A1 Agregación y Pérdida de Estabilidad Coloidal

Tópico

La estabilidad de una suspensión coloidal depende de que la repulsión electrostática entre sus partículas, la que ya establece otro modelo de este conjunto mediante el balance DLVO, alcance a compensar la atracción de van der Waals que, de manera constante, empuja a esas mismas partículas a acercarse entre sí: que esta repulsión electrostática deje de ser suficiente frente a esa atracción de van der Waals es lo que viola el criterio de estabilidad coloidal, y lo que produce, en consecuencia, la agregación irreversible de las partículas de esta suspensión. Que esta repulsión electrostática se reduzca, sin que cambie la atracción de van der Waals subyacente, hace que esta suspensión coloidal se acerque más a violar este criterio de estabilidad coloidal.

Cuando esta repulsión electrostática ya no alcanza a compensar en absoluto a la atracción de van der Waals, y desaparece por completo la barrera energética que debería separar a dos partículas antes de que puedan agregarse, la agregación de esta suspensión coloidal ocurre tan rápido como esas partículas logran encontrarse por simple difusión browniana: esta agregación rápida es la que describe el modelo de Smoluchowski, limitada únicamente por la velocidad a la que esas partículas difunden unas hacia otras, sin ningún obstáculo energético adicional que sortear. Que esta suspensión coloidal carezca por completo de esta barrera energética hace que, según este modelo de Smoluchowski, la velocidad de esta agregación rápida quede determinada únicamente por esa misma difusión browniana de las partículas.

Cuando esta repulsión electrostática todavía alcanza a sostener, en cambio, una barrera energética parcial frente a esta atracción de van der Waals, sin llegar a eliminarla del todo, la agregación de esta suspensión coloidal se vuelve más lenta que esa misma agregación rápida por difusión: esta agregación lenta es la que cuantifica el factor de estabilidad de Fuchs, la razón entre cuántos encuentros por difusión se necesitan, en presencia de esta barrera energética parcial, para lograr una agregación efectiva, frente a los que se necesitarían sin ninguna barrera energética de por medio. Que esta barrera energética parcial sea mayor hace que, según este factor de estabilidad de Fuchs, esta agregación lenta necesite muchos más encuentros por difusión para lograr cada agregación efectiva, y que la velocidad de esta agregación sea, en consecuencia, mucho menor que esa agregación rápida de Smoluchowski.

Por eso este modelo, con la repulsión electrostática y la agregación de esta suspensión coloidal con las que se abrió, puede monitorearse experimentalmente mediante otro modelo de este conjunto, el que mide, por dispersión dinámica de luz, cómo cambia con el tiempo el tamaño de partícula de esta suspensión a medida que esta misma agregación avanza, y que mide, mediante el potencial zeta, la magnitud efectiva de esta misma repulsión electrostática con la que se abrió este modelo. Que esta agregación, rápida o lenta según exista o no esta barrera energética, sea irreversible una vez que ocurre hace que la única manera práctica de evitarla sea mantener, desde el principio, esta repulsión electrostática por encima del umbral que exige el criterio de estabilidad coloidal.

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