Estado Coloidal

Estado Coloidal - El cuarto estado de la materia Los estados básicos de la materia son 3: • • •

Sólido Líquido Gaseoso

Estos estados pueden estar libres uno a otro o mezclados formando dispersiones. Así: • • • • • • • • •

Sólido en sólido Sólido en líquido Sólido en gas Líquido en sólido Líquido en líquido Líquido en gas Gas en sólido Gas en líquido Gas en gas

Aleación (bronce) Agua de mar Humo Esponja Perfume Nube Piedra Pómez Soda Aire

El estado coloidal se produce cuando: Se mezclan dos líquidos que no se hermanan (emulsión) Se mezclan un sólido y un líquido donde el sólido no se disuelve (suspensión) Cuando el líquido menor o el sólido se hallen tan subdivididos dentro del líquido mayor que sus partículas tienen tamaño que van de 0,1 µ a 0,001 µ es decir entre una diezmilésima y una millonésima parte un mm. En estos dos casos aparece el estdo coloidal como, a. b.

Emulsión coloidal (líquido/líquido) Suspensión coloidal (líquido/sólido).

En estos sistemas aparecen los llamados fenómenos de superficie que con tamaño de partículas mayores pasaban desapercibidos y que a medida que las mismas disminuyen en su diámetro, comienzan a estar cada vez más presentes sobre las partículas dispersas debido al aumento de la superficie específica. Estos fenómenos son: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Atracción electrostática; Adsorción; Afinidad química; Fenómenos de membrana; Fuerzas de van de Waals; Fenómenos de temperización.

Se puede demostrar por cálculo numérico que si la partícula que ocupa un volumen V y tiene una superficie S, y la subdividimos sucesivamente 25 veces, obtendríamos para el mismo volumen inicial 33.500.000 de partículas Con una superficie S 1.800 veces mayor. Al disminuir la masa de las partículas y aumentar la superficie, comienzan a aparecer todos estos fenómenos que son independientes de la masa pero de intensidad constante y muy pequeña.

1. Atracción electrostática - Ley de Coulomb Dos cuerpos de carga contraria se atraen con una fuerza que es proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

1

F = FAE Fuerza de Atracción Electrostática Q y q son las cargas (negativas y positivas) r es la distancia

y K = 1/4.π.ε, donde ε es igual a 1 en el vacío y ε es igual a 80 en el agua. Esta ley de Coulomb es solamente válida en condiciones estacionarias (cargas sin movimiento) o bien para cargas de trayectoria rectilínea uniforme a bajas velocidades. La carga negativa la aporta la superficie del vegetal y la positiva la partícula de plaguicida. -47

La magnitud de F es del orden de 10

-20

para la atracción protón/electrón y de 10

para los fenómenos de superficie.

La formulación de la Ley de Coulomb es parecida a la ley de Gravitación Universal

Donde F = FAG (Fuerza de Atracción Gravitacional) m1 y m2 la masa de las partículas r es la distancia que las separa -11

G es la constante de Newton = 6.67.10 -11

-9

3

2

m /k.s

-20

10 es 10 veces mayor que los fenómenos de superficie que son del orden de 10 . A medida que las masas se hacen más pequeñas y la distancia se acorta, la FAE se va acercando a la FAG y cuando se igualan aparecen los fenómenos de superficie. Siendo m1 la carga negativa de la superficie del vegetal, m2 la carga de la partícula del fungicida y r la distancia entre ellas (cercana a cero), cuando FAG se hace menor que la FAE, la atracción electrostática predomina sobre la gravedad y la partícula se adhiere al vegetal. Si el agua interfiere en esta atracción, disminuyendo 80 veces la fuerza original, sólo quedarán adheridas las partículas de masa muy pequeña.

2. Adsorción Los fenómenos de adsorción son complementarios a los de atracción electrostática. Están relacionados a las adherencias y rugosidades superficiales.

3. Afinidades químicas Sin llegar a ser enlaces químicos, están relacionados con los dipolos las moléculas polares o con puente hidrógenos.

2

4. Fenómenos de membrana Los productos de solubilidad tan pequeños que tienen los cúpricos de molienda (oxicloruro cúprico y óxido cuproso) hacen que la oferta total de cobre a la membrana de hongos y bacterias sea muy baja (baja biodisponibilidad). Si a esto le agregaos la alta capacidad de rechazo a los cationes pesados que tiene la membrana plasmática debemos concluir que salvo el ión complejo del Cobrestable, la dispersión coloidal ofrece una biodisponibilidad varios millones de veces más alta.

5. Fenómenos de temperización Básicamente carbonatación. El CO2 del aire reacciona con el vapor de agua y por los efectos de la temperatura forma ácido carbónico CO3H2 de acuerdo a la siguiente ecuación:

CO2 + H2O = CO3H2 Uno de los hidrógenos del ácido carbónico es muy reactivo y al haber tanta superficie de contacto, reacciona con la partícula cúprica de acuerdo con el pK de éste. Según la reacción:

CO3H2 + Cu = (CO3H)2 Cu La constante de equilibrio K es:

Siendo para: -23

Óxido cuproso

K = 10

Hidróxido de cobre

K = 10

Oxicloruro de cobre

K = 10

Trikopper 50

K = 10

-22 -18 -14

De donde se desprende que la carbonatación del cobre y por lo tanto la redistribución sobre la planta es entre 10.000 y 100.000.000 de veces más intensa con Trikopper que con los otros cúpricos.

6. Fuerzas de van der Waals Las fuerzas de van der Waals son fuerzas de atarcción y/o repulsión entre las moléculas de un líquido o las moléculas de una suspensión. Su efecto se hace notar no tanto en los fenómenos de adherencia sino en los de cobertura de superficie.

Cuando el producto fungicida aporta al caldo de pulverización un tensioactivo adecuado, al extenderse el agua, las fuerzas de van der Waals ayudan a la dispersión uniforme de las micelas sobre la superficie que cubre. Cuando el agua se evapora el producto queda bien distribuido.

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Conclusiones Todos estos fenómenos combinados producen:

• • • • • •

Menor pérdida de producto. Mayor retención en el tiempo sobre la superficie tratada. Mejor redistribución. Mayor probabilidad de bajar dosis sin resignar resultados. Mayor probabilidad de bajar costos de sanidad (30 al 50%). Menor contaminación cúprica del medio.

Los trabajos del Ing., Valdebenito (EMBRAPA) en Brasil, han demostrado, trabajando sobre café que se puede bajar hasta 10 veces la dosis normal de cobre sin resentir l sanidad, siempre que el tamaño de la partícula aplicada no sea superior al micrón (1µ) y que los caudales a usar no lleguen al punto de escurrimiento (run-off). Así cómo dicen los nutricionistas,

“no nutre lo que se come sino lo que se digiere” Podemos decir, aplicado a la sanidad de cultivos:

“no sirve lo que se aplica sino lo que se retiene” Y el estado coloidal es la herramienta para conseguirlo.

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