Química para o vestibular. Se você adicionar um pouco de sal a um copo de água e agitar, notará que o sal irá se dissolver e, a partir dessa mistura, formar uma solução aquosa. No entanto, se a mesma experiência for feita com um pouco de areia fina, o resultado será muito diferente. Como a areia não se dissolve em água, irá depositar-se no fundo do recipiente, logo após o término da agitação.
A mistura de água e areia, no momento da agitação, constitui um bom exemplo de suspensão.
Mesmo através da filtração, seria possível observar uma diferença importante entre esses dois tipos de mistura: as suspensões podem ser filtradas; as soluções, não.
É evidente que essa diferença de comportamento entre as soluções e as suspensões se deve ao tamanho da partícula dispersa. Enquanto que os enormes grãos de areia, a maioria visíveis a olho nu, ficam presos no papel de filtro, os invisíveis íons Na+ e Cl- possuem dimensões tão reduzidas que atravessam facilmente os poros do filtro.
Há uma ampla variedade de valores entre o diâmetro médio dos íons e das moléculas comuns e o diâmetro médio de corpos maiores como os da areia, constituídos de sílica (SiO2). Em outras palavras, as partículas dispersas num meio sólido, líquido ou gasoso possuem tamanhos muito diferentes.
Para muitos pesquisadores, os dispersos com diâmetros médios entre 1,0 nm e 1000 nm constituem fronteiras gerais para uma classificação das misturas. Assim, partículas com diâmetro inferior a 1,0 nm encontram-se em solução e devem ser chamadas de soluto. Por outro lado, partículas com diâmetro superior a 1000 nm estariam dispersas em misturas denominadas suspensões.
Mas, você pode estar pensando, e as partículas de tamanho intermediário?
Os cientistas observaram que partículas com diâmetro entre 1,0 nm e 1000 nm participam de um campo muito importante, chamado de misturas coloidais ou simplesmente colóides.
AFINAL, QUAL O DIÂMETRO DE UMA PARTÍCULA COLOIDAL?
Apesar de alguns pesquisadores terem proposto que partículas coloidais teriam diâmetro situado entre 1,0 nm (10-9 m) e 100 nm, evidências experimentais tendem atualmente a ampliar esse intervalo para 1 000 nm. No entanto, essa discussão não terá maior importância para nosso estudo, pois o que definirá realmente se uma mistura é coloidal ou uma suspensão será seu comportamento macroscópico.
Adotaremos, então, os limites situados entre 1,0 nm e 1000 nm para caracterizar o diâmetro de uma partícula coloidal.
Analisando o quadro a seguir, podemos comparar características gerais das soluções, das misturas coloidais e das suspensões. Note que, nas misturas em geral, a substância em menor quantidade pode ser chamada de disperso, ou seja, é uma substância que se encontra espalhada, de maneira homogênea ou não, em outra substância denominada dispersante. Nessas condições, a mistura receberá o nome geral de dispersão.
OS PRINCIPAIS TIPOS DE DISPERSÕES COLOIDAIS
Como você perceberá , as dispersões coloidais possuem participações importantes em nosso cotidiano, sendo classificadas de acordo com o estado físico dos participantes. Vários alimentos, medicamentos e produtos cosméticos são sistemas coloidais. Veja alguns exemplos no quadro abaixo:
UMA RECEITA DE GELATINA : COLÓIDES SOL E
GEL
A receita que
acompanha a embalagem de uma gelatina em pó descreve o seguinte método
de preparação:
- Despeje o
conteúdo da embalagem em um recipiente.
- Adicione uma xícara (250
mL) de água fervente.
- Mexa até dissolver completamente.
- Adicione
mais uma xícara de água fria ou gelada.
- Coloque o recipiente na
geladeira.
Do ponto de vista
químico, a gelatina em pó é uma mistura de moléculas enormes, de grande
massa molecular, denominadas proteínas. E estas, por sua vez, são
resultantes da união de moléculas menores, denominadas aminoácidos.A
hemoglobina, por exemplo, que transporta oxigênio no sangue, possui
cerca de 9 nm de diâmetro e massa molecular igual a 64 500 u.
Como as moléculas de proteína apresentam um
diâmetro situado entre 1,0 nm e 1000 nm, dizemos que possuem dimensões
coloidais. Assim, o pó de gelatina, quando misturado em água aquecida,
constitui um colóide sol.
