Suspensões químicas: características, composição, exemplos - Ciência - 2023

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As suspensões químicas Eles são uma mistura heterogênea formada por um soluto que não se dissolve em solução. As suspensões são soluções instáveis, pois o soluto tem a particularidade de se sedimentar com o passar do tempo.

Mas exatamente o que é uma suspensão? É um sistema bifásico heterogêneo, onde o soluto compõe a fase sólida dispersa em meio líquido ou fase dispersante. Esta fase de dispersão pode até ser um gás ou uma mistura de gases em que as partículas sólidas permanecem suspensas.

O soluto nas suspensões contém partículas sólidas maiores do que as encontradas em uma solução verdadeira e os coloides; portanto, está no extremo do maior tamanho de partícula para essas substâncias (solução verdadeira <>

O tamanho aproximado das partículas dispersas nas suspensões é maior do que dez mil angstroms. Um angstrom, Å, é uma unidade de comprimento igual a um décimo bilionésimo de um metro. Também pode ser dito que um angstrom Å é igual a um décimo milésimo de um mícron (1Å = 0,0001μm).

A formação de uma suspensão depende então do tamanho das partículas de soluto, das propriedades de sua solubilidade e das características de sua miscibilidade.

O soluto nas emulsões tem miscibilidade zero, ou seja, o soluto não tem a capacidade de se dissolver. Mas com a adição de um agente emulsificante (ou emulsificante), é possível estabilizar a emulsão; É o caso, por exemplo, da maionese, em que a clara do ovo atua como um emulsificante.

Na indústria farmacológica, existe uma variedade de suspensões cujo soluto sólido e insolúvel é o princípio ativo de um medicamento. Essas partículas são dispersas no meio, com o auxílio de excipientes o soluto pode ser mantido suspenso na mistura.

Os exemplos das suspensões mais simples incluem aquela formada por uma mistura de areia com água; a poeira que fica suspensa no ar e que por gravidade se deposita nas superfícies; protetores solares, entre muitos outros.

Características das suspensões

São muitas as características que permitem que uma suspensão seja definida e claramente diferenciada de soluções e coloides verdadeiros:

Fisica

-É um sistema heterogêneo, formado por duas fases: uma sólida interna e outra externa formada pela fase fluida ou dispersante.

-A fase sólida contém um soluto que não se dissolve no líquido dispersante e, portanto, permanece flutuando livremente ou em suspensão. Isso implica que o soluto é mantido, do ponto de vista físico e químico, separado da fase líquida.

-As partículas que compõem o soluto são geralmente sólidas, grandes e visíveis a olho nu.

-O tamanho das partículas de soluto nas suspensões é próximo ou maior que 1 mícron (1 µm).

-Por seu tamanho, peso e ao longo do tempo, o soluto tem tendência a sedimentar.

-As suspensões são caracterizadas por serem facilmente ressuspensas e se homogeneizarem rapidamente após agitação mecânica.

–Para manter as suspensões estáveis, a indústria farmacêutica geralmente adiciona surfactantes, estabilizadores ou agentes espessantes.

-As suspensões têm aspecto turvo, não são límpidas nem transparentes; assim como as soluções homogêneas.

-Os componentes de misturas heterogêneas, como suspensões, podem ser separados pela aplicação de métodos físicos, como filtração.

Tempo de sedimentação

Talvez uma das primeiras perguntas a fazer sobre se uma substância é uma suspensão ou um colóide é o tempo de sedimentação do soluto. Em soluções verdadeiras, o soluto nunca se aglutinará para formar um precipitado (assumindo que o solvente não evapore).

Por exemplo, se o açúcar for dissolvido em água e a solução insaturada for mantida coberta para evitar vazamento de solvente, nenhum cristal de açúcar se formará no fundo do recipiente. O mesmo é verdadeiro para soluções coloridas de vários indicadores ou sais (como CuSO₄∙ 5H₂OU).

No entanto, nas suspensões, o soluto acaba se aglutinando em um determinado momento e, com o aumento de suas interações, se depositam no fundo. Portanto, eles existem por um período de tempo muito curto.

Outro exemplo é encontrado em reações redox onde KMnO participa₄, roxo profundo. Conforme os elétrons são reduzidos ou ganhos, oxidando as espécies químicas de interesse, um precipitado marrom de MnO é formado.₂ que permanece suspenso no meio de reação; grãos marrons muito pequenos.

