PREPARACIÓN DE COLOIDES

1Jenny Alejandra Botero Buitrago: 20131150040 1Fabio Leonardo Garzón Riaño: 20131150108

2Víctor Manuel Pabón Riaño

1, 2Universidad Distrital Francisco José de Caldas1Estudiantes Química Básica II-03, 2Profesor

Bogotá, D. C., 27 de agosto de 2013C= 4,3

PAGINE, AMPLIAR MAS LA INTRODUCCIÓN

RESUMEN: En el presente informe se muestran los resultados que se obtuvieron en la preparación de diversos sistemas coloidales, así como las diferencias que hay entre éstos y las soluciones.

ABSTRACT: This report shows the results obtained in the preparation of some coloidal systems and the differences between them and the solutions.

PALABRAS CLAVE: coloide, interface, agente emulsificante, liófilo, liófobo

KEY WORDS: colloid, interface, emulsifiers, lyophile, lyophobic

1. INTRODUCCIÓN En esta práctica se busca identificar las diferencias existentes entre las clases de coloides, su preparación y cómo estos pueden ser aplicados en la cotidianidad.

Los coloides son mezclas heterogéneas que se encuentran en una fase intermedia entre dos tipos de sustancias no puras o mezclas; sus partículas están entre 10 y 1000 Ǻ, lo cual los diferencia de las soluciones y de las mezclas verdaderas, las primeras por tener partículas más pequeñas y las últimas por tener partículas aún más grandes [1].

Los coloides se pueden clasificar teniendo en cuenta el estado en el que se encuentran, su fase dispersa y su fase dispersante:

Tabla 1. Clasificación de coloides respecto al estado de su fase dispersante y dispersora [1-2].

Fase Dispersante(solvente)

Fase Dispersa (soluto)

Nombre del Coloide

Ejemplo

Solido Solido Sol solido GemasSolido Liquido Gel Mantequ

illa

Solido Gas Espuma solida

Pómez, malvavisco

Gas Solido Aerosol solido

Humo

Gas Liquido Aerosol NieblaGas Gas No existe ----------Liquido Liquido Emulsión Mayones

aLiquido Solido Sol Pintura,

leche de magnesia

Liquido Gas Espuma Merengue, crema batida

Una propiedad de los coloides es el conocido efecto Tyndall. Dicha propiedad consiste en la dispersión de la luz por partículas coloidales [1-2].

Un ejemplo del efecto Tyndall son los rayos que se ven pasar por las copas de los árboles o los rayos de luz de los autos en carreteras oscuras por el humo, niebla u otras partículas suspendidas.

Fig. 1. Efecto Tyndall en un bosque

Este efecto se nombró en honor a su descubridor John Tyndall, sin embargo algunos libros dan crédito de este descubrimiento a Michael Faraday y se reconoce el aporte de Tyndall en posteriores estudios [3].

Los coloides pueden ser liofóbos, en los cuales existe poca atracción entre la fase dispersa y el medio dispersante, o liófilos, en los cuales hay una gran atracción entre la fase dispersa y el medio dispersante. En caso de que el medio dispersante sea agua, a los primeros, se les denomina hidrofóbicos, y a los del segundo tipo, hidrofílicos. Un ejemplo de un coloide hidrofílico es la gelatina, puesto que ciertas proteínas interactúan o son atraídas por el agua [4]. Un ejemplo de un coloide hidrofóbico es el agua con el aceite o la mayonesa, ya que estos deben ser equilibrados por tensoactivos (surfactantes) o por agentes emulsificantes. Un agente emulsificante o tensoactivo permite la estabilización de un coloide hidrofóbico por medio de la adsorción de iones [1].

Las emulsiones son una mezcla estable en la que un líquido está disperso en otro. Usualmente se utiliza un agente emulsificante para estabilizarla ya que en la mayoría de los casos los líquidos son inmiscibles entre sí. Dependiendo del líquido disperso en el medio dispersante, se tiene que hay emulsiones W/O (de agua en aceite) y O/W (de aceite en agua) [5].

FALTÓ ESTRUCTIURA DE CABEZA Y COLA ( POLAR Y APOLAR)

2. PARTE EXPERIMENTAL

2.1 Reactivos:2.1.1 Diferencia entre soluciones y coloides: NO SUBRAYE. BASTA CON LA CURSIVA. CORRIJA EN TODO EL DOCUMENTO láminas de gelatina, agua destilada, ácido bórico, azufre, aceite de cocina, glucosa, arena fina, azul de Bromotimol, verde de Malaquita, detergente líquido.

