Colóides

O Estado Coloidal

Se você adicionar um pouco de sal a um copo de água e agitar, notará que o sal irá se dissolver e, a partir dessa mistura, formar uma solução aquosa. No entanto, se a mesma experiência for feita com um pouco de areia fina, o resultado será muito diferente. Como a areia não se dissolve em água, irá depositar-se no fundo do recipiente, logo após o término da agitação.

A mistura de água e areia, no momento da agitação, constitui um bom exemplo de suspensão.

Mesmo através da filtração, seria possível observar uma diferença importante entre esses dois tipos de mistura: as suspensões podem ser filtradas; as soluções, não.

É evidente que essa diferença de comportamento entre as soluções e as suspensões se deve ao tamanho da partícula dispersa. Enquanto que os enormes grãos de areia, a maioria visíveis a olho nu, ficam presos no papel de filtro, os invisíveis íons Na+ e Cl- possuem dimensões tão reduzidas que atravessam facilmente os poros do filtro.

Há uma ampla variedade de valores entre o diâmetro médio dos íons e das moléculas comuns e o diâmetro médio de corpos maiores como os da areia, constituídos de sílica ( SiO2 ). Em outras palavras, as partículas dispersas num meio sólido, líquido ou gasoso possuem tamanhos muito diferentes.

Para muitos pesquisadores, os dispersos com diâmetros médios entre 1,0 nm e 1000 nm constituem fronteiras gerais para uma classificação das misturas. Assim, partículas com diâmetro inferior a 1,0 nm encontram-se em solução e devem ser chamadas de soluto. Por outro lado, partículas com diâmetro superior a 1000 nm estariam dispersas em misturas denominadas suspensões.

Mas, você pode estar pensando, e as partículas de tamanho intermediário?

Os cientistas observaram que partículas com diâmetro entre 1,0 nm e 1000 nm participam de um campo muito importante, chamado de misturas coloidais ou simplesmente colóides.

 

AFINAL, QUAL O DIÂMETRO DE UMA PARTÍCULA COLOIDAL?

Apesar de alguns pesquisadores terem proposto que partículas coloidais teriam diâmetro situado entre 1,0 nm (10-9 m) e 100 nm, evidências experimentais tendem atualmente a ampliar esse intervalo para 1 000 nm. No entanto, essa discussão não terá maior importância para nosso estudo, pois o que definirá realmente se uma mistura é coloidal ou uma suspensão será seu comportamento macroscópico.

Adotaremos, então, os limites situados entre 1,0 nm e 1000 nm para caracterizar o diâmetro de uma partícula coloidal .

Analisando o quadro a seguir, podemos comparar características gerais das soluções, das misturas coloidais e das suspensões. Note que, nas misturas em geral, a substância em menor quantidade pode ser chamada de disperso, ou seja, é uma substância que se encontra espalhada, de maneira homogênea ou não, em outra substância denominada dispersante. Nessas condições, a mistura receberá o nome geral de dispersão.

 

OS PRINCIPAIS TIPOS DE DISPERSÕES COLOIDAIS

Como você perceberá , as dispersões coloidais possuem participações importantes em nosso cotidiano, sendo classificadas de acordo com o estado físico dos participantes. Vários alimentos, medicamentos e produtos cosméticos são sistemas coloidais. Veja alguns exemplos no quadro abaixo:

TIPOS DE DISPERSÃO COLOIDAL

Nome

Substância dispersa

Substância dispersante

Exemplos

Sol

 

Sólida ( MICELA )

Líquida

Proteínas em água, detergentes em água

Gel

Líquida

Sólida

Geléias, gelatinas, queijos

Emulsão

Líquida

Líquida

Maionese, manteiga

Espumas

Gás

Líquida ou sólida

Espumas líquidas: chantilly, espuma de sabão

Espumas sólidas: pedra-pome, carvão, maria-mole

Aerossol

Sólida ou líquida

Gás

Poeira, fumaça, neblina, sprays

Sol sólido

Sólido

Sólido

A maioria das pedras preciosas ; vidros

 

UMA RECEITA DE GELATINA : COLÓIDES SOL E GEL

A receita que acompanha a embalagem de uma gelatina em pó descreve o seguinte método de preparação:

· Despeje o conteúdo da embalagem em um recipiente.

• Adicione uma xícara (250 mL) de água fervente.

· Mexa até dissolver completamente.

· Adicione mais uma xícara de água fria ou gelada.

• Coloque o recipiente na geladeira.

Do ponto de vista químico, a gelatina em pó é uma mistura de moléculas enormes, de grande massa molecular, denominadas proteínas. E estas, por sua vez, são resultantes da união de moléculas menores, denominadas aminoácidos.A hemoglobina, por exemplo, que transporta oxigênio no sangue, possui cerca de 9 nm de diâmetro e massa molecular igual a 64 500 u.

