SOSPENSIONI CHIMICHE: CARATTERISTICHE, COMPOSIZIONE, ESEMPI - CHIMICA - 2026

Le sospensioni chimiche sono una miscela eterogenea di un soluto che non si dissolve nella soluzione. Le sospensioni sono soluzioni instabili, poiché il soluto ha la particolarità di sedimentare nel tempo.

Ma cos'è esattamente una sospensione? È un sistema bifasico eterogeneo, dove il soluto compone la fase solida dispersa in un mezzo liquido o fase disperdente. Questa fase disperdente può essere anche un gas o una miscela di gas in cui le particelle solide rimangono sospese.

Fonte: Pexels

Il soluto in sospensione contiene particelle solide più grandi di quelle che si trovano in una soluzione vera e colloidi; pertanto, è all'estremità della dimensione delle particelle più grandi per queste sostanze (vera soluzione

La dimensione approssimativa delle particelle disperse nelle sospensioni è maggiore di diecimila angstrom. Un angstrom, Å, è un'unità di lunghezza che equivale a un decimilionesimo di metro. Si può anche dire che un angstrom Å è uguale a un decimillesimo di micron (1Å = 0.0001µm).

La formazione di una sospensione dipende quindi dalla dimensione delle particelle di soluto, dalle proprietà della sua solubilità e dalle caratteristiche della sua miscibilità.

Il soluto nelle emulsioni ha miscibilità zero, cioè il soluto non ha la capacità di dissolversi. Ma con l'aggiunta di un emulsionante (o emulsionante) è possibile stabilizzare l'emulsione; Questo è, ad esempio, il caso della maionese, dove l'albume d'uovo funge da emulsionante.

Nell'industria farmacologica esistono svariate sospensioni il cui soluto solido e insolubile è il principio attivo di un farmaco. Queste particelle vengono disperse nel mezzo, con l'aiuto di eccipienti il ​​soluto può essere mantenuto sospeso nella miscela.

Esempi delle sospensioni più semplici includono quella formata da una miscela di sabbia con acqua; la polvere che è sospesa nell'aria e che per gravità si deposita sulle superfici; crema solare, tra molti altri.

Caratteristiche delle sospensioni

Sono molte le caratteristiche che consentono di definire e differenziare chiaramente una sospensione da soluzioni e colloidi reali:

Fisico

-E 'un sistema eterogeneo, formato da due fasi: una interna solida e una esterna formata dalla fase fluida o disperdente.

-La fase solida contiene un soluto che non si dissolve nel liquido disperdente e quindi rimane fluttuante o sospeso. Ciò implica che il soluto sia mantenuto, dal punto di vista fisico e chimico, separato dalla fase liquida.

-Le particelle che compongono il soluto sono generalmente solide, di grandi dimensioni e visibili ad occhio nudo.

-La dimensione delle particelle di soluto nelle sospensioni è vicina o superiore a 1 micron (1 µm).

-A causa delle sue dimensioni, peso e nel tempo, il soluto ha la tendenza a sedimentare.

-Le sospensioni sono caratterizzate dal fatto che sono facilmente risospese e si omogeneizzano rapidamente dopo agitazione meccanica.

- Per mantenere stabili le sospensioni, generalmente l'industria farmaceutica aggiunge tensioattivi, stabilizzanti o addensanti.

-Le sospensioni hanno un aspetto torbido, non sono chiare o trasparenti; così come le soluzioni omogenee.

-I componenti di miscele eterogenee, come le sospensioni, possono essere separati applicando metodi fisici come la filtrazione.

Tempo di sedimentazione

Forse una delle prime domande da porsi sul fatto che una sostanza sia una sospensione o un colloide è il tempo di sedimentazione del soluto. Nelle soluzioni vere, il soluto non si aggregherà mai per formare un precipitato (supponendo che il solvente non evapori).

Ad esempio, se lo zucchero viene sciolto in acqua e la soluzione insatura viene mantenuta coperta per evitare perdite di solvente, non si formeranno cristalli di zucchero sul fondo del contenitore. Lo stesso vale per soluzioni colorate di vari indicatori o sali (come CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O).

Tuttavia, nelle sospensioni il soluto finisce per aggregarsi in un certo momento e, come risultato dell'aumento delle loro interazioni, si depositano sul fondo. Pertanto, esistono per un periodo di tempo molto breve.

Un altro esempio si trova nelle reazioni redox dove partecipa KMnO ₄ , con un colore viola intenso. Riducendo o guadagnando elettroni, ossidando le specie chimiche di interesse, si forma un precipitato bruno di MnO ₂ , che rimane sospeso nel mezzo di reazione; granelli marroni molto piccoli.

Dopo un certo tempo (minuti, ore, giorni), la sospensione di MnO ₂ nel liquido finisce per depositarsi sul fondo come un "tappeto marrone".

Stabilità

La stabilità delle sospensioni è legata alla resistenza al cambiamento delle loro proprietà nel tempo. Questa stabilità si ottiene con il controllo di diversi fattori, tra cui:

-Le sospensioni devono essere facilmente risospendibili mediante agitazione meccanica.

-Il controllo della viscosità della dispersione, che riduce la sedimentazione del soluto; pertanto, la viscosità deve essere alta.

-Più piccola è la dimensione delle particelle in fase solida, maggiore è la stabilità delle sospensioni.

-È utile incorporare nelle sospensioni sostanze come tensioattivi, emulsionanti o antigelo. Questo viene fatto per diminuire l'aggregazione o la flocculazione delle particelle della fase interna o delle particelle solide.

-Un controllo costante della temperatura deve essere mantenuto durante la preparazione, distribuzione, conservazione e utilizzo delle sospensioni. Per garantirne la stabilità è importante non sottoporli a sbalzi di temperatura improvvisi.

Composizione

Come sistema bifasico, le sospensioni sono costituite da due componenti: la fase soluta o dispersa e la fase disperdente.

Fase dispersa

La fase soluta o dispersa è costituita da particelle solide nella miscela in sospensione. Non si dissolve, perché è liofobico; cioè, detesta il solvente per le sue differenze di polarità. Più il soluto è liofobico, più breve è il tempo di sedimentazione e la durata della sospensione.

Inoltre, quando le particelle di soluto detestano il solvente, maggiore è la loro tendenza a raggrupparsi per formare aggregati più grandi; abbastanza, in modo che le loro dimensioni non siano più dell'ordine dei micron, come menzionato sopra. E poi la gravità fa il resto: li tira verso il basso.

È qui che sta la stabilità delle sospensioni. Se gli aggregati si trovano in un mezzo viscoso, si troveranno maggiori difficoltà per interagire tra loro.

Fase di dispersione

Il disperdente delle sospensioni o fase esterna, in generale, è di natura liquida, tuttavia può essere gassoso. I componenti delle sospensioni possono essere separati mediante processi fisici come filtrazione, evaporazione, decantazione o centrifugazione.

La fase disperdente è caratterizzata dall'essere molecolarmente più piccola e dinamica; tuttavia, aumentando la sua viscosità, impedisce al soluto sospeso di tendere ad aggregarsi e depositarsi.

Agenti tensioattivi

Le sospensioni possono contenere tensioattivi o altri disperdenti per impedire la sedimentazione delle particelle in fase solida. Allo stesso modo, alla sospensione possono essere aggiunte sostanze stabilizzanti che aumentano la solubilità e prevengono il deterioramento delle particelle.

Se un gas specifico che soddisferebbe questa funzione potesse essere aggiunto ipoteticamente a una stanza polverosa, tutta la polvere verrebbe rimossa dagli oggetti quando risospesi; e quindi, basterebbe soffiare aria fresca per rimuovere tutta la polvere.

Differenze tra sospensione, colloidi e soluzioni vere

È importante evidenziare alcune differenze tra sospensioni, colloidi e vere soluzioni per comprenderne meglio la composizione.

-I colloidi e le soluzioni vere sono miscele omogenee e quindi hanno un'unica fase (visibile); mentre le sospensioni sono miscele eterogenee.

-Un'altra differenza tra loro sta nella dimensione delle particelle. In una vera soluzione, la dimensione delle particelle varia da 1 a 10 Å e si dissolvono nel solvente.

-Nelle vere soluzioni il soluto non rimane solido, si dissolve formando un'unica fase. I colloidi sono un tipo intermedio di miscela tra soluzioni vere e sospensioni.

-Un colloide è una miscela omogenea, formata da soluti le cui particelle hanno una dimensione compresa tra 10 e 10.000 Å. Sia nei colloidi che nelle sospensioni, il soluto rimane solido e non si dissolve.

-Il soluto del colloide rimane sospeso nella fase disperdente, non tende a sedimentare e non è visibile ad occhio nudo. Il latte è uno dei tanti esempi di una soluzione colloidale. In sospensione, il soluto tende a depositarsi ed è visibile ad occhio nudo o con un microscopio ottico.

tipi

Esistono diversi tipi di sospensioni che possono essere classificate in base al mezzo o fase di dispersione, alla capacità di sedimentazione; e in materia farmacologica, a seconda della via di somministrazione.

-Secondo il mezzo di dispersione

I mezzi di dispersione delle sospensioni sono generalmente liquidi, tuttavia esistono anche mezzi gassosi.

Sospensioni meccaniche

Sono le sospensioni più comuni, formate dalle fasi solido-liquido, già descritte; come la sabbia in una ciotola d'acqua. Tuttavia, esistono sospensioni come gli aerosol descritti di seguito.

Spray per aerosol

Questo è un tipo di sospensione composta da particelle solide fini più goccioline di liquido sospese in un gas. Un esempio di questa sospensione si trova nell'atmosfera e nei suoi strati di polvere e ghiaccio.

-A seconda della capacità di sedimentazione

Esistono sospensioni che in base alla loro capacità di sedimentazione possono essere classificate in sospensioni deflocculate e sospensioni flocculate.

Defloculato

In questo tipo di sospensione, la forza repulsiva tra le particelle è importante e vengono mantenute separate, senza flocculare. Nella fase iniziale di formazione della sospensione non si formano aggregati.

La velocità di sedimentazione del soluto è lenta ed è difficile risospendere il sedimento una volta che si è formato. In altre parole, anche se fossero agitate, le particelle non risospenderanno; Questo è particolarmente il caso dei solidi gelatinosi, come Fe (OH) ₃ .

Flocculato

Sono sospensioni in cui c'è poca repulsione tra le particelle di soluto e hanno la tendenza a formare fiocchi. La velocità di sedimentazione della fase solida è veloce e il sedimento formato è facilmente ridispersibile.

-A seconda della via di somministrazione della sospensione

Esistono sospensioni orali, che sono facili da somministrare e generalmente hanno un aspetto lattiginoso. Esistono anche sospensioni per uso topico, presentate come creme, unguenti, emollienti, protettivi, che vengono applicati sulla pelle o sulle mucose.

Esistono sospensioni che possono essere applicate mediante iniezioni e in aerosol, come il salbutamolo, che è un broncodilatatore.

Esempi

Fonte: Pixabay

Esistono numerosi esempi di sospensioni in natura, nei prodotti e negli alimenti e nell'industria farmaceutica.

In natura

L'atmosfera è un esempio di una sospensione di tipo aerosol, poiché contiene molte particelle solide sospese. L'atmosfera contiene fuliggine, particelle di polvere fine, solfati, nitrati, tra gli altri composti intervallati da goccioline d'acqua dalle nuvole.

Un altro esempio di sospensione che si trova in natura è il fango o il fango, che è una miscela di acqua e sabbia. I fiumi torbidi, quando l'acqua trasporta una quantità di sedimenti, formano una sospensione.

In cucina

Gli impasti realizzati in cucina unendo la farina all'acqua costituiscono un'emulsione: con il riposo la farina tende a depositarsi. Gli yogurt alla frutta sono esempi di alimenti che sono sospensioni. I succhi di frutta che non sono stati filtrati sono esempi di sospensioni.

Allo stesso modo, le gocce di cioccolato in un bicchiere di chicha costituiscono una sospensione piuttosto eterogenea e instabile. Lasciando la chicha a riposo, prima o poi si formerà uno strato di cioccolato sul fondo del bicchiere.

Nell'industria farmaceutica

Sono note sospensioni utilizzate per combattere le infezioni parassitarie, come il mebendazolo. Sono presenti anche gli astringenti intestinali che contengono sali di magnesio e alluminio, miscelati con pectina e caolino.

Queste sospensioni farmacologiche possono avere diverse vie di somministrazione: topica, orale o iniettabile. Avranno usi diversi, cioè servono per il trattamento di varie malattie.

Esistono sospensioni oftalmiche e otiche, tra le altre. Si raccomanda di risospendere la sospensione, ben prima del consumo, per garantire la dose prescritta dal medico.

Bicchiere di sabbia vs bicchiere di stelle

Alcune frasi poetiche dicono: le stelle bianche sospese nel cielo.

Sebbene il confronto tra un bicchiere d'acqua con sabbia sospesa e un “bicchiere cosmico” di stelle sia del tutto sproporzionato (e inverosimile), è interessante considerare per un momento l'universo come un'enorme sospensione di stelle (e innumerevoli altri corpi). celeste).

In tal caso, non si allontanerebbero l'uno dall'altro; anzi, al contrario, finirebbero per raggrupparsi per formare uno strato di stelle sul fondo di detto vaso cosmico.

Riferimenti

1. Soult A. (4 ottobre 2017). Colloidi e sospensioni. Chemistry LibreTexts. . Recupero da: chem.libretexts.org
2. Conroy D. (19 luglio 2017). 30 esempi di sospensioni chimiche. Lifeperson. Estratto da: lifepersona.com
3. Reid D. (4 febbraio 2018). Cos'è la sospensione nella scienza? - Definizione, tipi ed esempi. Studia. Estratto da: study.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (03 dicembre 2018). 4 Esempi di sospensioni. Estratto da: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2018). Sospensione (chimica). Estratto da: en.wikipedia.org
6. TutorVista. (2018). Esempi di sospensioni. Estratto da: chemistry.tutorvista.com
7. Quimicas.net (2018). Esempi di sospensioni.
   Estratto da: quimicas.net