Suspensión (química)
En química, una suspensión es una mezcla heterogénea formada por un sólido en polvo o por pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido (fase dispersante o dispersora). Cuando uno de los componentes es líquido y los otros son sólidos suspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas. Las partículas que forman parte de una suspensión pueden ser microscópicas, y de distintos tamaños, dependiendo del tipo de sustancia.[1] De igual manera este tipo de suspensiones puede requerir de distintas formas de energía, para la elaboración de mezclas homogéneas y coloides distintos entre sí.[2]
Composición de una suspensión
Las suspensiones se definen como dispersiones heterogéneas sólido-líquido constituidas por dos fases:[3]
- Fase sólida: Fase interna, discontinua, o dispersa: está formada por partículas sólidas, insolubles, finamente divididas y suspendidas en el vehículo o medio dispersante.
- Fase líquida: Fase externa, continua o dispersante: consiste en un líquido, acuoso o un semisólido, que tiene cierta consistencia y que puede ser acuoso o graso.
- Tensoactivos: agentes dispersantes: los tensoactivos son sustancias que impiden que las partículas se agreguen, ya que a mayor tamaño, las partículas tienen mayor tendencia a sedimentar. Una suspensión estable suele tener en su fórmula algún agente tenso activo.
- Estabilizantes: cualquier sustancia que se incluye en la formulación de la suspensión que impida que esta pierda su estabilidad. Aquí se incluyen espesantes, anticongelantes, conservantes.
Son sistemas que, con el tiempo, decantan las partículas sólidas dispersas en el medio dispersante. Para evitar este proceso, las suspensiones químicas meta estables suelen tener una viscosidad alta para evitar que estas partículas sedimenten.
Estabilidad de las suspensiones
Las suspensiones no son estables. La estabilidad física de las suspensiones podría definirse como una condición en la cual las partículas no se agregan y permanecen distribuidas de forma homogénea en la suspensión a lo largo de un tiempo determinado, sin sedimentar ni separarse fases.[3][4]
Para disminuir la velocidad de segmentación hay que:
- Disminuir el tamaño de las partículas.
- Aumentar la viscosidad de medio.
- Evitar cambios bruscos de temperatura durante el almacenaje, transporte...
- Evitar cristalizaciones mediante la inclusión de anticongelantes en la formulación.
Métodos acelerados para observar la estabilidad de las suspensiones
El proceso de desestabilización cinética puede ser bastante largo (hasta varios meses o incluso años para algunos productos) y a menudo es necesario para el formulador usar métodos más rápidos para alcanzar el tiempo de desarrollo razonable para el diseño de nuevos productos sobre la base de suspensiones concentradas.[5]
Los métodos térmicos son los más utilizados y consisten en el aumento de la temperatura para acelerar la desestabilización (por debajo de las temperaturas críticas de inversión de fase o degradación química). La temperatura afecta no solo la viscosidad, sino también la tensión interfacial en el caso de los tensioactivos no iónicos. El almacenamiento de una dispersión a altas temperaturas permite la simulación de ciertas condiciones de la vida real de un producto (por ejemplo, tubo de crema de protección solar en un coche en verano), sino también para acelerar la desestabilización hasta unas 200 veces. Es lo que se conoce vulgarmente como ensayo de envejecimiento acelerado.[6]
La aceleración mecánica incluyen la vibración, la centrifugación y la agitación. Consiste en someter el producto a diferentes fuerzas que empujan las partículas/gotas unas contra otras, por lo tanto, ayuda a que se acelere el proceso de sedimentación de estas partículas suspendidas. Sin embargo, algunas emulsiones nunca tienden a unirse con una gravedad normal, mientras que lo hacen bajo esta gravedad artificial.[7] Por otra parte, la segregación de las diferentes poblaciones de partículas se han puesto de relieve cuando se utiliza la centrifugación y la vibración.[8]
Ejemplos comunes de suspensiones incluyen:
- Lodo, barro o agua turbia: donde suelo, arcilla o partículas de limo se suspenden en agua.
- Harina suspendida en agua.
- Lechada de cal.
Véase también
Referencias
- «Partículas en suspensión». Consultado el 20 de agosto de 2014.
- Herrera, M. . Archivado desde el original el 18 de febrero de 2015. Consultado el 20 de agosto de 2014.
- ↑ Solid-Liquid Two Phase Flow. Elsevier. p. 534. ISBN 978-0-444-52237-5.
- “Food emulsions, principles, practices and techniques” CRC Press 2005.2- M. P. C. Silvestre, E. A. Decker, McClements Food hydrocolloids 13 (1999) 419–424.
- P. Bru, L. Brunel, H. Buron, I. Cayré, X. Ducarre, A. Fraux, O. Mengual, G. Meunier, A. de Sainte Marie and P. Snabre Particle sizing and characterization Ed T. Provder and J. Texter (2004)
- O. Mengual, G. Meunier, I. Cayre, K. Puech, P. Snabre, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 152 (1999) 111–123
- J-L Salager, Pharmaceutical emulsions and suspensions Ed Françoise Nielloud, Gilberte Marti-Mestres (2000)
- P. Snabre, B. Pouligny Langmuir, 24 (2008) 13338-13347