Suspensión (química)

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 , generalmente deben ser mayores de un micrómetro y eventualmente se depositarán , 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 el seno del disolvente , flotando libremente en el medio. ^{[ 1 ]} La fase interna (sólida) se dispersa en la fase externa, fluida, mediante acción mecánica, con el uso de ciertos agentes suspensivos.

Un ejemplo de suspensión sería la arena en agua. Las partículas suspendidas son visibles al microscopio y se sedimentan con el tiempo si no se las perturba. Esto distingue una suspensión de un coloide , en el que las partículas coloidales son más pequeñas y no se sedimentan. ^{[ 2 ]} Los coloides y las suspensiones son diferentes de las soluciones , en las que la sustancia disuelta (soluto) no existe como sólido, y el disolvente y el soluto se mezclan homogéneamente.

Una suspensión de gotitas líquidas o partículas sólidas finas en un gas se denomina aerosol . En la atmósfera , las partículas en suspensión se llaman partículas y consisten en polvo fino y partículas de hollín , sal marina , sulfatos biogénicos y volcánicos , nitrato y gotitas de nubes.

Las suspensiones se clasifican en función de la fase dispersa y del 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 modernas, la tecnología de mezcla de alto cizallamiento se ha utilizado para crear muchas suspensiones novedosas.

Las suspensiones son inestables desde el punto de vista termodinámico, pero pueden ser cinéticamente estables durante un período prolongado, lo que a su vez determina su vida útil. Es necesario medir este período 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 ]}

La dispersión múltiple de luz acoplada con 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 atraviesa la muestra, es retrodispersada por las partículas. La intensidad de retrodispersión es directamente proporcional al tamaño y la fracción de volumen de la fase dispersa. Por lo tanto, se detectan y monitorean cambios locales en la concentración ( sedimentación ) y 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 en suspensión. Este parámetro indica la magnitud de la repulsión electrostática entre partículas y se analiza comúnmente para determinar cómo el uso de adsorbentes 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 se requiere que el formulador utilice métodos de aceleración adicionales para lograr 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 la viscosidad, sino también la tensión interfacial en el caso de tensioactivos no iónicos o, más generalmente, las fuerzas de interacción dentro del sistema. Almacenar 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 para acelerar los procesos de desestabilización hasta 200 veces, incluyendo vibración, centrifugación y agitación. Estos someten al producto a diferentes fuerzas que empujan las partículas/el drenaje de la película. Sin embargo, algunas emulsiones nunca se coalescen en gravedad normal, mientras que sí lo hacen bajo gravedad artificial. ^{[ 10 ]} Además, se ha destacado la segregación de diferentes poblaciones de partículas cuando se utilizan centrifugación y vibración. ^{[ 11 ]}

Algunos ejemplos comunes de suspensiones son:

• Barro o agua turbia: donde partículas de tierra, arcilla o limo están suspendidas en el agua.
• Harina suspendida en agua
• Tiza suspendida en agua
• Arena suspendida en el agua
• Aceite incorporado en agua
• Pulpa suspendida en limonada
• Sangre suspendida en plasma

• Emulsión – Mezcla de dos o más líquidos inmiscibles 
• Efecto Farris (reología)
• Flotación por espuma : proceso para separar selectivamente materiales hidrofóbicos de materiales hidrofílicos. 
• Transporte de sedimentos : movimiento de partículas sólidas, generalmente por gravedad y arrastre de fluidos. 
• Sólidos sedimentables : Proceso por el cual las partículas se mueven hacia el fondo de un líquido y forman un sedimento. 
• Sol – Suspensión coloidal de partículas sólidas muy pequeñas en un medio líquido continuo. 
• Turbidez – Enturbiamiento de un fluido 
• Efecto Tyndall : Dispersión de la luz por partículas diminutas en una suspensión coloidal. 
• Potencial zeta : potencial electrocinético en dispersiones coloidales