Suspensión (química) - Suspension (chemistry)

Una suspensión de harina mezclada en un vaso de agua, mostrando el efecto Tyndall.

En química , una suspensión es una mezcla heterogénea de un fluido que contiene partículas sólidas suficientemente grandes para la sedimentación . Las partículas pueden ser visibles a simple vista , por lo general deben tener un tamaño superior a un micrómetro y eventualmente se sedimentarán , aunque la mezcla solo se clasifica como suspensión cuando y mientras las partículas no se hayan sedimentado.

Propiedades

Una suspensión es una mezcla heterogénea en la que las partículas de soluto no se disuelven , sino que quedan suspendidas en la mayor parte del disolvente , quedando flotando libremente en el medio. La fase interna (sólida) se dispersa por toda la fase externa (fluida) mediante agitación mecánica , con el uso de ciertos excipientes o agentes de suspensión.

Un ejemplo de suspensión sería arena en agua. Las partículas suspendidas son visibles bajo un microscopio y se asentarán con el tiempo si no se molestan. Esto distingue una suspensión de un coloide , en el que las partículas en suspensión son más pequeñas y no sedimentan. Los coloides y suspensiones son diferentes de la solución , en la que la sustancia disuelta (soluto) no existe como un sólido, y el solvente y el soluto se mezclan de manera homogénea.

Una suspensión de gotitas de líquido o partículas sólidas finas en un gas se llama aerosol . En la atmósfera , las partículas en suspensión se denominan partículas y consisten en partículas finas de polvo y hollín , sal marina , sulfatos biogénicos y vulcanogénicos , nitratos y gotitas de nubes .

Las suspensiones se clasifican sobre la base de la fase dispersa y el medio de dispersión , donde la primera es esencialmente sólida mientras que la última puede ser sólida, líquida o gaseosa.

En las industrias de procesos químicos modernos, la tecnología de mezcla de alto cizallamiento se ha utilizado para crear muchas suspensiones novedosas.

Las suspensiones son inestables desde un punto de vista termodinámico, pero pueden ser cinéticamente estables durante un período de tiempo más largo, lo que a su vez puede determinar la vida útil de una suspensión. Este lapso de tiempo debe medirse para proporcionar información precisa al consumidor y garantizar la mejor calidad del producto.

"La estabilidad de la dispersión se refiere a la capacidad de una dispersión para resistir cambios en sus propiedades a lo largo del tiempo".

Definición IUPAC

Dispersión de partículas sólidas en un líquido.

Nota : Definición basada en la de la ref.

Técnica de seguimiento de la estabilidad física

La dispersión de luz múltiple junto con el escaneo vertical es la técnica más utilizada para monitorear el estado de dispersión de un producto, identificando y cuantificando los fenómenos de desestabilización. Actúa sobre dispersiones concentradas sin diluir. Cuando la luz se envía a través de la muestra, las partículas la dispersan. La intensidad de la retrodispersión es directamente proporcional al tamaño y la fracción de volumen de la fase dispersa. Por lo tanto, los cambios locales de concentración ( sedimentación ) y los cambios globales de tamaño ( floculación , agregación ) se detectan y controlan. De importancia primordial en el análisis de estabilidad en suspensiones de partículas es el valor del potencial zeta exhibido por los sólidos en suspensión. Este parámetro indica la magnitud de la repulsión electrostática entre partículas y se analiza comúnmente para determinar cómo el uso de adsorbatos y la modificación del pH afectan la repulsión de partículas y la estabilización o desestabilización de la suspensión.

Acelerar los métodos para predecir la vida útil

El proceso cinético de desestabilización puede ser bastante largo (hasta varios meses o incluso años para algunos productos) y a menudo es necesario que el formulador utilice métodos de aceleración adicionales para alcanzar un tiempo de desarrollo razonable para el diseño de un nuevo producto. Los métodos térmicos son los más utilizados y consisten en aumentar la temperatura para acelerar la desestabilización (por debajo de las temperaturas críticas de fase y degradación). La temperatura afecta no solo a la viscosidad, sino también a la tensión interfacial en el caso de los tensioactivos no iónicos o, más generalmente, a las fuerzas de interacción dentro del sistema. El almacenamiento de una dispersión a altas temperaturas permite la simulación de las condiciones de la vida real de un producto (por ejemplo, un tubo de crema de protección solar en un automóvil en verano), pero también para acelerar los procesos de desestabilización hasta 200 veces, lo que a veces incluye vibración, centrifugación y agitación. Someten el producto a diferentes fuerzas que empujan el drenaje de partículas / película. Sin embargo, algunas emulsiones nunca se fusionarían en la gravedad normal, mientras que lo hacen en la gravedad artificial. Además, se ha destacado la segregación de diferentes poblaciones de partículas cuando se utiliza centrifugación y vibración.

Ejemplos de

Los ejemplos comunes de suspensiones incluyen:

  • Fango o agua fangosa: donde las partículas de tierra, arcilla o limo están suspendidas en el agua.
  • Harina suspendida en agua.
  • Kimchi suspendido en vinagre.
  • Tiza suspendida en agua.
  • Arena suspendida en agua.

Ver también

Referencias