Agregación de sistemas coloidales con cargas opuestas: efecto de la concentración de partículas

Abstract

INTRODUCCIÓNLos sistemas coloidales tienen gran aplicación en diversos procesos industriales. Generalmente, los sistemas que se emplean no se componen de un único tipo de partículas, lo que hace que su comportamiento esté dominado por las interacciones entre partículas de características diferentes. Así, en la recuperación de minerales, la adición de partículas a una pulpa de mineral puede provocar la sedimentación de un determinado tipo de mineral en suspensión o de otro, dependiendo de las características de las partículas que han sido añadidas (1,2).Si la interacción entre dos tipos de partículas es atractiva o no es suficientemente repulsiva, se producirá agregación. A diferencia de la agregación en un sistema monocomponente (homoagregación), ésta se conoce como heteroagregación. Sin embargo, es necesario notar que en un proceso de heteroagregación, también pueden producirse homoagregaciones de los diferentes sistemas. Dada la complejidad de estas reacciones, el número de trabajos que estudian la heteroagregación desde un punto de vista básico es muy escaso, siendo aún varios aspectos objeto de discusión (3).El trabajo pionero sobre heteroagregación se debe a Hogg y col. y data de 1966 (4). En él se propone un potencial de interacción para un par de partículas con diferentes potenciales superficiales y radios. Además, se desarrolla un modelo ciné-tico aplicable a los instantes iniciales de la agregación. Tras este trabajo, se han propuesto diferentes potenciales de interacción más exactos que el dado por la aproximación de Hogg y col, aunque éste reproduce las principales características y presenta la ventaja de ser analítico. Sin embargo, la cinética de agregación no ha sido mejorada, y el mismo modelo sigue empleándose.En este trabajo estudiaremos experimentalmente la agregación en un sistema compuesto por dos tipos de partículas con cargas superficiales de signos opuestos. Al ser sólo dos los componentes del sistema, las posibles reacciones se reducen a tres, lo que simplifica el desarrollo teórico. Además, la interacción entre partículas de cargas opuestas es atractiva, lo que nos permitirá estudiar esta reacción en ausencia de las homoagregaciones de los sistemas. Las agregaciones serán estudiadas mediante dispersión estática de luz, con la que tendremos acceso a los instantes iniciales de forma poco intrusiva. TEORÍALa luz dispersada por una dispersión en la que existen diferentes agregados viene dada por: En este trabajo se presentan resultados experimentales de agregación en sistemas mesoscópicos con cargas opuestas. La heteroagregación está controlada por la atracción electrostática. Se ha estudiado el efecto de la proporción relativa de partí-culas de uno u otro signo y de los potenciales superficiales de ambos sistemas. Las velocidades de agregación más rápidas se han obtenido cuando el sistema más descargado se encuentra en exceso, lo que no puede ser explicado por la teoría ciné-tica habitualmente empleada. Palabras clave: Sistemas mesoscópicos, agregación coloidal, heteroagregación.Aggregation ...