Como as moléculas de proteína apresentam um diâmetro situado entre 1,0 nm e 1000 nm, dizemos que possuem dimensões coloidais. Assim, o pó de gelatina, quando misturado em água aquecida, constitui um colóide sol.

No entanto, o esfriamento final da gelatina na geladeira faz com que as fibras de proteínas formem uma malha e passem a constituir o que chamamos de colóide gel.

No gel, a fase dispersante forma uma complexa grade tridimensional que mantém o disperso em uma estrutura semi-rígida. Em alguns tipos de gel, essa estrutura pode ser rompida por agitação. É o que ocorre, por exemplo, com algumas tintas. Por agitação com o pincel, o gel transforma-se em sol. Na parede, com o repouso, o gel volta a se reconstituir.

 

DE ONDE VEM A GELATINA?

A proteína mais abundante dos vertebrados é o colágeno, que constitui aproximadamente 25% em massa das proteínas do corpo humano. Parte dos ossos, tendões, dentes e pele é constituída de colágeno.

Apesar de o colágeno não ser comestível, seu aquecimento em água fervente produz uma mistura de outras proteínas comestíveis, denominadas genericamente de gelatinas. Tais proteínas são usadas na fabricação de vários produtos, tais como filmes fotográficos, colas, cápsulas de medicamentos e produtos alimentícios.

As proteínas pertencem à classe dos colóides liófilos, ou seja, aqueles que possuem afinidade com água. Como esses colóides têm maior facilidade em transformar-se do estado gel para sol, ou vice-versa, são chamados de reversíveis.

 

O CITOPLASMA: COLÓIDE OU SOLUÇÃO?

Você provavelmente se lembra de que os orgânulos do citoplasma estão mergulhados num material amorfo, viscoso, chamado hialoplasma. Como componente majoritário, o hialoplasma contém, antes de mais nada, muita água. Em segundo lugar, em termos de quantidade, encontramos moléculas de proteínas. Neste sentido, podemos classificar o hialoplasma como sendo um colóide, devido ao tamanho das macromoléculas protéicas. Por outro lado, dissolvidas na água do hialoplasma, há uma grande variedade de substâncias, com partículas de diâmetro inferior a 1 nm: sais minerais, gases da respiração, açúcares, aminoácidos, ácidos graxos, nucleotídeos, etc. Se o critério de classificação forem essas moléculas, você poderia dizer, sem dúvida, que o hialoplasma é uma solução. Se você estiver considerando o plasma, parte líquida do sangue, a situação é parecida: muita água como dispersante, moléculas de proteínas, principalmente albumina, sais minerais, açúcares, ácidos graxos, vitaminas, gases respiratórios. Dessa forma, o plasma sangüíneo é um colóide e, ao mesmo tempo, uma solução.

 

OS COLÓIDES E O MOVIMENTO AMEBÓIDE

A região de hialoplasma mais externa da célula, logo abaixo da membrana plasmática, também dita ectoplasma, é um colóide no estado de gel. Já a maior parte do hialoplasma, interna, chamada endoplasma, é um colóide no estado de sol. È bastante antiga a observação de que células vivas, como amebas e leucócitos, têm a capacidade de transformar, em certas circunstâncias, partes do hialoplasma geleificadas em sol, e vice-versa. Essas transformações estão na base do famoso movimento amebóide, através do qual amebas e leucócitos "derramam" seu citoplasma para a frente, formando pseudópodes. Os pseudópodes, vamos lembrar, não apenas permitem a locomoção da célula, como também sua nutrição, pelo conhecido processo da fagocitose.

Não se sabe ainda, ao certo, os mecanismos que levam o hialoplasma da ameba a se transformar e fluir para formar os pseudópodes. Há fortes indícios, no entanto, de que finíssimos filamentos de uma proteína chamada actina, presentes no hialoplasma estejam relacionados com esse fluxo citoplasmático, fundamental para a formação de pseudópodes. Uma observação: a actina de que estamos falando é a mesma substância que, em conjunto com a miosina, forma o complexo contrátil das células musculares.

Fagocitose e fotos na Internet

Se você tiver a curiosidade de ver algumas fotografias de fagocitose, realizadas ao microscópio, vá para o endereço abaixo. Você poderá ver algumas seqüências em que amebas estão fagocitando protozoários ciliados, como paramécios, com vários tipos de magnificação. O endereço é:

http://130.158.208.53/www/PDB/Images/Subjects/Phagocytosis/kihara/01.html

Divirta-se!

 

AS EMULSÕES: COMO SE FAZ MAIONESE?

Todos sabemos que água e óleo não se misturam e isso habitualmente é justificado pelo fato da água ser um líquido polar, enquanto o óleo é formado por moléculas praticamente apolares.

Se você agitar uma mistura de água e óleo em um liquidificador, gotas de óleo, de dimensões coloidais, ficarão espalhadas na água por algum tempo. A esse sistema chamamos de emulsão.

Note que, após alguns minutos, as gotas de óleo aglutinam-se e a fase oleosa é reconstituída, voltando a flutuar sobre a água. Isto significa que a emulsão formada era instável.

Você sabe como se faz maionese?

Para fazer maionese, basta colocar uma gema do ovo em um liquidificador, bater vigorosamente e acrescentar um pouco de óleo. Forma-se, assim, uma emulsão estável.

Mas como isso acontece? Como o óleo e a água podem ser misturados?

A razão fundamental está na presença das proteínas da gema.

As moléculas de proteína envolvem as gotas de óleo, formando uma película hidrófila, ou seja, que possui afinidade com a água. A essas proteínas chamamos de colóides protetores ou agentes emulsificantes ou tensoativos.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA MÉDIA DO OVO DE GALINHA ( %massa )

Água Proteínas Gorduras

Ovo inteiro 65,5 12 11

Clara ( 58%do ovo) 88 11 0,2

Gema ( 31% do ovo) 48 17,5 32,5

A casca do ovo é basicamente constituída por carbonato de cálcio.

(Leg.: Muitas vezes, o mesmo sistema se enquadra em várias classificações. O leite, por exemplo, é uma solução aquosa de sais e açúcares; um colóide sol em relação às proteínas e uma emulsão em relação às gorduras. No leite, o agente emulsificante é uma proteína chamada caseína. Além disso, algumas partículas de gordura, grandes o suficiente para serem vistas ao microscópio comum, estão em suspensão.)

 

COMPOSIÇÃO MÉDIA DO LEITE HUMANO (% EM MASSA)

H2O ¾ 85%

Gordura ¾ 3,8%

Proteínas ¾ 1,6%

Açúcar ¾ 7,5% (lactose)

O restante: sais de cálcio, fósforo, potássio, ferro, magnésio, cobre e vitaminas.

 

O EFEITO TYNDALL

Se colocarmos lado a lado um copo com solução aquosa de açúcar e outro copo com leite diluído em água, o feixe de uma caneta- laser deixará um rastro somente no copo que contém uma dispersão coloidal de gelatina em água.

Este fenômeno, conhecido como efeito Tyndall, ocorre devido à dispersão da luz pelas partículas coloidais. No béquer contendo uma solução de açúcar em água, as moléculas do soluto não são suficientemente grandes para dispersarem a luz.

O efeito Tyndall recebeu esse nome , em homenagem ao brilhante físico inglês, John Tyndall (1820 – 1893), que demonstrou por que o céu é azul, e estudou de forma muito completa os fenômenos de espalhamento da luz por partículas e poeira. Esse efeito também foi observado por Tyndall quando um pincel de luz atravessava alguns sistemas coloidais. Esse espalhamento da luz é seletivo, isto é, depende das dimensões das partículas dispersas e do comprimento de onda da radiação. Dessa forma, é possível que uma determinada cor de luz se manifeste de maneira mais acentuada do que outras.

 

AEROSSÓIS

O ambiente em que vivemos precisa ser limpo com regularidade, para que que seja retirada a poeira que constantemente é depositada sobre os objetos.

Esses grãos de poeira, de diâmetros superiores a 1 000 nm, estão em suspensão e tendem a sedimentar. No entanto, há no ar alguns grãos de poeira de dimensões coloidais que nunca sedimentam. Esses tipo de colóide chama-se aerossol. Neblinas , fumaças e sprays são outros exemplos de aerossóis do cotidiano. Quando observamos o rastro luminoso deixado pela luz de um projetor de slides em uma sala escura, ou quando notamos os feixes luminosos dos faróis dos carros em dias com forte neblina, devemos nos lembrar do efeito Tyndall que a luz pode provocar quando atinge partículas coloidais sólidas existentes no ar.

 

ESPUMAS

Quando um gás é borbulhado em um líquido, além das bolhas enormes e visíveis, são formadas também bolhas de dimensões coloidais. Por isso, as espumas também podem ser classificadas como colóides. Um bom exemplo é o chantilly, formado pela mistura de ar em creme de leite. Um sólido que possui poros de dimensões coloidais é classificado como espuma sólida. É o caso, por exemplo, da pedra-pome, que possui ar em microscópicos poros de dimensões coloidais.

Como você percebeu através destas rápidas informações, o vasto campo dos sistemas coloidais é atraente e gerador de muitas atividades profissionais. No mundo, as industrias ligadas aos colóides empregam milhões de pessoas e movimentam muitos bilhões de dólares.

 

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