Approfondimento sulle dispersioni colloidali

Polimeri come soluzioni colloidali idrofile

I polimeri possono essere considerati delle soluzioni colloidali idrofile in quanto la fase dispersa è formata da più molecole, uguali o diverse fra loro, che hanno estrema affinità con la fase disperdente. In generale, un polimero è la ripetizione in sequenza di unità ripetitive, i monomeri. In natura, i polimeri sono le proteine, gli zuccheri, gli acidi nucleici; esistono però anche polimeri artificiali come le plastiche. Sono di solito termodinamicamente stabili con ΔG negativo, quindi sono reazioni spontanee.

Proteine come esempio di colloidi

Le proteine sono esempi di colloidi dove la fase dispersa è la catena di aminoacidi e la fase disperdente è l'acqua o più in particolare il citosol nelle cellule o liquidi nel nostro corpo; sono colloidi idrofili ed è possibile separare le due fasi attraverso l'elettroforesi. Questa tecnica risulta particolarmente utile nello studio delle proteine, in quanto le separa per carica e massa. In particolare,risultano deformi a causa di una mutazione nel gene dell'emoglobina. Nell'elettroforesi delle proteine, l'emoglobina normale e l'emoglobina falciforme migrano a velocità diverse, consentendo di identificare la presenza della mutazione. L'elettroforesi delle proteine è anche utilizzata per diagnosticare altre condizioni patologiche, come le malattie renali, le malattie del fegato e le malattie del sistema immunitario. Inoltre, può essere utilizzata per monitorare l'efficacia di determinati trattamenti medici, come la terapia antiretrovirale per i pazienti affetti da HIV. In conclusione, l'elettroforesi delle proteine è una tecnica di laboratorio molto utile nel campo medico-clinico per identificare e monitorare diverse condizioni patologiche.presentano una forma irregolare, a falce, che gli permette di portare meno ossigeno. Con l'elettroforesi si è scoperto che questa forma irregolare è dovuta a una mutazione della proteina emoglobina, contenuta nei globuli rossi e deputata al trasporto di ossigeno. Nell'anemia falciforme la mutazione interessa una sola base nucleotidica, l'adenina è infatti sostituita dalla timina e questo provoca la sostituzione dell'acido glutammico con la valina. Essendo due aminoacidi con polarità diversa (la valina è apolare e l'acido glutammico polare) non interagiscono ugualmente con gli altri aminoacidi e nel ripiegamento della proteina l'emoglobina assume dunque una struttura diversa, che porta alla forma a falce tipica dell'anemia falciforme. Polimeri artificiali Anche i polimeri artificiali, come quelli naturali sono dei colloidi, perché formati da più molecole, uguali o diverse fra loro. La polimerizzazioneNHCO. In questo tipo di polimerizzazione, le reazioni avvengono in diverse fasi o stadi, con la formazione di intermediche successivamente reagiscono tra loro per formare il polimero finale. La polimerizzazione è un processo fondamentale per la produzione di una vasta gamma di materiali plastici, come ad esempio polietilene, polipropilene, polistirene e molti altri. Questi materiali sono utilizzati in numerosi settori, come l'industria automobilistica, l'imballaggio, l'elettronica e molti altri. La capacità di sintetizzare polimeri con proprietà specifiche ha rivoluzionato molti settori industriali, consentendo lo sviluppo di materiali più leggeri, resistenti e versatili. La polimerizzazione è un processo che richiede attenzione e controllo accurato delle condizioni di reazione, al fine di ottenere polimeri di alta qualità e con le proprietà desiderate. In conclusione, la polimerizzazione è un processo chimico che permette la formazione di polimeri, molecole costituite da una catena di unità ripetitive. Questo processo può avvenire per addizione o condensazione, a catena o a stadi, e ha un ruolo fondamentale nella produzione di materiali plastici utilizzati in diversi settori industriali.

COOH. Nell'ambito industriale in base al tipo di catena utilizzata si avrà un risultato diverso, infatti se le catene utilizzate sono lineari si otterrà un polimero ad alta densità (come l'HDPE: high density polyethylene), ovvero plastiche più rigide che vengono utilizzate nei tubi per l'acqua o per il gas essendo molto resistenti; utilizzando invece delle catene molto ramificate si otterranno delle plastiche meno rigide (come l'LDPE: low density polyethylene), sensibili agli urti ma resistenti agli agenti chimici, come le pellicole per alimenti. Questo perché nelle catene ramificate, le ramificazioni non permettono la formazione di ordine, come accade negli acidi grassi.

