Colóides: A mistura certa

Estabilidade dos colóides

A estabilidade dos colóides depende em grande medida das propriedades da fase dispersa, nomeadamente se esta é liofílica ou liofóbica. O termo lio refere-se ao meio dispersante. Os termos mais familiares fóbico (do grego, "ter medo") e fílico (do grego, "gostar") servem para indicar se as partículas dispersas têm uma afinidade fraca (liofóbica) ou forte (liofílica) com o meio dispersante. Esta distinção tem uma base experimental. Em geral, os colóide liofílicos são bastante fáceis de preparar, bastante estáveis e razoavelmente simples de reconstruir. Os colóides liofóbicos geralmente são menos estáveis e são excepcionalmente difíceis de reconstruir.

Um exemplo comum de sistema liofílico é o sabão disperso na água. O óleo suspenso na água, pelo uso de uma técnica de dispersão por ultra-sons, por exemplo, representa um colóide liofóbico típico.

A rigidez inerente dos colóides não fluidos, tais como as espumas sólidas ou os sóis sólidos é, naturalmente, o factor principal que determina a sua estabilidade. Muitos colóides líquidos são estabilizados pela a adição de surfactantes (também chamados anfifílicos), os quais são moléculas que têm uma região liofílica e uma liofóbica.

Exemplos comuns deste tipo de moléculas são o sabão e os detergentes, os quais têm uma cabeça hidrofílica e uma cauda hidrofóbica. O mecanismo da estabilização baseia-se na formação de micelas:

Micela, secção recta.

As micelas normais, onde as moléculas do surfactante envolvem a substância hidrofóbica (óleo, por exemplo). Esta é uma forma bastante eficiente de estabilizar uma emulsão de óleo na água, pois o surfactante cria uma barreira mecânica que envolve cada gotícula de óleo, impedindo que estas se juntem quando chocam entre si. A existência de cargas do mesmo sinal, associadas às cabeças hidrofílicas, é um factor adicional de estabilidade devido às repulsões electrostáticas entre as micelas.

Micela invertida, secção recta.

As micelas invertidas, onde as moléculas do surfactante envolvem a substância hidrofílica (água, por exemplo). Neste caso as cabeças hidrofílicas ficam em contacto com a água e as caudas hidrófobas ficam em contacto com o óleo, blindando as gotículas de água e impedindo desta forma que estas se juntem quando chocam entre si.

É graças à formação das micelas que os sabões e detergentes dispersam a gordura das nódoas na água. Porém os sabões e detergentes não são os únicos surfactantes. Por exemplo, a estabilidade do leite deve-se à caseína (proteína) e a da maionese à lecitina (proteína) presente na gema de ovo, onde a caseína e a lecitina funcionam como surfactantes. Por outro lado, a adição das enzimas presentes no coalho ao leite destrói as micelas de caseína, o que permite que estas se aglutinem e dêem origem ao queijo depois da extracção do soro.

Os surfactantes têm também um papel importante na estabilização das espumas líquidas, pois as moléculas do surfactante que estão à superfície fazem diminuir a tensão superficial da água. A água pode assim distribuir-se por películas finas, ao invés de procurar concentrar-se num volume o mais compacto possível de forma a minimizar a área de contacto com o ar. É por esta razão que as bolas de sabão são tão estáveis.

Para certas proporções de água, óleo e surfactante podem aparecer estruturas muito mais complexas que as micelas. O diagrama seguinte ilustra este comportamento.

O diagrama lê-se da seguinte forma: – Um ponto P no interior do triângulo equilátero representa as proporções de água, dada pela altura h₂, (lado vermelho); óleo, dada pela altura h₃, (lado azul) e surfactante, dada pela pela altura h₁ (lado amarelo), conforme ilustrado na figura da direita. A soma destas três proporções é sempre 100%. Para nos convencermos, basta notar que a área do triângulo equilátero A é igual à soma das áreas dos triângulos amarelo, vermelho e azul, i.e. A = ½h₁ + ½h₂ + ½h₃.