Após um certo tempo (minutos, horas, dias), a suspensão do MnO₂ no líquido acaba se acomodando no fundo como um “tapete marrom”.

Estabilidade

A estabilidade das suspensões está relacionada à resistência à mudança de suas propriedades ao longo do tempo. Essa estabilidade é alcançada com o controle de vários fatores, incluindo o seguinte:

-As suspensões devem ser facilmente ressuspensas por agitação mecânica.

-Controle da viscosidade da dispersão, o que reduz a sedimentação do soluto; portanto, a viscosidade deve ser alta.

-Quanto menor for o tamanho das partículas da fase sólida, maior será a estabilidade das suspensões.

-É útil incorporar substâncias como surfactantes, emulsionantes ou anticongelantes em suspensões. Isso é feito para diminuir a agregação ou floculação das partículas de fase interna ou partículas sólidas.

- Deve ser mantido um controle constante da temperatura durante o preparo, distribuição, armazenamento e uso das suspensões. Para garantir sua estabilidade, é importante não sujeitá-los a mudanças bruscas de temperatura.

Composição

Como um sistema bifásico, as suspensões consistem em dois componentes: o soluto ou fase dispersa e a fase dispersante.

Fase dispersa

O soluto ou fase dispersa é constituído por partículas sólidas na mistura em suspensão. Não se dissolve, porque é liofóbico; isto é, ele abomina o solvente por suas diferenças de polaridade. Quanto mais liofóbico for o soluto, menor será o tempo de sedimentação e a vida útil da suspensão.

Além disso, quando as partículas de soluto detestam solvente, maior será sua tendência a se agrupar para formar agregados maiores; o suficiente, para que seus tamanhos não sejam mais da ordem de mícrons, como mencionado acima. E então a gravidade faz o resto: ela os puxa para o fundo.

É aqui que reside a estabilidade das suspensões. Se os agregados estiverem em um meio viscoso, então mais dificuldades serão encontradas para eles interagirem uns com os outros.

Fase de dispersão

O dispersante das suspensões ou da fase externa, em geral, é de natureza líquida, porém, pode ser gasoso. Os componentes das suspensões podem ser separados por processos físicos, como filtração, evaporação, decantação ou centrifugação.

A fase dispersante é caracterizada por ser molecularmente menor e dinâmica; entretanto, ao aumentar sua viscosidade, evita que o soluto suspenso tenda a se agregar e se estabelecer.

Agentes surfactantes

As suspensões podem conter surfactantes ou outros dispersantes para evitar que as partículas da fase sólida se assentem. Da mesma forma, substâncias estabilizantes podem ser adicionadas à suspensão, o que aumenta a solubilidade e evita a deterioração das partículas.

Se um gás específico que cumpriria essa função pudesse ser hipoteticamente adicionado a uma sala empoeirada, toda a poeira seria removida dos objetos quando ressuspensos; e assim, bastaria soprar ar fresco para retirar toda a poeira.

Diferenças entre suspensão, coloides e soluções verdadeiras.

É importante destacar algumas diferenças entre suspensões, coloides e soluções verdadeiras para entender melhor sua composição.

-Os colóides e soluções verdadeiras são misturas homogêneas e, portanto, possuem uma única fase (visível); enquanto as suspensões são misturas heterogêneas.

-Outra diferença entre eles está no tamanho das partículas. Em uma solução verdadeira, o tamanho das partículas varia de 1 a 10 Å, e elas se dissolvem no solvente.

-Em soluções verdadeiras o soluto não permanece sólido, ele se dissolve formando uma única fase. Os colóides são um tipo intermediário de mistura entre soluções e suspensões verdadeiras.

-Um colóide é uma mistura homogênea, formada por solutos cujas partículas possuem um tamanho que varia de 10 a 10.000 Å. Em ambos os colóides e em suspensões, o soluto permanece sólido e não se dissolve.

-O soluto do colóide permanece suspenso na fase de dispersão, não tende a sedimentar e não é visível a olho nu. O leite é um dos muitos exemplos de solução coloidal. Em suspensão, o soluto tende a se assentar e é visível a olho nu ou ao microscópio óptico.

Tipos

Existem diferentes tipos de suspensões que podem ser classificadas de acordo com o meio de dispersão ou fase, a capacidade de sedimentação; e em questões farmacológicas, dependendo da via de administração.

-De acordo com o meio de dispersão

Os meios de dispersão das suspensões são geralmente líquidos, no entanto também existem meios gasosos.

Suspensões mecânicas

São as suspensões mais comuns, formadas pelas fases sólido-líquido, já descritas; como areia em uma tigela de água. No entanto, existem suspensões, tais como os aerossóis descritos abaixo.

Sprays de aerossol

Este é um tipo de suspensão feita de partículas sólidas finas mais gotículas de líquido suspensas em um gás. Um exemplo dessa suspensão é encontrado na atmosfera e em suas camadas de poeira e gelo.

-Dependendo da capacidade de sedimentação

Existem suspensões que, de acordo com a sua capacidade de sedimentação, podem ser classificadas em suspensões defloculadas e suspensões floculadas.

Defloculado

Nesse tipo de suspensão, a força repulsiva entre as partículas é importante e elas são mantidas separadas, sem flocular. Na fase inicial de formação da suspensão, nenhum agregado é formado.

A taxa de sedimentação do soluto é lenta e é difícil ressuspender o sedimento depois de formado. Em outras palavras, mesmo que fossem agitadas, as partículas não se ressuspenderão; este é especialmente o caso de sólidos gelatinosos, como Fe (OH)₃.

Floculado

São suspensões nas quais há pouca repulsão entre as partículas de soluto e tendem a formar flocos. A taxa de sedimentação da fase sólida é rápida e o sedimento formado é facilmente redispersível.

-Dependendo da via de administração da suspensão

Existem suspensões orais, que são fáceis de administrar e geralmente apresentam uma aparência leitosa. Existem também suspensões para uso tópico, apresentadas na forma de cremes, pomadas, emolientes, protetores, que são aplicados na pele ou nas mucosas.

Existem suspensões que podem ser aplicadas por injeção e em aerossol, como o salbutamol, que é um broncodilatador.

Exemplos

Existem numerosos exemplos de suspensões na natureza, em produtos e alimentos e na indústria farmacêutica.

Na natureza

A atmosfera é um exemplo de suspensão do tipo aerossol, pois contém muitas partículas sólidas em suspensão. A atmosfera contém fuligem, partículas finas de poeira, sulfatos, nitratos, entre outros compostos intercalados com gotículas de água das nuvens.

Outro exemplo de suspensão encontrada na natureza é a lama ou lama, que é uma mistura de água com areia. Rios turvos, quando a água carrega uma certa quantidade de sedimentos, formam uma suspensão.

Na cozinha

As misturas feitas na cozinha juntando farinha com água constituem uma emulsão: com o resto a farinha tende a sedimentar. Os iogurtes de frutas são exemplos de alimentos que são suspensões. Os sucos de frutas que não foram coados são exemplos de suspensões.

Da mesma forma, as gotas de chocolate em um copo de chicha constituem uma suspensão bastante heterogênea e instável. Deixando a chicha em repouso, mais cedo ou mais tarde se formará uma camada de chocolate no fundo do copo.

Na industria farmacêutica

As suspensões usadas para combater infecções parasitárias, como o mebendazol, são conhecidas. Existem também os adstringentes intestinais que contêm sais de magnésio e alumínio, misturados com pectina e caulim.

Essas suspensões farmacológicas podem ter diferentes vias de administração: tópica, oral ou injetável. Eles terão usos diversos, ou seja, servirão para o tratamento de diversas doenças.

Existem suspensões oftálmicas e óticas, entre outras. Recomenda-se que a suspensão seja ressuspensa, bem antes do consumo para garantir a dose prescrita pelo médico.

Copo de areia vs vidro de estrelas

Algumas frases poéticas dizem: as estrelas brancas suspensas no céu.

Embora a comparação entre um copo d'água com areia suspensa e um "vidro cósmico" de estrelas seja totalmente desproporcional (e rebuscado), é interessante considerar por um momento o universo como uma enorme suspensão de estrelas (e incontáveis outros corpos). celestial).

Nesse caso, eles não se afastariam um do outro; ao contrário, eles acabariam se agrupando para formar uma camada de estrelas no fundo do referido vaso cósmico.

Referências

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