¿Qué diferencia hay entre una suspensión y un coloide?

En una suspensión, las partículas son mayores de 1 µm y tienden a sedimentar por gravedad. En un coloide, miden entre 1 nm y 1 µm, no sedimentan fácilmente y dispersan la luz.

¿Qué es el efecto Tyndall?

Es la dispersión de la luz por las partículas coloidales, que permite ver el haz de luz al atravesar el coloide. Es característico de los coloides y los distingue de las disoluciones verdaderas.

Disoluciones, Suspensiones y Coloides: Propiedades y Características

Resumen

Este documento explica las disoluciones verdaderas, las suspensiones y los coloides. Define el soluto y el disolvente, los tipos de disoluciones y las formas de expresar la concentración, como el porcentaje en masa o la molaridad. Trata también la solubilidad, las propiedades coligativas y las diferencias entre coloides y suspensiones.

Puntos clave

Una disolución verdadera es una mezcla homogénea cuyas partículas, de tamaño molecular o iónico, no se sedimentan.
La concentración se puede expresar en porcentaje en masa, molaridad (moles de soluto por litro de disolución) o molalidad (moles de soluto por kg de disolvente).
La solubilidad de los sólidos en líquidos aumenta con la temperatura, mientras que la de los gases en líquidos disminuye.
Según la Ley de Henry, a mayor presión, mayor solubilidad de un gas en un líquido.
Con solutos no volátiles, las propiedades coligativas dependen solo de la cantidad de partículas: bajan la presión de vapor y el punto de congelación, y suben el punto de ebullición.
Los coloides tienen partículas de entre 1 nm y 1 µm, no sedimentan fácilmente y dispersan la luz (efecto Tyndall).
Las suspensiones tienen partículas mayores de 1 µm que tienden a sedimentar por gravedad.

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Disoluciones Verdaderas

Definición

Una disolución verdadera es una mezcla homogénea de dos o más sustancias donde las partículas disueltas (soluto) son de tamaño molecular o iónico. Estas partículas no se sedimentan con el tiempo ni dispersan (reflejan o refractan) la luz visible.

Componentes de una Disolución

Soluto: Sustancia que se disuelve, presente en menor proporción.
Disolvente: Sustancia que disuelve al soluto, presente en mayor proporción.

Tipos de Disoluciones

Según el estado de agregación del disolvente y soluto, pueden ser:

Gaseosas: Ej. Aire (nitrógeno, oxígeno, etc.).
Líquidas: Ej. Agua salada (sal en agua), refrescos (CO₂ en agua).
Sólidas: Ej. Aleaciones como el bronce (cobre y estaño).

Concentración

Expresa la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente o disolución. Formas comunes de expresarla:

Porcentaje en masa (% m/m): (Masa de soluto / Masa de disolución) × 100
Porcentaje en volumen (% V/V): (Volumen de soluto / Volumen de disolución) × 100
Masa de soluto por volumen de disolución (g/L): Masa de soluto (g) / Volumen de disolución (L)
Molaridad (M): M = Moles de soluto / Volumen de disolución (L)
Molalidad (m): m = Moles de soluto / Masa de disolvente (kg)
Fracción molar (Xᵢ): Xᵢ = Moles de componente i / Moles totales en la disolución

Proceso de Disolución

Implica la interacción entre las partículas de soluto y disolvente (solvatación). Este proceso se ve favorecido si la energía del sistema disminuye o la entropía aumenta significativamente.

Solubilidad

Definición: Máxima cantidad de soluto que, a una temperatura dada, puede disolverse en una cantidad fija de disolvente para formar una disolución saturada.
Varía con la temperatura: Generalmente, la solubilidad de sólidos en líquidos aumenta con la temperatura (representado en curvas de solubilidad), mientras que la de gases en líquidos disminuye.
Varía con la presión: Afecta significativamente solo a la solubilidad de gases en líquidos (Ley de Henry: a mayor presión, mayor solubilidad del gas).
Sobresaturación: Estado inestable en el que una disolución contiene más soluto disuelto que el correspondiente a la saturación a esa temperatura.
Factores que favorecen la velocidad de disolución (no la solubilidad máxima):
- Pulverizar el soluto (aumenta superficie de contacto).
- Agitar la mezcla.
- Calentar (aumenta la energía cinética y generalmente la solubilidad de sólidos).

Propiedades Coligativas

Son propiedades de las disoluciones que dependen únicamente de la concentración de partículas de soluto (moléculas o iones) y no de su naturaleza química. Se observan claramente con solutos no volátiles.

Disminución de la presión de vapor: La presencia de un soluto no volátil disminuye la presión de vapor del disolvente puro.
Descenso crioscópico (Disminución del punto de congelación): Los solutos no volátiles hacen disminuir el punto de congelación de las disoluciones respecto al disolvente puro.
Aumento ebulloscópico (Aumento del punto de ebullición): Los solutos no volátiles consiguen aumentar el punto de ebullición de las disoluciones respecto al disolvente puro.
Ósmosis y Presión Osmótica: La ósmosis es el paso espontáneo de partículas de disolvente, a través de una membrana semipermeable, desde la disolución más diluida hacia la más concentrada, hasta igualar concentraciones o alcanzar un equilibrio. La presión osmótica es la presión que debe aplicarse a la disolución más concentrada para detener el flujo de disolvente.

Suspensiones y Disoluciones Coloidales

Son tipos de mezclas heterogéneas.

Suspensión

Mezcla heterogénea en la cual las partículas dispersas (fase dispersa) son lo suficientemente grandes (generalmente > 1 µm) como para poder ser observadas a simple vista o con un microscopio óptico. Estas partículas tienden a sedimentar por gravedad si se dejan en reposo. Ej: Arena en agua, algunos medicamentos líquidos.

Dispersión o Disolución Coloidal (Coloide)

Mezcla heterogénea formada por partículas (o conglomerados de partículas llamadas micelas) de tamaño intermedio entre las disoluciones verdaderas y las suspensiones (típicamente entre 1 nm y 1 µm). Estas partículas no sedimentan fácilmente, pero son lo suficientemente grandes como para dispersar la luz (reflejan o refractan la luz que incide sobre ellas).

Propiedades de las Dispersiones Coloidales

Efecto Tyndall: Dispersión de la luz por las partículas coloidales, lo que permite visualizar el haz de luz que atraviesa el coloide. Es característico de los coloides y los diferencia de las disoluciones verdaderas.
Movimiento Browniano: Movimiento aleatorio y caótico de las partículas coloidales suspendidas en el medio dispersante, causado por las colisiones con las moléculas del medio.
Carga Eléctrica: Las partículas coloidales (micelas) suelen adquirir carga eléctrica superficial (positiva o negativa) por adsorción de iones del medio o ionización de grupos superficiales. Esta carga contribuye a su estabilidad, ya que partículas con la misma carga se repelen.
Adsorción: Las partículas coloidales, debido a su gran área superficial relativa, presentan un elevado poder adsorbente (capacidad de retener sustancias en su superficie).