Suspensión (química)

En química, una suspensión es una mezcla heterogénea formada por un sólido en polvo o por pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido (fase dispersante o dispersora). Cuando uno de los componentes es líquido y los otros son sólidos suspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas. Las partículas que forman parte de una suspensión pueden ser microscópicas, y de distintos tamaños, dependiendo del tipo de sustancia.​ De igual manera este tipo de suspensiones puede requerir de distintas formas de energía, para la elaboración de mezclas homogéneas y coloides distintos entre sí.​

Composición de una suspensión

Las suspensiones se definen como dispersiones heterogéneas sólido-líquido constituidas por dos fases:​

• Fase sólida: Fase interna, discontinua, o dispersa: está formada por partículas sólidas, insolubles, finamente divididas y suspendidas en el vehículo o medio dispersante.
• Fase líquida: Fase externa, continua o dispersante: consiste en un líquido, acuoso o un semisólido, que tiene cierta consistencia y que puede ser acuoso o graso.
• Tensoactivos: agentes dispersantes: los tensoactivos son sustancias que impiden que las partículas se agreguen, ya que a mayor tamaño, las partículas tienen mayor tendencia a sedimentar. Una suspensión estable suele tener en su fórmula algún agente tenso activo.
• Estabilizantes: cualquier sustancia que se incluye en la formulación de la suspensión que impida que esta pierda su estabilidad. Aquí se incluyen espesantes, anticongelantes, conservantes.

Son sistemas que, con el tiempo, decantan las partículas sólidas dispersas en el medio dispersante. Para evitar este proceso, las suspensiones químicas meta estables suelen tener una viscosidad alta para evitar que estas partículas sedimenten.

Estabilidad de las suspensiones

Las suspensiones no son estables. La estabilidad física de las suspensiones podría definirse como una condición en la cual las partículas no se agregan y permanecen distribuidas de forma homogénea en la suspensión a lo largo de un tiempo determinado, sin sedimentar ni separarse fases.​​

Para disminuir la velocidad de segmentación hay que:

• Disminuir el tamaño de las partículas.
• Aumentar la viscosidad de medio.
• Evitar cambios bruscos de temperatura durante el almacenaje, transporte...
• Evitar cristalizaciones mediante la inclusión de anticongelantes en la formulación.

Sedimentación

Si se deja reposar una suspensión, un sólido con una densidad mayor que la del líquido puro se hunde lentamente hasta el fondo (a diferencia de una solución) con un tamaño de partícula no demasiado pequeño y forma un sedimento (sedimentación). El líquido sobrenadante puede verterse (decantación) y así el sólido (sedimento) puede separarse del líquido (decantar). La sedimentación puede ralentizarse añadiendo las llamadas tixotropíass o sustancias activas interfaciales, y acelerarse añadiendo floculantes.

La estabilidad de una suspensión puede definirse con un sedígrafo. Este mide la velocidad de hundimiento de diferentes partículas según la ley de Stokes.

Cuanto más pequeña es una partícula, menor es su densidad y cuanto mayor es la viscosidad del líquido, más lenta es la sedimentación. La forma y estructura de las partículas y otras propiedades de la partícula y del líquido también influyen en la sedimentación.

La sedimentación puede acelerarse mediante centrifugación.

Un método para determinar las propiedades de la sustancia o el tamaño de las partículas y su distribución es la espectroscopia de atenuación ultrasónica.

Métodos acelerados para observar la estabilidad de las suspensiones

El proceso de desestabilización cinética puede ser bastante largo (hasta varios meses o incluso años para algunos productos) y a menudo es necesario para el formulador usar métodos más rápidos para alcanzar el tiempo de desarrollo razonable para el diseño de nuevos productos sobre la base de suspensiones concentradas.​

Los métodos térmicos son los más utilizados y consisten en el aumento de la temperatura para acelerar la desestabilización (por debajo de las temperaturas críticas de inversión de fase o degradación química). La temperatura afecta no solo la viscosidad, sino también la tensión interfacial en el caso de los tensioactivos no iónicos. El almacenamiento de una dispersión a altas temperaturas permite la simulación de ciertas condiciones de la vida real de un producto (por ejemplo, tubo de crema de protección solar en un coche en verano), sino también para acelerar la desestabilización hasta unas 200 veces. Es lo que se conoce vulgarmente como ensayo de envejecimiento acelerado.​

La aceleración mecánica incluyen la vibración, la centrifugación y la agitación. Consiste en someter el producto a diferentes fuerzas que empujan las partículas/gotas unas contra otras, por lo tanto, ayuda a que se acelere el proceso de sedimentación de estas partículas suspendidas. Sin embargo, algunas emulsiones nunca tienden a unirse con una gravedad normal, mientras que lo hacen bajo esta gravedad artificial.​ Por otra parte, la segregación de las diferentes poblaciones de partículas se han puesto de relieve cuando se utiliza la centrifugación y la vibración.​

Algunos ejemplos

• Helado es una suspensión de cristales de hielo microscópicos en nata.
• Barro, lodo o agua turbia, es una suspensión de partículas de tierra, arcilla o limo en agua.
• La pintura es una suspensión de pigmentos en agua.
• La sangre es una suspensión de células (principalmente glóbulos rojos) en plasma.
• Harina suspendida en agua.
• Lechada de cal.

Véase también

• Suspensión concentrada
• Aerosol
• Coloide
• Emulsión