No
entanto, o esfriamento final da gelatina na geladeira faz com que as
fibras de proteínas formem uma malha e passem a constituir o que
chamamos de colóide gel.
No
gel, a fase dispersante forma uma complexa grade tridimensional que
mantém o disperso em uma estrutura semi-rígida. Em alguns tipos de gel,
essa estrutura pode ser rompida por agitação. É o que ocorre, por
exemplo, com algumas tintas. Por agitação com o pincel, o gel
transforma-se em sol. Na parede, com o repouso, o gel volta a se
reconstituir.
DE
ONDE VEM A GELATINA?
A
proteína mais abundante dos vertebrados é o colágeno, que constitui
aproximadamente 25% em massa das proteínas do corpo humano. Parte dos
ossos, tendões, dentes e pele é constituída de colágeno.
Apesar de o colágeno não ser comestível, seu
aquecimento em água fervente produz uma mistura de outras proteínas
comestíveis, denominadas genericamente de gelatinas. Tais proteínas são
usadas na fabricação de vários produtos, tais como filmes fotográficos,
colas, cápsulas de medicamentos e produtos alimentícios.
As proteínas pertencem à classe dos colóides
liófilos, ou seja, aqueles que possuem afinidade com água. Como esses
colóides têm maior facilidade em transformar-se do estado gel para sol,
ou vice-versa, são chamados de reversíveis.
O CITOPLASMA: COLÓIDE OU SOLUÇÃO?
Você provavelmente se lembra de que os
orgânulos do citoplasma estão mergulhados num material amorfo, viscoso,
chamado hialoplasma. Como componente majoritário, o hialoplasma contém,
antes de mais nada, muita água. Em segundo lugar, em termos de
quantidade, encontramos moléculas de proteínas.
Neste sentido,
podemos classificar o hialoplasma como sendo um colóide, devido ao
tamanho das macromoléculas protéicas. Por outro lado, dissolvidas na
água do hialoplasma, há uma grande variedade de substâncias, com
partículas de diâmetro inferior a 1 nm: sais minerais, gases da
respiração, açúcares, aminoácidos, ácidos graxos, nucleotídeos, etc. Se o
critério de classificação forem essas moléculas, você poderia dizer,
sem dúvida, que o hialoplasma é uma solução. Se você estiver
considerando o plasma, parte líquida do sangue, a situação é parecida:
muita água como dispersante, moléculas de proteínas, principalmente
albumina, sais minerais, açúcares, ácidos graxos, vitaminas, gases
respiratórios. Dessa forma, o plasma sangüíneo é um colóide e, ao mesmo
tempo, uma solução.
OS COLÓIDES E O MOVIMENTO
AMEBÓIDE
A região
de hialoplasma mais externa da célula, logo abaixo da membrana
plasmática, também dita ectoplasma, é um colóide no estado de gel. Já a
maior parte do hialoplasma, interna, chamada endoplasma, é um colóide no
estado de sol. È bastante antiga a observação de que células vivas,
como amebas e leucócitos, têm a capacide de transformar, em certas
circunstâncias, partes do hialoplasma geleificadas em sol, e vice-versa.
Essas transformações estão na base do famoso movimento amebóide,
através do qual amebas e leucócitos "derramam" seu citoplasma para a
frente, formando pseudópodes. Os pseudópodes, vamos lembrar, não apenas
permitem a locomoção da célula, como também sua nutrição, pelo conhecido
processo da fagocitose.
Não
se sabe ainda, ao certo, os mecanismos que levam o hialoplasma da ameba
a se transformar e fluir para formar os pseudópodes. Há fortes
indícios, no entanto, de que finissimos filamentos de uma proteína
chamada actina, presentes no hialoplasma estejam relacionados com esse
fluxo citoplasmático, fundamental para a formação de pseudópodes. Uma
observação: a actina de que estamos falando é a mesma substância que, em
conjunto com a miosina, forma o complexo contrátil das células
musculares.
Todos
sabemos que água e óleo não se misturam e isso habitualmente é
justificado pelo fato da água ser um líquido polar, enquanto o óleo é
formado por moléculas praticamente apolares.
Se você agitar uma mistura de água e óleo em
um liquidificador, gotas de óleo, de dimensões coloidais, ficarão
espalhadas na água por algum tempo. A esse sistema chamamos de emulsão.
Note que, após alguns minutos, as gotas de óleo
aglutinam-se e a fase oleosa é reconstituída, voltando a flutuar sobre a
água. Isto significa que a emulsão formada era instável.
