Quali sono i sistemi sparsi?

Un sistema disperso è una miscela tra due o più sostanze, semplici o composte, in cui vi è una fase discontinua.

Le dispersioni sono sistemi in cui una sostanza è dispersa all'interno di un'altra sostanza. Le dispersioni possono essere omogenee o eterogenee; la fase dispersa, tipicamente qualche particella, può o non può essere distinta dal mezzo in cui è dispersa.

Dispersioni possono essere trovate in molte sostanze nell'industria farmaceutica. Da soluzioni di molecole piuttosto grandi, come albumina e polisaccaridi, a sospensioni liquide nano e micro, ed emulsioni e sospensioni grossolane.

Avere fasi fisicamente distintive consente alle dispersioni di avere proprietà diverse da quelle delle soluzioni vere, come l'aggregazione e l'aggiustamento delle particelle.

In ogni sistema disperso ci sono due frasi diverse: disperso e disperdente. La fase dispersa si riferisce a quella che viene distribuita nell'altra fase, che è chiamata disperdente.

I sistemi dispersi possono essere classificati in diversi modi, compresa la dimensione delle particelle rispetto alle particelle della fase continua, indipendentemente dal fatto che si verifichi o meno la precipitazione.

Principali tipi di sistemi dispersi

sospensioni

Una sospensione è una miscela eterogenea che contiene particelle solide abbastanza grandi da essere sedimentate.

Nelle sospensioni, la miscela eterogenea mostra le particelle di soluto sospese nel terreno e non completamente disciolte. Possono essere dispersioni macroscopiche o grossolane o dispersioni fini.

Le particelle della sospensione sono visibili all'occhio umano nudo. Nelle sospensioni, le particelle fluttuano liberamente in un solvente.

La fase interna (solida) viene dispersa attraverso la fase esterna (fluido) mediante agitazione meccanica, con l'uso di alcuni eccipienti o agenti sospendenti.

Un chiaro esempio di sospensione è la sabbia o la terra nell'acqua. Le particelle sospese dalla terra saranno visibili al microscopio e alla fine si stabilizzeranno nel tempo se non vengono disturbate.

Questa proprietà differenzia i colloidi dalle sospensioni, poiché nei colloidi le particelle sono più piccole e non si depositano.

A loro volta, i colloidi e le sospensioni sono diversi dalle soluzioni poiché la sostanza disciolta non esiste come un solido e il solvente e il soluto sono mescolati in modo omogeneo.

Una sospensione di goccioline liquide o particelle fini solide in un gas è detta aerosol. Ad esempio, nell'atmosfera si possono trovare sotto forma di particelle di terra, sale marino, nitrati e gocce di nuvole.

Le sospensioni sono classificate in base alla loro fase dispersa e al mezzo di dispersione. Il mezzo di dispersione è essenzialmente un solido, mentre la fase dispersa può essere un liquido, un gas o un solido.

Da un punto di vista termodinamico, le sospensioni sono instabili. Tuttavia, può essere stabilizzato per un periodo di tempo, che ne determina la vita utile. Questo è utile nelle industrie quando si tratta di stabilire un prodotto di qualità per i consumatori.

Colloidi o sistemi colloidali

Un colloide è una miscela in cui una sostanza di particelle insolubili disperse al microscopio è sospesa attraverso un'altra sostanza.

A volte i colides possono avere l'aspetto di una soluzione, quindi sono identificati e caratterizzati dalle loro proprietà di trasporto fisico e chimico.

A differenza di una soluzione, in cui il solvente e il soluto costituiscono solo una fase, un colloide ha una fase dispersa (le particelle sospese) e una fase continua (il mezzo della sospensione).

Per essere qualificato come un colloide, una miscela non dovrebbe stabilizzarsi o dovrebbe impiegare molto tempo per stabilirsi in modo evidente.

Le particelle della fase dispersa hanno un diametro di circa 1 e 1000 nanometri. Queste particelle sono normalmente visibili al microscopio.

Miscele omogenee con fase dispersa di queste dimensioni possono essere chiamate aerosol colloidali, emulsioni colloidali, schiume colloidali, dispersioni colloidali o idrosol.

Le particelle della fase dispersa sono gravemente colpite dalla superficie chimica presente nel colloide.

Alcuni colloidi sono traslucidi dall'effetto Tyndall, che è la dispersione delle particelle di luce nel colloide. Altri colloidi possono essere opachi o avere un leggero colore. In alcuni casi, i colloidi possono essere considerati come miscele omogenee.

I colloidi possono essere classificati in:

• Colloidi idrofili: le particelle colloidali sono attratte direttamente dall'acqua. Sono anche chiamati soli reversibili.
• Colloidi idrofobi: sono l'opposto di quanto sopra; i colloidi idrofobi sono respinti dall'acqua. Sono anche chiamati soli irreversibili.

Soluzioni reali

Una soluzione è una miscela omogenea composta da due o più sostanze. In tali miscele, il soluto è la sostanza che si dissolve in un'altra sostanza, nota come solvente.

Il processo di combinazione di una soluzione avviene in una scala in cui sono coinvolti gli effetti della polarità chimica, con conseguenti specifiche interazioni con la solvatazione.

Solitamente, la soluzione assume la fase solvente quando il solvente è la più grande frazione della miscela. La concentrazione di un soluto in una soluzione è la massa di soluto espressa come percentuale della massa nella soluzione completa.

Le particelle del soluto in una soluzione non possono essere osservate ad occhio nudo; una soluzione non consente la dispersione dei raggi luminosi. Le soluzioni sono stabili, sono composte da una fase singola e il loro soluto non può essere separato mediante filtraggio.

Le soluzioni possono essere omogenee, in cui i componenti della miscela formano una singola fase, o eterogenea, in cui i componenti della miscela sono di fasi diverse.

Le proprietà della miscela, come concentrazione, temperatura e densità, possono essere distribuite uniformemente su tutto il volume, ma solo in assenza di fenomeni di diffusione o dopo la sua conclusione.

Esistono diversi tipi di soluzioni, tra cui:

• Soluzioni gassose, come l'aria (ossigeno e altri gas disciolti in azoto)
• Soluzioni liquide come gas liquido (anidride carbonica nell'acqua), liquido nel liquido (etanolo nell'acqua) e solido nel liquido (zucchero nell'acqua)
• Soluzioni solide, come gas nei solidi (idrogeno nei metalli), liquidi nei solidi (esano in paraffina) e solidi nei solidi (leghe e polimeri)