En química , una suspensión es una mezcla heterogénea de un fluido que contiene partículas sólidas lo suficientemente grandes como para sedimentar . Las partículas pueden ser visibles a simple vista , por lo general deben ser más grandes que un micrómetro y eventualmente se sedimentarán , aunque la mezcla solo se clasifica como 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 , quedando flotando libremente en el medio. [1] La fase interna (sólida) se dispersa en toda la fase externa (fluida) mediante agitación mecánica , con el uso de ciertos excipientes o agentes de suspensión.
Un ejemplo de suspensión sería la arena en agua. Las partículas suspendidas son visibles bajo un microscopio y se asentarán con el tiempo si no se las toca. Esto distingue una suspensión de un coloide , en el que las partículas coloidales son más pequeñas y no se asientan. [2] Los coloides y las suspensiones son diferentes de las soluciones , en las que la sustancia disuelta (soluto) no existe como sólido, y el solvente y el soluto están mezclados de manera homogénea.
Una suspensión de gotitas líquidas o partículas sólidas finas en un gas se denomina aerosol . En la atmósfera , las partículas suspendidas se denominan partículas y consisten en partículas finas de polvo y hollín , sal marina , sulfatos biógenos y volcanogénicos , nitratos y gotitas de nubes .
Las suspensiones se clasifican en función de la fase dispersa y el medio de dispersión , donde la primera es esencialmente sólida mientras que el segundo puede ser un sólido, un líquido o un gas.
En las industrias de procesos químicos modernos, se ha utilizado la 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 período de tiempo debe medirse para brindar 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 referencia [4] [5]
La dispersión de luz múltiple acoplada al 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 en dispersiones concentradas sin dilución. Cuando la luz se envía a través de la muestra, es dispersada de regreso por las partículas. 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 los cambios locales en la concentración ( sedimentación ) y los cambios globales en el tamaño ( floculación , agregación ). De importancia primordial 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 se analiza comúnmente 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 solo a la viscosidad, sino también a la tensión interfacial en el caso de los surfactantes no iónicos o, de manera más general, a las fuerzas de interacción dentro del sistema. El almacenamiento de una dispersión a altas temperaturas permite simular las condiciones de la vida real para un producto (por ejemplo, un tubo de crema solar en un automóvil en verano), pero también acelerar los procesos de desestabilización hasta 200 veces, incluida la vibración, la centrifugación y la agitación que a veces se utilizan. Someten al producto a diferentes fuerzas que empujan las partículas / drenaje de la película. Sin embargo, algunas emulsiones nunca se fusionarían en gravedad normal, mientras que lo hacen bajo gravedad artificial. [10] Además, se ha destacado la segregación de diferentes poblaciones de partículas al utilizar centrifugación y vibración. [11]
Algunos ejemplos comunes de suspensiones incluyen: