Физколлоидная химия

     Броуновским называют непрерывное, хаотическое, равновероятное для всех направлений движение мелких частиц, взвешенных в жидкостях или  газах, за счет воздействия молекул  дисперсионной среды.

     Мельчайшие  частицы незначительной массы испытывают неодинаковые удары со стороны молекул дисперсионной среды, возникает сила, движущая частицу, направление и импульс силы, непрерывно меняются, поэтому частица совершает хаотические движения.

     Диффузией называют самопроизвольное распространение вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией. Различают следующие виды диффузии: молекулярную, ионную и коллоидных частиц.[1]

     При разделении двух растворов различной  концентрации или раствора и чистого  растворителя полупроницаемой перегородкой (мембраной) возникает поток растворителя от меньшей концентрации к большей, выравнивающей концентрацию. Этот процесс называется осмосом. [2]

     Осмотическое  давление – такое избыточное давление над раствором, которое необходимо для исключения переноса растворителя через мембрану. Осмотическое давление равно тому давлению, которое производила бы дисперсная фаза (растворенное вещество), если бы она в виде газа при той же температуре занимала тот же объем, что и коллоидная система (раствор)

     Седиментация— направленное движение частиц (твёрдых  крупинок, капелек, пузырьков) в поле действия гравитационных или центробежных сил. Скорость седиментации зависит  от массы, размера и формы частиц, вязкости и плотности среды, а  также от ускорения свободного падения или действующих на частицы центробежных сил. В гравитационном поле седиментируют достаточно крупные частицы, не подверженные тепловому (броуновскому) движению, в поле центробежных сил возможна седиментация коллоидных частиц и макромолекул — молекул природных и синтетических полимеров. Для мелких не взаимодействующих между собой сферических частиц, оседающих в ламинарном режиме, скорость седиментации вычисляют по формуле Стокса.

     Седиментация  в дисперсных системах с жидкой и  особенно газовой дисперсионной средой часто сопровождается укрупнением седиментирующих частиц вследствие коагуляции и (или) коалесценции. Седиментацию используют в промышленности при обогащении полезных ископаемых, разделении продуктов химической и нефтехимической технологии, очистке и гидравлической классификации различных порошкообразных материалов . Седиментация в гравитационное поле, а также в центрифугах и ультрацентрифугах лежит в основе седиментационного анализа.

     Центрифугирование- разделение в поле центробежных сил жидких дисперсных систем с частицами размером более 100 нм. Используют для выделения составляющих фаз (жидкая - фугат или фильтрат, твердая - осадок) из двухкомпонентных (суспензии, эмульсии) и трехкомпонентных (эмульсии, содержащие твердую фазу) систем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5.Деэмульгирование- процесс, обратный эмульгированию, разрушение эмульсий, т. е. дисперсных  систем, состоящих из двух несмешивающихся  жидкостей, одна из которых  в виде мелких капель равномерно  распределена в объёме другой. Капли эмульсии при деэмульгировании укрупняются вследствие коалесценции (слияния) в процессе броуновского движения, седиментации (оседания) или перемешивания. Деэмульгирование приводит к полному или частичному расслоению образующих эмульсию жидкостей. Оно происходит, когда действие стабилизаторов эмульсий (эмульгаторов) перестаёт быть эффективным, т. е. образуемые ими на поверхности капель защитные оболочки разрушаются или теряют способность предотвращать коалесценцию. В промышленности и в лабораториях деэмульгирование осуществляют механическими методами (Центрифугированием, фильтрацией через пористые материалы, перемешиванием), нагреванием или вымораживанием, воздействием электрического поля, высаливанием (введением электролитов), а также введением специальных реагентов — деэмульгаторов, которые нейтрализуют действие эмульгаторов, реагируя с ними химически, или вытесняют их с поверхности капель эмульсии. Деэмульгаторами обычно служат Поверхностно-активные вещества, обладающие более высокой, чем эмульгаторы данной эмульсии, поверхностной активностью, но меньшей стабилизующей способностью.

         Деэмульгирование широко используют  при обезвоживании и обессоливании  сырой нефти, во многих процессах  химической технологии, при получении  сливочного масла и т.д.[3]

     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 взаимодействия и накопление свободной поверхностной энергии образовавшихся частиц. Измельчение твердых тел осуществляют раздавливанием, истиранием, дроблением, расщеплением мех. способом с помощью дробилок, ступок и мельниц разл. конструкции (шаровых, вибро-, струйных, коллоидных), ультразвуком, а также электрич. методами.

     Пасты – это высоко концентрированные  суспензии, обладающие структурой. Структура  – это пространственная сетка, образованная частицами дисперсной фазы, в петлях которой находится дисперсионная  среда.

     Можно сказать, что пасты занимают промежуточное  положение между порошками и  разбавленными суспензиями. Их получают, соответственно: растирая порошок в  жидкости, обладающей достаточно большой  вязкостью; например, некоторые сорта  зубной пасты готовят путем смешивания мела с вязкой жидкостью, полученной путем варки крахмала в глицериновом водном растворе с добавлением небольшого количества ПАВ; в результате седиментации разбавленной суспензии.[4] 
 
 
 

     Литература

1. Болдырев  А.И. Физическая и коллоидная  химия.- М.: Высшая школа, 1993.

2. Евстратова  К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е.  Физическая и коллоидная химия.- М.: Высшая школа, 1990.

3. Липатников  В.Е., Казаков К.М. Физическая и  коллоидная химия.- М.: Высшая школа, 1981.

4. Фридрихсберг  Д.А. Курс коллоидной химии.- М.: Химия, 1984.