2.1.2 Diferencia entre coloides:a) Hidrofílicos: hidróxido de sodio (NaOH), cloruro férrico (FeCl3), agua destilada.b) Hidrofóbicos: yema de huevo, vinagre, sal de cocina (NaCl), aceite de oliva.

2.1.3 Preparación de gel antibacterial: alcohol etílico al 72%, carbopol, glicerina pura, trietanolamina.

2.1.4 Volúmenes de componentes de soluciones: agua destilada, etanol, azúcar pulverizada.

2.1.5 Efecto de la temperatura en la solubilidad: agua.

2.2 Materiales y equipos: Puntero láser, 14 tubos de ensayo, 3 pipetas aforadas, papel de filtro, 2 vasos de precipitado de 50 mL, recipiente mediano, refrigerador, batidora, 1 tazón de vidrio, colador de fina malla, recipiente pequeño de vidrio, agitador de globo, pipeta aforada de 10ml, cinta de enmascarar, bomba de goma.

2.3 Metodología:

2.3.1 Diferencia entre soluciones y coloidesa) Preparación de gelatina: se tomó cierta cantidad de gelatina y se cortó en pequeños trozos. Estos se ubicaron en un vaso con agua caliente hasta la mitad. Luego, se agitó el contenido hasta que fue posible determinar un líquido de color transparente. Al cabo de un tiempo de estar refrigerándose, fue posible observar que el líquido se encontraba en estado coloidal, por lo que se atravesó un puntero de láser en la sustancia y se pudo ver un rayo de luz.

b) Preparación de soluciones para determinar la solubilidad de las sustancias: se tomaron 5 tubos de ensayo lavados y enumerados y a cada uno de ellos se le agregó 10mL de agua destilada. Al segundo tubo se le agregaron 0,5g de ácido bórico, al tercero 1,0g, al cuarto 3,5g y al quinto 0,5g de azufre. Se mezcló el contenido y se dejó en reposo un momento. Se hizo una comparación entre los tubos (el tubo 1 como blanco) para determinar las soluciones de diferente concentración y la sustancia insoluble del tubo 5. Se atravesó el líquido de cada tubo con el puntero láser y se calentó de forma suave el tubo 3 y 4. Luego se dejó enfriar el tubo 4 y se filtró su contenido para obtener el precipitado.

c) Preparación de mezclas para diferenciar las soluciones de los coloides: se tomaron 5 tubos de ensayo y a cada uno de ellos se le agregó 8mL de agua destilada. Al primero se le adicionó 0,5g de glucosa, al segundo 0,5g de arena fina, al tercero 0,5mL de aceite de cocina, al cuarto 3 gotas de indicador azul y al quinto 3 gotas de indicador verde. Se agitaron las mezclas de cada tubo y se dejaron reposar. Luego cada una de ellas, y con ayuda de un blanco de comparación, fueron atravesadas por el láser. En el tubo 3 se adicionó 1mL de detergente líquido y se hizo una comparación con los demás tubos. Finalmente se preparó una solución de 1mL de detergente en 8mL de agua destilada con el fin de observar el comportamiento de la luz y comparar estos resultados con los anteriores.

2.3.2 Preparación de los tipos de sistemas coloidalesa) Hidrofílicos: Reacción del Fecl3 con NaOH: se tomó 5 ml de FeCl3 con una pipeta aforada y se agregó a 10 ml de NaOH ubicados en un vaso de precipitado de 25 ml.

b) Hidrofóbicos: Preparación de mayonesa: se añadió la yema de 1 huevo, un poco de vinagre, sal y se batió hasta que cogió cuerpo, posteriormente se añadió aceite

conseguir la emulsión. Luego, se aplicó sal a gusto y se depositó en el refrigerador. Con el señalizador laser se apuntó en la mayonesa esperando conseguir el efecto Tyndall.

2.3.3 Preparación de gel antibacterialSe ubicó el colador sobre un recipiente pequeño de vidrio, y sobre él se agregó el carbopol deshaciendo los grumos con una cuchara. En el tazón de se agregó el alcohol y se agitó de forma enérgica la mezcla mientras se agregaba con cuidado el carbopol y la glicerina. Cuando todo se disolvió por completo, se agregó la trietanolamina, agitando suavemente con el fin de observar la formación del gel.

