Sistema de clasificación de sustancias de Thomas Graham

Coloides y cristaloides

Cuando definimos coloides, normalmente los llamamos grandes, pero luego definimos ‘grande’ como 1-100 nm, que es más pequeño de lo que nuestros ojos pueden incluso ver. Entonces, ¿qué hace que estas moléculas sean grandes? Los describimos como grandes porque no pueden atravesar una membrana semipermeable. Además, no se disuelven realmente en una mezcla, lo que hace que cualquier mezcla en la que se encuentren sea opaca.

Cualquier cosa más pequeña que un coloide es un cristaloide. Cuando los cristaloides se disuelven, forman una solución transparente que puede atravesar una membrana semipermeable.

Thomas Graham desarrolló un método de clasificación basado en el tamaño de las partículas

Thomas Graham fue el primer científico en descubrir esta distinción entre cristaloides y coloides. Desarrolló un sistema de clasificación basado en el tamaño de las partículas. Específicamente, descubrió que los cristaloides son compuestos que se difunden fácilmente a través de la membrana semipermeable (como las que se encuentran en nuestro cuerpo), mientras que los coloides no lo hacen o solo se difundirán muy lentamente. Los cristaloides incluyen azúcar, sales y urea, mientras que los coloides incluyen almidón, gelatina y proteínas.

Tipos de coloides

Hay varias formas diferentes de agrupar y definir coloides, incluido el tipo de partículas en suspensión, el tipo de interacciones de moléculas y qué tan bien interactúan las partículas con sus disolventes.

Tipo de Partículas

Los coloides se pueden definir mejor en función de en qué están suspendidas las partículas. Estas agrupaciones incluyen:

• Sol: partículas sólidas dispersas en líquido
• Aerosol: cualquier partícula dispersa en gas.
  
  • Niebla: partículas líquidas dispersas en gas
  • Humo: partículas sólidas dispersas en gas
• Emulsión: partículas líquidas dispersas en líquido.

Aunque la niebla y el humo pueden parecer similares, se diferencian en función de si tienen partículas líquidas o sólidas dispersas en el gas.

Interacciones de moléculas

Los coloides también se pueden definir en función de cómo interactúan las partículas entre sí y cuántos tipos diferentes de partículas están presentes. Estas agrupaciones incluyen:

• Coloides multimoleculares
• Coloides macromoleculares
• Coloides asociados (también conocidos como micelas)

Los coloides multimoleculares toman moléculas individuales que normalmente se considerarían cristaloides y las combinan hasta que forman una molécula en el rango coloide. Por ejemplo, el oro y el azufre harán esto. Las moléculas individuales de oro o azufre son muy pequeñas, lo suficientemente pequeñas como para viajar fácilmente a través de una membrana semipermeable. Pero se combinarán para formar moléculas grandes, y esto es lo que forma los coloides multimoleculares.

Los coloides macromoleculares son simplemente coloides donde la molécula individual es lo suficientemente grande como para ser considerada un coloide. Esto incluye almidón, celulosa y proteínas.

Los coloides asociados son los que forman soluciones cristaloides en pequeñas concentraciones, pero en grandes concentraciones comienzan a agregarse formando grandes moléculas dentro del rango coloidal. Esto incluye jabones y detergentes.

Interacción con solvente

Los coloides se mezclarán fácilmente con el solvente o requerirán algo de energía adicional para que se mezclen para formar una solución.

Cuando los coloides se mezclan fácilmente, se denominan liófilos. Liofílico significa amante de los solventes o líquidos. Estos son coloides donde las partículas dispersas interactúan fácilmente con el líquido que las rodea. Para hacer este tipo de coloides, simplemente mezclamos el coloide y el solvente. Esta categoría incluye almidones y geles.

Cuando los coloides no se mezclan fácilmente, se denominan liofóbicos. Liofóbico significa miedo a los disolventes o líquidos. Estos coloides necesitan energía adicional (en forma de energía mecánica, eléctrica o química) para que se mezclen con el solvente. Esta categoría incluye tintas y coloides metálicos.

Clasificación adicional

Podemos ver que la distinción entre cristaloides y coloides no está muy bien definida. ¿En qué momento determinamos que la sustancia ha atravesado rápidamente una membrana semipermeable, en lugar de atravesarla lentamente? Para ayudar a aclarar esta pregunta, se ha desarrollado una clasificación adicional a partir de la clasificación de tamaño inicial de Graham. Estas categorías son:

• Solución verdadera : partículas dispersas que tienen un tamaño de menos de 1 nm. Estas partículas son lo que Graham definió anteriormente como cristaloides, excepto que ahora tenemos un tamaño definido de un máximo de 1 nm. Estos forman mezclas homogéneas (una mezcla que parece igual en todos los sentidos).
• Solución coloidal : estas partículas tienen un tamaño de 1-100 nm. Pueden pasar lentamente a través de una membrana semipermeable, pero no pasan fácilmente. Estos forman mezclas heterogéneas (una mezcla que parece diferente en todas partes).
• Suspensión : Estas partículas dispersas tienen un tamaño superior a 100 nm. No atravesarán una membrana semipermeable e incluso pueden ser visibles a simple vista. Forman mezclas heterogéneas.

Resumen de la lección

Thomas Graham descubrió que hay dos grupos de sustancias, coloides y cristaloides. Coloides y cristaloides y diferenciados en función de su tamaño. Los cristaloides pueden pasar fácilmente a través de una membrana semipermeable, mientras que los coloides no pasarán o solo pasarán lentamente. Los coloides se pueden definir además en función del medio de dispersión utilizado o del tipo de moléculas utilizadas.

Con el fin de definir mejor la diferencia entre coloides y cristaloides, se estableció un tamaño específico para cada tipo dándonos tres grupos:

• Solución verdadera : tamaños de partículas inferiores a 1 nm
• Solución coloidal : tamaños de partículas 1-100 nm
• Suspensión : tamaños de partículas superiores a 100 nm