химический каталог




СУСПЕНЗИИ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

СУСПЕНЗИИ (от позднелат. suspensio-подвешивание), дисперсные системы, в которых твердые частицы дисперсной фазы -находятся во взвешенном состоянии в жидкой дисперсионной среде (другой часто применяемый термин-взвеси). Интервал размеров частиц-от десятых долей мм до 10 -7 м. СУСПЕНЗИИ с меньшими частицами (< 107 м) относят к дисперсным системам, верх. предел размеров частиц ограничен быстрым оседанием частиц в гравитац. поле (см. Осаждение). Иногда СУСПЕНЗИИ подразделяют на грубодисперсные собственно СУСПЕНЗИИ (размер частиц > 106 м) и тонкие взвеси-системы с про-межут. дисперсностью (106-107м). Частицы грубодис-персных СУСПЕНЗИИ не проходят через бумажные фильтры, видимы в оптический микроскоп, практически не участвуют в броуновском движении и диффузии. Размеры частиц СУСПЕНЗИИ могут быть определены методами микроскопия., ситового и седи-ментационного анализа (см. Дисперсионный анализ), а также на основании данных по адсорбции. Отдельные узкие фракции может быть выделены из полидисперсной системы с помощью сит, восходящего потока (на конусах) и отмучивания.

Получение СУСПЕНЗИИ Два основных способа-смешение сухих порошков с жидкостью или измельчение твердых тел в жидкости (методы диспергирования) и выделение твердой фазы из жидкой среды (методы конденсации). Методы диспергирования требуют затраты энергии на преодоление сил межмолекулярного взаимодействие и накопление свободный поверхностной энергии образовавшихся частиц. Измельчение твердых тел осуществляют раздавливанием, истиранием, дроблением, расщеплением механические способом с помощью дробилок, ступок и мельниц различные конструкции (шаровых, вибро-, струйных, коллоидных), ультразвуком, а также электрич. методами.

Энергетич. затраты на диспергирование в жидкой среде может быть существенно снижены за счет адсорбционного понижения прочности твердых тел при введении ПАВ (эффекта Ребиндера; см. Физико-химическая механика). Частицы сферич. формы может быть получены оплавлением в низкотемпературной плазме дугового или высокочастотного разряда. В случае лиофильных дисперсных систем диспергирование может происходить самопроизвольно (например, СУСПЕНЗИИ бентонитовой глины в воде), при этом увеличивается энтропия системы.

При получении СУСПЕНЗИИ методами конденсации частицы твердой фазы выделяются из пересыщенных жидких растворов, которые образуются при охлаждении, изменении растворяющей способности среды (метод замены растворителя), вследствие химический реакций (окисления, восстановления, гидролиза, двойного обмена), приводящих к образованию малорастворимых соединений [BaSO4, AgI, CaCO3, Al(OH)3 и др.]. Размер частиц зависит от соотношения скоростей образования зародышей и их роста. При небольших степенях пересыщения обычно образуются крупные частицы, при больших-мелкие. Предварит. введение в систему зародышей кристаллизации приводит к образованию практически монодисперсных СУСПЕНЗИИ Уменьшение дисперсности может быть достигнуто в результате изотермодинамически перегонки при нагревании. Дисперсность образующихся СУСПЕНЗИИ можно регулировать также введением ПАВ. СУСПЕНЗИИ очищают от примесей растворенных веществ диализом, электродиализом, фильтрованием, центрифугированием.

Устойчивость СУСПЕНЗИИ Грубодисперсные СУСПЕНЗИИ седиментационно неустойчивы. Скорость седиментации (или всплывания частиц) зависит от их размера, формы, разности плотностей частиц и среды, вязкости среды. На практике широко используют понятие гидравлич. крупности СУСПЕНЗИИ, характеризующее скорость оседания частиц (мм/с) в неподвижной жидкой среде. Скорости седиментации сферич. частиц кварца в воде приведены в таблице.

Агрегативная устойчивость СУСПЕНЗИИ (способность частиц сохранять свои первоначальные размеры, не слипаться) зависит от плотности поверхностного электрич. заряда частиц, их потенциала (потенциал Штерна), толщины двойного электрического слоя, интенсивности взаимодействие частиц со средой (лиофильности СУСПЕНЗИИ). Понижение этих параметров приводит к потере агрегативной устойчивости. Осаждение частиц из СУСПЕНЗИИ (разделение фаз) может быть значительно ускорено путем их укрупнения в результате коагуляции (флокуляции) при введении в СУСПЕНЗИИ электролитов (флокулянтов), под действием электрич. поля, магн. или электромагн. полей, жесткого ионизирующего излучения, теплового воздействия. Осадки, образующиеся из коагулированных СУСПЕНЗИИ, являются более рыхлыми, имеют больший седиментационный объем, чем осадки, получаемые из агрегативно устойчивых СУСПЕНЗИИ Процессы разделения СУСПЕНЗИИ реализуются, например, при очистке сточных вод в различные типа отстойниках, фильтрах, флотаторах, гидроциклонах и центрифугах.

В свободнодисперсных СУСПЕНЗИИ частицы свободно перемещаются в среде, в связнодисперсных - объединены в цепочки, сетки и являются неподвижными либо перемещаются в среде единой массой (см. Гели). Разбавленные СУСПЕНЗИИ являются ньютоновскими жидкостями, их вязкость мало отличается от вязкости среды и линейно возрастает с ростом концентрации дисперсной фазы согласно закону Эйнштейна (см. Реология). Дальнейшее увеличение концентрации дисперсной фазы приводит к более резкому возрастанию вязкости СУСПЕНЗИИ, которое связано с процессом структурообразования и переходом системы в связнодисперсную (коагуляц. и кон денсационно-кристаллизац. структуры). Неограниченная устойчивость СУСПЕНЗИИ может быть получена при введении в дисперсную систему полимеров.

СУСПЕНЗИИ широко применяются в химический, цементной, силикатной, керамич., горной, металлургич., бумажной, текстильной, пищевой, кожевенной и др. областях промышленности. Так, с СУСПЕНЗИИ имеют дело при растворении солей, выщелачивании, электрофоретич. осаждении твердой фазы при получении декоративных, антикоррозионных и электроизоляц. покрытий, полупроводниковых пленок, электрофоретич. дисплеев. В природные условиях образование СУСПЕНЗИИ происходит при диспергировании почв, грунтов и скальных пород под воздействием сил прибоя, приливно-отливных явлений, при движении ледников, в результате выветривания и выщелачивания, при загрязнении водоемов атм. пылью.

Литература: Фролов Ю. Г., Курс коллоидной химии, М., 1982; Фридрих-сберг Д. А., Курс коллоидной химии, 2 изд., Л., 1984.

Ю. М. Чернобережский.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы excel в москве не дорого
аудиосистема встраиваемая в стены
посуда цвиллинг цены
шкафы для хранения мобильных телефонов шмя-48

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)