2.3.4 Volúmenes de componentes de solucionesSe adicionó a un tubo de ensayo 10mL de agua destilada, y se marcó con una cinta de enmascarar la altura a la que llegó, luego se añadieron 10mL más y se marcó nuevamente la altura. Se desechó el agua y se secó el tubo. A continuación, se añadieron 10mL de agua comparando esta medida con la marca inicial. Se añadió 10mL de etanol y se observó la segunda marca al mezclar estas sustancias. En un tubo de ensayo limpio se vertió 15mL de agua destilada marcando hasta donde llegó, luego se desechó el agua, se secó y se añadió 7g de azúcar, se registró posteriormente con una línea nueva el volumen ocupado por el azúcar. Con una pipeta se agregaron 15mL de agua para disolver el contenido, y luego se marcó con una nueva línea el volumen ocupado por esta solución para comprobar si los volúmenes son aditivos.

2.3.5 Efecto de la temperatura en la solubilidadSe observó el líquido contenido en una bebida carbonatada sellada mediante el paso del láser. Luego se destapó y se continuó la observación pues en ese momento el rayo de luz se dispersó como consecuencia de las burbujas de gas que fueron expedidas hacia la atmósfera. Se tomaron dos tubos de ensayo y a cada uno de ellos se agregó 50mL de la bebida

carbonatada y en el extremo de cada tubo se ubicó una bomba de goma. Uno de los tubos fue puesto al baño maría y el otro en un baño de hielo por 20 minutos. Finalmente se comparó el tamaño de las bombas para determinar los cambios de solubilidad generados por la variación en la temperatura.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos se consignaron en la tabla 1:

Tabla 1. Observaciones de los ¿??cambios en la preparación de coloides.

Preparación coloides

Observaciones

Preparación de gelatina

La gelatina tomó consistencia y el láser pasó pero se difractó al tener contacto con ella.

Preparación de soluciones para determinar la solubilidad

Las soluciones preparadas con el ácido bórico se encuentran clasificadas entre los coloides. No existe una reacción, debido a que éste no se disuelve por completo, identificando con ello el efecto Tyndall.

Preparación de mezclas para diferenciar coloides de soluciones

En estas mezclas se observó que la mayoría de ellas pueden ser denominadas como coloides, ya que debido al tamaño de sus partículas fue posible el paso del rayo de láser a través de ellas. Además se pudo comprobar que las mezclas realizadas con los colorantes (azul de bromotimol y verde de malaquita) son soluciones.

Preparación de los tipos de

a) Hidrofílicos: En la mezcla preparada se

sistemas coloidales

obtuvo un precipitado de hidróxido de hierro (III) de color terracota o naranja oscuro.b) Hidrofóbicos: En la preparación de la mayonesa se observó cómo al mezclar los diferentes ingredientes se formó una emulsión consistente.

Preparación de gel antibacterial

En la preparación del gel antibacterial se observó que al mezclar los componentes, de líquido a sólido, se formaba un sistema coloidal en forma de gel.

En la preparación de coloides para diferenciar los de tipo hidrofílico de los de tipo hidrofóbico, en los primeros ocurrió la siguiente reacción.

FeCl3 + NaOH → Fe(OH)3 + NaCl

(1)

Estos resultados se pueden evidenciar en las siguientes imágenes:

Fig. 2. Difracción del rayo láser en la gelatina.

Fig. 3. Resultados obtenidos en las mezclas realizadas para determinar la

solubilidad de una solución.

Fig. 4. Resultados obtenidos en las mezclas para diferenciar los sistemas

coloidales de las soluciones.

Fig. 5. Reacción del cloruro de hierro con hidróxido de sodio y paso del rayo

láser por el sistema.

Fig. 6. Preparación de mayonesa

Fig. 7. Preparación de gel antibacterial y paso del rayo láser a

través de la muestra.

4. CONCLUSIONES

FALTAN

REFERENCIAS

1. BROWN, T., LEMAY, JR, H., BURSTEN, BRUCE. Química, La ciencia central, 9ª edición, Pearson Education, México, 2004, p. 511-513.

2. MONDRAGON, CESAR., PEÑA, LUZ., SANCHEZ, MARTHA., FERNANDEZ, MYRIAM. Química, Santillana I, Editorial Santillana, Bogotá, 2001, p.173.

3. CARDENAS, FIDEL., GELVEZ, CARLOS. Química y Ambiente, 2ª edición, McGraw- Hill Interamericana, S.A., Bogotá, 2001, p. 207.

4. BOTTANI, EDUARDO, ODETTI, HECTOR. PLIEGO, OSCAR, VILLAREAL, EDUARDO. Química General, 2ª edición, Universidad Nacional del Litoral, Bogotá, 2006, p. 399.

5. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL YARACUY. Actividad práctica N°4, Identificación de emulsiones. Venezuela, 2005, p.1.