Você sabe como se faz maionese?
Para fazer maionese, basta colocar uma gema do
ovo em um liquidificador, bater vigorosamente e acrescentar um pouco de
óleo. Forma-se, assim, uma emulsão estável.
Mas como isso acontece? Como o óleo e a água
podem ser misturados?
A razão fundamental está na presença das
proteínas da gema.
As
moléculas de proteína envolvem as gotas de óleo, formando uma película
hidrófila, ou seja, que possui afinidade com a água. A essas proteínas
chamamos de colóides protetores ou agentes emulsificantes ou
tensoativos.
(Leg.:
Muitas vezes, o mesmo sistema se enquadra em várias classificações. O
leite, por exemplo, é uma solução aquosa de sais e açúcares; um colóide
sol em relação às proteínas e uma emulsão em relação às gorduras. No
leite, o agente emulsificante é uma proteína chamada caseína. Além
dissso, algumas partículas de gordura, grandes o suficiente para serem
vistas ao microscópio comum, estão em suspensão.)
COMPOSIÇÃO MÉDIA DO LEITE HUMANO
(% EM MASSA)
H2O
¾ 85%
Gordura ¾ 3,8%
Proteínas ¾ 1,6%
Açúcar ¾ 7,5% (lactose)
O restante: sais de cálcio, fósforo, potássio,
ferro, magnésio, cobre e vitaminas.
O EFEITO TYNDALL
Se colocarmos lado a lado um copo com solução
aquosa de açúcar e outro copo com leite diluído em água, o feixe de uma
caneta- laser deixará um rastro somente no copo que contém uma dispersão
coloidal de gelatina em água.
Este fenômeno, conhecido como efeito Tyndall,
ocorre devido à dispersão da luz pelas partículas coloidais. No béquer
contendo uma solução de açúcar em água, as moléculas do soluto não são
suficientemente grandes para dispersarem a luz.
O efeito Tyndall recebeu esse nome , em
homenagem ao brilhante físico ingles, John Tyndall (1820 – 1893), que
demonstrou por que o céu é azul, e estudou de forma muito completa os
fenômenos de espalhamento da luz por partículas e poeira. Esse efeito
também foi observado por Tyndall quando um pincel de luz atravessava
alguns sistemas coloidais. Esse espalhamento da luz é seletivo, isto é,
depende das dimensões das particulas dispersas e do comprimento de onda
da radiação. Dessa forma, é possível que uma determinada cor de luz se
manifeste de maneira mais acentuada do que outras.
AEROSSÓIS
O ambiente em que vivemos precisa ser limpo com
regularidade, para que que seja retirada a poeira que constantemente é
depositada sobre os objetos.
Esses
grãos de poeira, de diâmetros superiores a 1 000 nm, estão em suspensão
e tendem a sedimentar. No entanto, há no ar alguns grãos de poeira de
dimensões coloidais que nunca sedimentam. Esses tipo de colóide chama-se
aerossol. Neblinas , fumaças e sprays são outros exemplos de aerossóis
do cotidiano. Quando observamos o rastro luminoso deixado pela luz de um
projetor de slides em uma sala escura, ou quando notamos os feixes
luminosos dos faróis dos carros em dias com forte neblina, devemos nos
lembrar do efeito Tyndall que a luz pode provocar quando atinge
partículas coloidais sólidas existentes no ar.
ESPUMAS
Quando um gás é borbulhado em um líquido, além
das bolhas enormes e visíveis, são formadas também bolhas de dimensões
coloidais. Por isso, as espumas também podem ser classificadas como
colóides. Um bom exemplo é o chantilly, formado pela mistura de ar em
creme de leite. Um sólido que possui poros de dimensões coloidais é
classificado como espuma sólida. É o caso, por exemplo, da pedra-pome,
que possui ar em microscópicos poros de dimensões coloidais.
Como você percebeu através destas rápidas
informações, o vasto campo dos sistemas coloidais é atraente e gerador
de muitas atividades profissionais. No mundo, as industrias ligadas aos
colóides empregam milhões de pessoas e movimentam muitos bilhões de
dólares.
Para
ler mais:
Biologia,
de Sezar Sasson e César S.Júnior (Ed. Saraiva)
Química- Realidade e
Contexto, de A. Lembo (Ed. Ática)
Fundamentos de Química Geral, de
Morris Hein e Susan Arena (Ed.Livros Técnicos e Científicos)
