y jalea.
• Emulsión: leche, crema facial y mayonesa.
• Espuma: crema de afeitar, crema batida y espuma de la cerveza.
• Espuma sólida: esponja, hule y piedra pómez.
• Soles: clara de huevo cruda, pintura y tinta china.
• Geles: clara de huevo frita, tinta de bolígrafos y gelatina.
• Aerosol líquido: niebla, bruma, nubes y rocío.
• Aerosol sólido: humo, materiales de escape de los automóviles y materia corpuscular en el aire.

Referencias

1. Colloids. Recuperado de chem.libretexts.org.
2. Colloid. Recuperado de en.wikipedia.org.
3. Characteristics of a Colloid. Recuperado de sciencing.com.