Sangue. Anche il sangue è un esempio di colloide in quanto sono presenti numerose sostanze disciolte in esso. Nel plasma, che costituisce il 55% del sangue, sono presenti sostanze organiche, come zuccheri, proteine, lipidi e sostanze inorganiche, come alcuni.

permette il passaggio delle sostanze disciolte, ma trattiene i globuli rossi e le proteine presenti nel sangue. Durante l'emodialisi, il sangue del paziente viene fatto circolare attraverso il rene artificiale, mentre una soluzione di dialisi, contenente gli elettroliti necessari, viene fatta circolare dall'altro lato della membrana. In questo modo, le sostanze di scarto e l'acqua in eccesso vengono eliminate dal sangue, mentre gli elettroliti vengono mantenuti a livelli adeguati. La dialisi è un trattamento vitale per i pazienti con insufficienza renale, poiché sostituisce la funzione dei reni nel filtrare il sangue e mantenere l'equilibrio elettrolitico. Senza la dialisi, i pazienti affetti da insufficienza renale sarebbero esposti a gravi complicazioni e potrebbero andare incontro a insufficienza multiorgano. In conclusione, la dialisi è un processo di separazione delle sostanze disciolte utilizzando una membrana semipermeabile. Viene utilizzata sia in natura, per regolare le concentrazioni degli ioni all'interno e all'esterno delle cellule, sia in ambito medico, per l'emodialisi nei pazienti con insufficienza renale. La dialisi è un trattamento vitale che sostituisce la funzione dei reni nel filtrare il sangue e mantenere l'equilibrio elettrolitico.

suddivide lo spazio in due compartimenti. Da una parte passa il sangue e dall'altra è presente una soluzione per la dialisi con concentrazioni diverse di ioni disciolti in base alle esigenze del paziente.

Detergenti

In generale i detergenti sono miscele di sostanze chimiche in grado di abbassare la tensione superficiale di un liquido e dunque di pulire. Nello specifico l'azione detergente a un detergente la dà un tensioattivo, come per esempio un sapone.

Un sapone è dato dalla reazione di esterificazione di una base forte (NaOH, KOH) con un acido grasso, che produce sapone e alcool (glicerolo):

I saponi sono delle sostanze anfipatiche, in quanto presentano un gruppo idrofilo polare (-COO) e una coda idrofoba apolare (catena carboniosa). È proprio questa struttura che conferisce al sapone l'azione detergente in quanto a contatto con un grasso formano delle micelle attorno al grasso, che viene così disciolto in acqua.

In base alla base utilizzata

cambia il tipo di sapone che si ottiene; infatti, l'utilizzo di NaOH, comunemente nota come soda caustica produrrà un sapone generalmente solido a temperatura ambiente; l'utilizzo invece di KOH produrrà un sapone liquido. Colloidi liofobi I colloidi liofobi tendono a risolversi nel tempo nelle due fasi da cui sono formati; sono infatti termodinamicamente instabili e necessitano di agitazione meccanica per essere dispersi. In base allo stato delle due fasi vengono denominati in modi diversi: Fase dispersa Fase continua Nome Esempio Liquido Gas Aerosol liquido Nebbia Solido Gas Aerosol solido Fumo Gas Liquido Schiuma Schiuma da barba Liquido Liquido Emulsione Latte, maionese Solido Liquido Sol Pasta dentifricia, Au o Ag colloidali Liquido Solido Gel Formaggio La stabilità di un colloide liofobo dipende dalla densità delle due fasi, dalla temperatura e dalla presenza di agenti emulsionanti. Gli emulsionanti sono delle sostanze in grado di stabilizzare.

Un’emulsione (colloide formato da dueliquidi) agendo da tensioattivo, ovvero diminuendo la tensione superficiale del liquido e favorendo quindi la miscibilità tra i due liquidi.

Gli emulsionanti hanno un importante ruolo nella digestione dei lipidi. I lipidi vengono digeriti nel duodeno grazie all’azione degli enzimi di tipo lipasi contenuti nel succo pancreatico. Un importante ruolo lo hanno anche i sali biliari contenuti nella bile, che hanno funzione di emulsionare i lipidi, rendendoli piccole gocce più facili da attaccare da parte delle lipasi per la maggior superfice presente.

Gli emulsionanti trovano impiego anche nell’industria alimentare come additivi per stabilizzare delle emulsioni come il latte e la maionese. Un esempio di attivo è la lecitina, una proteina contenuta nel tuorlo d’uovo e nei semi di soia che stabilizza la miscela rendendola omogenea.