СУСПЕНЗІЇ, ЇХ СТАБІЛІЗАЦІЯ

Характеристика суспензій

Суспензії представляють собою дисперсні системи з твердою дисперсною фазою і рідким дисперсійним середовищем.

Проте розміри частинок у суспензії значно більші (10^-6 – 10^-4м), а іноді сягають десятих частинок міліметра. Суспензії являють собою частинки порошку розподілені в рідині.

Області поширення суспензій - це вся наша планета Земля. Суспензіями є ґрунти, ґрунти при достатньому змісті вологи, вода природних і штучних водойм. У вигляді суспензій людина й тварини засвоюють їжу. Будь-яка галузь промисловості й сільського господарства в тім або іншому ступені використовує суспензії. Суспензії є об'єктами виробничих процесів при одержанні добрив, каталізаторів, барвників. До суспензій при достатньому вмісті в них вологи відносять землі і ґрунти, глиняне і харчове тісто, цементні та вапняні розчини, що використовуються у будівництві. В хімічних виробництвах технологу доводиться мати справу з суспензіями при отриманні солей в мікрокристалічному стані, в харчових – при кристалізації цукру, бродінні дріжджів тощо.

Суспензії –це середньо та грубодисперсні системи.

По концентрації суспензії можуть бути розбавленими і концентрованими. Концентровані суспензії називають пастами.

Одержання суспензій

Розведені суспензії є вільнодисперсними безструктурними системами які мають багато подібного з ліофобними золями. Подібно останнім, їх одержують диспергаційними й конденсаційними методами. Перший метод застосовується, коли суспензію одержують із грубодисперсних систем, другий - коли суспензію одержують із істинних розчинів.

Суспензії ділять також за іншими ознаками:

- по природі дисперсійного середовища:

органосуспензії,

водні суспензії;

- по розмірах часток ДФ:

грубі суспензії (d>10^–2 см),

тонкі суспензії (d=5·10^–2 ÷ 10^–2 см),

каламуть (d =1·10^–5 ÷ 5·10^–2 см).

Використання того або іншого методу для одержання суспензії визначається необхідністю одержання суспензії з тим або іншим розміром часток дисперсної фази.

Дисперсна фаза із розміром часток порядку 10^–5см легше одержати конденсаційним методом. Розміри часток залежать від співвідношення швидкостей утворення зародків кристалів і їхнього росту. При невеликих ступенях пересичення звичайно утворяться великі частинки, при більших - дрібні. Попереднє введення в систему зародків кристалізації приводить до утворення практично монодисперсних систем.

Дисперсність частинок можна регулювати введенням ПАР.

Суспензії утворяться також у результаті коагуляції ліозолів. Це означає, що способи коагуляції - це одночасно й методи одержання суспензій.

Одержують суспензії методами конденсації і диспергування, але у виробничій практиці зазвичай застосовують останній. Диспергування здійснюється механічним дробленням вихідної сировини на вальцьових, вібраційних і колоїдних верстатах.

Збільшення розмірів колоїдних частинок у процесі прихованої коагуляції золів може призвести до утворення суспензій і, якщо систему у відповідний момент стабілізувати, вона може стати агрегативно стійкою: частинки перестануть злипатися одна з одною.

Концентровані суспензії можуть бути отримані як в результаті осідання більш розбавлених суспензій, так і безпосереднім розтиранням грубих порошків з рідинами.

Практично, найчастіше, суспензії отримують диспергуванням нерозчинених твердих речовин у рідкому середовищі або скаламученням в цьому середовищі попередньо одержаного порошку.

Властивості суспензій

Суспензії – седиментаційно нестійкі;молекулярно–кінетичні властивості у них виявляються слабко.

Суспензії одночасно поглинають і розсіюють світло, хоча їх частинки за розмірами більше колоїдних. При цьому, на відміну від опалесцентних золів, суспензії виявляють мутність не тільки при боковому освітленні, а й у світлі, що проходить. Це зумовлено досить великими розмірами твердих частинок суспензії, які набагато більші довжини хвилі світлових променів. Можливості дифракційного світлорозсіювання в такій системі значно зменшуються і має місце просте відбивання світлових променів від твердих частинок.

Якщо за оптичними і молекулярно – кінетичними властивостями суспензії і золі з твердою дисперсною фазою різкорозрізняються, то за агрегативною стійкістю вони мають багато спільного. Як правило, частинки суспензій, як і частинки ліофобних колоїдів, мають на поверхні подвійнийелектричнийшар (ПЕШ) або сольватну оболонку. Електрокінетичний потенціал частинок суспензій можна визначати за допомогою електрофорезу, причому він має величину того самого порядку, що і ξ – потенціал частинок типових золів.

Під впливом електролітів суспензії коагулюють, тобто їх частинки злипаються, утворюючи агрегати. Для стабілізації суспензій використовують високомолекулярні речовини. Захисний шар цих речовин забезпечує гідратацію частинок, крім того, довгі ланцюги макромолекул охоплюють частинки, утворюючи гратки.

Концентровані суспензії – пасти – являють собою складно дисперсні системи, у яких частинки дисперсної фази взаємодіють, утворюючи просторові структури. Для цих систем визначальними є структурно-механічні властивості, які характеризуються такими параметрами, як:

§ в'язкість;

§ пружність;

§ пластичність;

§ механічна міцність.

Для паст характерні такі явища, як:

- тиксотропія;

- синерезис;

- набрякання.

В певних умовах у суспензіях можуть утворюватися просторові коагуляційні структури, що здатні до синтезу. Явище тиксотропіїпри дотриманні певних відповідних умов виявляються у суспензії майже завжди більшою мірою, ніж у ліофобних колоїдних систем.

Застосування суспензій

Суспензії мають сферу широкого застосування. Так, розведені суспензії використовують при фарбуванні, наприклад, тканин, а концентровані – у керамічній промисловості та виробництві будівельних матеріалів. Суспензії, завдяки адсорбційним властивостям, широко використовуються як каталізатори у гетерогенному каталізі.

Із суспензіями ми постійно маємо справу в кулінарії, косметології, сільському господарстві та медицині. Суспензії – кукурудзяний крохмаль (дисперсна фаза – зародки та мезга), неочищені рослинні олії, дифузійний сік цукрових буряків. Дисперсійним середовищем суспензії розплаву какао є какао-масло, а дисперсною фазою – тверді частинки какао і кристалики цукру.

Суспензії часто отримують в процесі приготування їжі (наприклад, протерті супи, суспензія крохмалю у воді). Концентровану суспензію представляє також шоколад – суспензія порошку какао в маслі. Адсорбційне рафінування олії засноване на використанні суспензії, яка утворюється із частинок бентонітових глин, що виконують роль адсорбенту.

Концентровані суспензії – це різні косметичні і фармацевтичні препарати, цементні розчини, лаки, фарби. Для приготування паст застосовують рідини, що мають підвищену в’язкість і температуру кипіння. Так, деякі сорти зубної пасти готують шляхом змішування крейди з в’язкою рідиною, яку добувають в процесі зварювання крохмалю в гліцериновому розчині з додаванням невеликої кількості ПАР.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Порівняльна характеристика властивостей мікрогетерогенних, колоїдних систем та істинних розчинів	\|	ЕМУЛЬСІЇ ТА ЇХ ОДЕРЖАННЯ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.