Concetti Chiave
- Le dispersioni colloidali sono sistemi bifasici dove una fase dispersa è distribuita in una fase continua, con particelle tra 1 nm e 500 nm.
- Queste dispersioni rappresentano un'intermediazione tra soluzioni vere e sospensioni, caratterizzate da un'elevata area superficiale che facilita l'adsorbimento.
- I colloidi possono essere liofili, liofobi o di associazione, a seconda delle interazioni tra fase dispersa e solvente.
- La teoria del doppio strato elettrico spiega la carica superficiale delle particelle colloidali, influenzata dal potenziale zeta.
- I colloidi di associazione formano micelle sopra la concentrazione micellare critica (CMC), essendo utili come eccipienti viscosizzanti e solubilizzanti.
Dispersioni colloidali
Le dispersioni colloidali sono sistemi bifasici in cui una fase, definita fase dispersa o discontinua o interna è distribuita sotto forma di particelle o goccioline in una seconda fase definita fase continua o disperdente o esterna.
In base alle dimensioni particellari della fase dispera si distinguono in:
- Dispersioni molecolari o “soluzioni vere” = le particelle sono piccole molecole,
- Dispersioni colloidali = le particelle hanno dimensioni comprese tra 1 nm e 500 nm.
- Dispersioni grossolane o sospensioni/emulsioni = le particelle hanno dimensioni > 500 nm.
Le dispersioni colloidali possono essere sia soluzioni ma non “soluzioni vere”, perché la fase dispersa è una macromolecola in acqua (es.
Rappresentano un termine intermedio tra le soluzioni vere e sospensioni.
Le particelle di dimensioni colloidali possiedono un’area superficiale enorme rispetto ad un pari volume di particelle di dimensioni maggiori. L’elevata area superficiale specifica conferisce loro particolari proprietà di superficie = adsorbimento: accumulo di un gas, liquido o solido sulla superficie di un liquido o di un solido con cui viene a contatto.
Possono essere suddivise in 3 gruppi in base all’interazione delle particelle/molecole/ioni della fase dispersa con le molecole del mezzo disperdente:
1. Sistema colloidale liofilo / idrofilo (se il solvente è l’acqua) c’è interazione tra fase dispersa e solvente/fase disperdente (es. agente viscosizzante: polimero idrofilo in acqua). Possono essere naturali, sintetici o semisintetici.
2. Sistema colloidale liofobo /idrofobo (se il solvente è l’acqua) la fase dispersa non interagisce con l’acqua o il solvente (es. argento colloidale, usato per le proprietà anti-batteriche, e le nanoparticelle).
3. Sistema colloidale di associazione
Teoria del doppio strato elettrico: la superficie di una particella è carica a causa della dissoluzione di ioni (es. AgI), ionizzazione (es. proteine) o adsorbimento di ioni (elettroliti o tensioattivi).
Le particelle sono circondate da un doppio strato:
- Strato fisso superficiale
- Strato mobile appartenente al messo liquido (neutralizza il precedente)
Ad una certa distanza dalla superficie le concentrazioni di anioni e di cationi divengono uguali = neutralità di carica.
La differenza di potenziale tra il primo strato di carica e la regione di solvente elettricamente neutra è detta potenziale zeta (= dà informazioni sulla carica delle particelle).
Colloidi di associazione
Sono sistemi derivanti da molecole amfifiliche (es. tensioattivi) di dimensioni molto piccole, sub-colloidali, che presenti a basse concentrazioni in un mezzo liquido tendono ad esistere separatamente.Con l’aumento della concentrazione tali molecole formano degli aggregati di dimensioni colloidali costituiti da più molecole, detti micelle.
Concentrazione Micellare Critica (CMC) = concentrazione minima del tensioattivo alla quale si formano le micelle.
Tensioattivo in acqua al di sotto della CMC = soluzione “vera”
Tensioattivo in acqua al di sotto della CMC = soluzione colloidale, micella
I sistemi colloidali sono usati come eccipienti perché sono viscosizzanti e solubilizzanti.
Domande da interrogazione
- Quali sono le caratteristiche principali delle dispersioni colloidali?
- Come si classificano i sistemi colloidali in base all'interazione con il mezzo disperdente?
- Cosa rappresenta il potenziale zeta nei sistemi colloidali?
- Cosa sono i colloidi di associazione e come si formano le micelle?
Le dispersioni colloidali sono sistemi bifasici con una fase dispersa distribuita in una fase continua. Le particelle hanno dimensioni tra 1 nm e 500 nm e possiedono un'elevata area superficiale specifica, che conferisce proprietà di adsorbimento.
I sistemi colloidali si classificano in liofili/idrofili, liofobi/idrofobi e di associazione, a seconda dell'interazione tra la fase dispersa e il solvente.
Il potenziale zeta rappresenta la differenza di potenziale tra il primo strato di carica di una particella e la regione di solvente elettricamente neutra, fornendo informazioni sulla carica delle particelle.
I colloidi di associazione derivano da molecole amfifiliche che formano micelle a concentrazioni superiori alla Concentrazione Micellare Critica (CMC), creando aggregati di dimensioni colloidali.
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