СУСПЕНЗІЇ - Хімічна енциклопедія - Тлумачні Словники та Енциклопедії
СУСПЕНЗІЇ (від позднелат. suspensio-підвішування), дисперсні системи, в яких брало тверді частинки дисперсної фази-перебувають у зваженому стані в рідкому дисперсійному середовищі (інший часто вживаний термін-суспензії). Інтервал розмірів частинок-від десятих часток мм до 10 -7 м. С. з меншими частинками (7 м) відносять до дисперсних систем, верх. межа розмірів частинок обмежена швидким осіданням частинок гравітації. поле (див. осадження ) . Іноді С. поділяють на грубодисперсні власне С. (розмір частинок 10 6 м) і тонкі суспензії-системи з проміж. дисперсністю (106-107 м). Частинки грубодисперсних С. не проходять через паперові фільтри, видимі в оптич. мікроскоп, практично не беруть участь у броунівському русі та дифузії. Розміри частинок С. можуть бути визначені методами мікроскопії, ситового та седи-ментаційного аналізу (див. Дисперсійний аналіз ), а також на підставі даних по адсорбції. Окремі вузькі фракції м. б. виділені з полідисперсної системи за допомогою сит, висхідного потоку (на конусах) та відмучування.
Отримання С. Два основні способи-змішування сухих порошків з рідиною або подрібнення твердих тіл у рідині (методи диспергування) та виділення твердої фази з рідкого середовища (методи конденсації). Методи диспергування вимагають витрати енергії на подолання сил міжмолекулярних взаємодій. та накопичення вільн. поверхневої енергії частинок, що утворилися. Подрібнення твердих тіл здійснюють роздавлюванням, стиранням, дробленням, розщепленням хутра. способом за допомогою дробарок, ступок та млинів разл. конструкції (кульових, вібро-, струминних, колоїдних), ультразвуком, а також електрич. методами.
Енергетич. витрати на диспергування у рідкому середовищі м. б. істотно знижено за рахунок адсорбційного зниження міцності твердих тіл привведення ПАР (ефекту Ребіндера; див. Фізико-хімічна механіка). Частки сферич. форми м. б. отримані оплавленням у низькотемпературній плазмі дугового чи високочастотного розряду. У разі ліофільних дисперсних систем диспергування може відбуватися спонтанно (напр., С. бентонітової глини у воді), при цьому збільшується ентропія системи.
При отриманні С. методами конденсації частки твердої фази виділяються з пересичених рідких розчинів, які утворюються при охолодженні, зміні розчиняючої здатності середовища (метод заміни розчинника), внаслідок хім. р-цій (окислення, відновлення, гідролізу, подвійного обміну), що призводять до утворення малорозчинних сполук [BaSO 4 AgI, CaCO 3 Al (OH) 3 та ін.]. Розмір часток залежить від співвідношення швидкостей освіти зародків та його зростання. При невеликих ступенях пересичення зазвичай утворюються великі частинки, при великих-дрібні. Попередить. введення в систему зародків кристалізації призводить до утворення практично монодисперсних С. Зменшення дисперсності м.б. досягнуто в результаті ізотерміч. перегонки під час нагрівання. Дисперсність С., що утворюються, можна регулювати також введенням ПАР. С. очищають від домішок розчинених діалізом, електродіалізом, фільтруванням, центрифугуванням.
Стійкість С. Грубодисперсні С. Седиментаційно нестійкі. Швидкість седиментації (або спливання частинок) залежить від їх розміру, форми, різниці щільностей частинок та середовища, в'язкості середовища. Насправді широко використовують поняття гідравліч. крупності С., що характеризує швидкість осідання частинок (мм/с) у нерухомому рідкому середовищі. Швидкості седиментації сферич. частинок кварцу у воді наведено у таблиці.
Агрегативна стійкість С. (здатність частинок зберігати свої початкові розміри, незлипатися) залежить від щільності поверхневого електрич. заряду частинок, їх потенціалу (потенціал Штерна), товщини подвійного електричного шару, інтенсивності взаємод. частинок із середовищем (ліофільності С.). Зниження цих властивостей призводить до втрати агрегативної стійкості. Осадження частинок із С. (поділ фаз) м. б. значно прискорено шляхом їхнього укрупнення в результаті коагуляції (флокуляції) при введенні в С. електролітів (флокулянтів), під дією електрич. поля, магн. чи електромагн. полів, жорсткого іонізуючого випромінювання, теплового впливу. Опади, що утворюються з коагульованих С., є більш пухкими, мають більший седиментаційний об'єм, ніж опади, які отримують з агрегативно стійких С. Процеси поділу С. реалізуються, напр., при очищенні стічних вод. типу відстійників, фільтрів, флотаторів, гідроциклонів і центрифуг.
У вільнодисперсних С. частинки вільно переміщуються в середовищі, у зв'язнодисперсних - об'єднані в ланцюжки, сітки і є нерухомими або переміщуються в середовищі єдиною масою (див. Гелі). Розведені С. є ньютонівськими рідинами, їх в'язкість мало відрізняється від в'язкості середовища і лінійно зростає зі зростанням концентрації дисперсної фази згідно із законом Ейнштейна (див. Реологія). Подальше збільшення концентрації дисперсної фази призводить до більш різкого зростання в'язкості С., яке пов'язане з процесом структуроутворення і переходом системи в зв'язнодисперсну (коагуляц. і конденсаційно-кристалізац. структури). Необмежена стійкість С. може бути отримана при введенні дисперсної системи полімерів.
С. широко застосовуються в хімічній, цементній, силікатній, керамічній, гірській, металургійній, паперовій, текстильній, харчовій, шкіряній та ін областях пром-сті. Так, з С. мають справу прирозчинення солей, вилуговування, електрофоретич. осадження твердої фази при отриманні декоративних, антикорозійних та електроізоляцій. покриттів, напівпровідникових плівок, електрофоретич. дисплеїв. У прир. умовах утворення С. відбувається при диспергуванні ґрунтів, ґрунтів і скельних порід під впливом сил прибою, припливно-відливних явищ, при русі льодовиків, в результаті вивітрювання та вилуговування, при забрудненні водойм атм. пилом.
Літ.: Фролов Ю. Р., Курс колоїдної хімії, М., 1982; Фрідріх-сберг Д. А., Курс колоїдної хімії, 2 видавництва, Л., 1984.
Ю. М. Чорнобережський.
Поділіться з друзями:
Ви можете поставити посилання на це слово: