En química , una suspensión es una mezcla heterogénea de un fluido que contiene partículas sólidas lo suficientemente grandes como para permitir la sedimentación . Las partículas pueden ser visibles a simple vista , generalmente deben ser más grandes que un micrómetro y eventualmente se sedimentarán , aunque la mezcla sólo se clasifica como una suspensión cuando las partículas no se han sedimentado.
Una suspensión es una mezcla heterogénea en la que las partículas sólidas no se disuelven , sino que quedan suspendidas en la mayor parte del disolvente y quedan flotando libremente en el medio. [1] La fase interna (sólida) se dispersa por toda la fase externa (fluido) mediante agitación mecánica , con el uso de ciertos excipientes o agentes de suspensión.
Un ejemplo de suspensión sería arena en agua. Las partículas suspendidas son visibles al microscopio y se asentarán con el tiempo si no se las toca. Esto distingue una suspensión de un coloide , en el que las partículas de coloide son más pequeñas y no sedimentan. [2] Los coloides y las suspensiones se diferencian de la solución , en la que la sustancia disuelta (soluto) no existe como sólido y el disolvente y el soluto se mezclan homogéneamente.
Una suspensión de gotitas de líquido o partículas sólidas finas en un gas se llama aerosol . En la atmósfera , las partículas suspendidas se denominan partículas y consisten en polvo fino y partículas de hollín , sal marina , sulfatos biogénicos y vulcanógenos , nitratos y gotas de nubes .
Las suspensiones se clasifican según la fase dispersa y el medio de dispersión , donde la primera es esencialmente sólida mientras que la segunda puede ser sólida, líquida o gaseosa.
En las industrias de procesos químicos modernas, se ha utilizado tecnología de mezcla de alto cizallamiento para crear muchas suspensiones novedosas.
Las suspensiones son inestables desde un punto de vista termodinámico, pero pueden ser cinéticamente estables durante un período de tiempo más largo, lo que a su vez puede determinar la vida útil de una suspensión. Este lapso de tiempo debe medirse para proporcionar información precisa al consumidor y garantizar la mejor calidad del producto.
"La estabilidad de la dispersión se refiere a la capacidad de una dispersión para resistir cambios en sus propiedades a lo largo del tiempo". [3]
Dispersión de partículas sólidas en un líquido.
Nota : Definición basada en la de la ref. [4] [5]
La dispersión de luz múltiple junto con el escaneo vertical es la técnica más utilizada para monitorear el estado de dispersión de un producto, identificando y cuantificando así los fenómenos de desestabilización . [6] [7] [8] [9] Funciona sobre dispersiones concentradas sin dilución. Cuando la luz se envía a través de la muestra, las partículas la dispersan. La intensidad de la retrodispersión es directamente proporcional al tamaño y la fracción de volumen de la fase dispersa. Por lo tanto, se detectan y monitorean cambios locales de concentración ( sedimentación ) y cambios globales de tamaño ( floculación , agregación ). De primordial importancia en el análisis de la estabilidad en suspensiones de partículas es el valor del potencial zeta exhibido por los sólidos suspendidos. Este parámetro indica la magnitud de la repulsión electrostática entre partículas y comúnmente se analiza para determinar cómo el uso de adsorbatos y la modificación del pH afectan la repulsión de partículas y la estabilización o desestabilización de la suspensión.
El proceso cinético de desestabilización puede ser bastante largo (hasta varios meses o incluso años para algunos productos) y a menudo es necesario que el formulador utilice métodos de aceleración adicionales para alcanzar un tiempo de desarrollo razonable para el diseño de nuevos productos. Los métodos térmicos son los más utilizados y consisten en aumentar la temperatura para acelerar la desestabilización (por debajo de las temperaturas críticas de fase y degradación). La temperatura afecta no sólo a la viscosidad, sino también a la tensión interfacial en el caso de tensioactivos no iónicos o, más generalmente, a las interacciones de fuerzas dentro del sistema. El almacenamiento de una dispersión a altas temperaturas permite simular las condiciones reales de un producto (por ejemplo, un tubo de crema de protección solar en un coche en verano), pero también acelera los procesos de desestabilización hasta 200 veces, incluyendo a veces la vibración, la centrifugación y la agitación. Someten el producto a diferentes fuerzas que empujan el drenaje de las partículas/película. Sin embargo, algunas emulsiones nunca se fusionarían en gravedad normal, mientras que sí lo hacen en gravedad artificial. [10] Además, se ha destacado la segregación de diferentes poblaciones de partículas cuando se utilizan centrifugación y vibración. [11]
Ejemplos comunes de suspensiones incluyen: