itthon > Fúrólyuk szivattyúk > A diszpergált rendszerek előállítására szolgáló módszerek közé tartozik. Diszpergált rendszerek előállítása, stabilizálása és tisztítása. Membránok és membránfolyamatok

A diszpergált rendszerek előállítására szolgáló módszerek közé tartozik. Diszpergált rendszerek előállítása, stabilizálása és tisztítása. Membránok és membránfolyamatok

1.2. Megszerzési módszerek szétszórt rendszerek

Két módszer ismert diszpergált rendszerek előállítására. Az egyikben a szilárd és folyékony anyagokat megfelelő diszperziós közegben finomra őrlik (diszpergálják), a másikban diszpergált fázisú részecskék képződését idézik elő egyedi molekulákból vagy ionokból.

A nagyobb részecskék őrlésével diszpergált rendszerek előállítására szolgáló módszereket nevezzük szétszórt... A részecskék kristályosítással vagy kondenzációval történő képzésén alapuló módszereket ún páralecsapódás.

Diszperziós módszer

Ez a módszer mindenekelőtt a mechanikai módszereket ötvözi, amelyekben az intermolekuláris erők leküzdése és a szabad felületi energia felhalmozódása a diszperzió folyamatában a rendszeren végzett külső mechanikai munka következtében történik. Ennek eredményeként a szilárd anyagok összetörnek, kopnak, összetörnek vagy felhasadnak.

Laboratóriumi és ipari körülmények között a vizsgált folyamatokat különféle kivitelű zúzókban, malomkövekben és malmokban hajtják végre. A leggyakoribbak a golyósmalmok. Ezek üreges forgóhengerek, amelyek meg vannak töltve köszörülni kívánt anyaggal és acél vagy kerámia golyókkal. Ahogy a henger forog, a golyók gurulnak, koptatva a zúzott anyagot. Köszörülés is előfordulhat a golyók ütközésének következtében. A golyósmalmokban rendszereket kapnak, amelyek részecskemérete meglehetősen széles tartományban van: 2-3 és 50-70 mikron között. Egy golyós üreges henger körkörös oszcillációs mozgásba állítható, ami hozzájárul a megrakott anyag intenzív zúzásához a zúzott testek összetett mozgása hatására. Az ilyen eszközt vibrációs malomnak nevezik.

Finomabb diszperzió érhető el a különféle kialakítású kolloid malmokban, amelyek elve a szuszpenzióban vagy emulzióban a nagy sebességgel forgó rotor és az állórész közötti szűk résben centrifugális erő hatására törőerők kialakításán alapul. a készülék - az állórész. A szuszpendált durva részecskék jelentős törési erőnek vannak kitéve, és így szétszóródnak.

Nagy diszperzió érhető el ultrahangos diszperzió. Az ultrahang diszpergáló hatása a kavitációhoz kapcsolódik - a folyadékban lévő üreg kialakulásához és összeomlásához. Az üregek összeomlását kavitációs lökéshullámok megjelenése kíséri, amelyek tönkreteszik az anyagot. Kísérletileg megállapították, hogy a diszperzió egyenes arányban áll az ultrahang rezgések frekvenciájával. Az ultrahangos diszperzió különösen akkor hatékony, ha az anyagot előzőleg finomra őrölték. Az ultrahangos módszerrel kapott emulziókat a diszpergált fázis egyenletes részecskemérete különbözteti meg.

A zúzás és őrlés során az anyagok megsemmisülnek, elsősorban a szilárdsági hibák helyén (makro- és mikrorepedések). Ezért az őrlés növekedésével a részecskék szilárdsága növekszik, amit általában erősebb anyagok létrehozására használnak. Ugyanakkor az anyagok szilárdságának növekedése az őrlés során nagy energiafelhasználáshoz vezet a további diszperzióhoz. Az anyagok pusztulását a Rebinder effektus segítségével lehet elősegíteni - az adszorpciós szilárdság csökkenése szilárd anyagok... Ez a hatás abban áll, hogy a felületaktív anyagok segítségével csökken a felületi energia, aminek eredményeként a szilárd anyag deformációja és tönkremenetele elősegíthető. A keménységcsökkentőkre a kis mennyiség a jellemző, ami a Rebinder hatást és a hatás specifikusságát okozza. Az anyagot nedvesítő adalékok elősegítik a közeg behatolását a hibák helyére, és kapilláris erők segítségével elősegítik a szilárd anyag pusztulását is. A felületaktív anyagok nemcsak az anyag pusztulásához járulnak hozzá, hanem stabilizálják a diszpergált állapotot is, mivel a részecskék felületét beborítva megakadályozzák azok fordított adhézióját. Ez is hozzájárul az erősen szétszórt állapot eléréséhez.

A diszperziós módszerrel általában nem sikerül nagy diszperziót elérni. A diszperziós módszerekkel előállított diszperziós rendszerek a liszt, korpa, tészta, porcukor, kakaó (nib, por), csokoládé, praliné, marcipánmasszák, gyümölcs- és bogyópürék, szuszpenziók, emulziók, habos masszák.

Kondenzációs módszer

A kondenzációs módszer azon a folyamatokon alapul, amelyek során egy homogén rendszerből heterogén fázis keletkezik molekulák, ionok vagy atomok kombinálásával. Különbséget kell tenni a kémiai és a fizikai kondenzáció között.

Kémiai kondenzáció kémiai reakció eredményeként rosszul oldódó anyag felszabadulásán alapul. A kolloid diszperziós fokú új fázis eléréséhez az egyik reagens feleslegére, híg oldatokra és stabilizátor jelenlétére van szükség a rendszerben.

A fizikai kondenzáció során gáz- vagy folyékony közegben új fázis képződik túltelített halmazállapotú körülmények között. A kondenzáció új fázis kialakulását feltételezi a már meglévő felületeken (érfalak, idegen anyagok részecskéi - kondenzációs magok), vagy olyan magok felszínén, amelyek a rendszerben lévő anyag sűrűségének és koncentrációjának ingadozása következtében spontán keletkeznek. Az első esetben a kondenzációt heterogénnek, a másodikban homogénnek nevezik. A kondenzáció általában a kondenzációs magok vagy nagyon kis méretű magok felületén történik, ezért a kondenzált anyag reaktivitása nagyobb, mint a makrofázisé a Kelvin kapilláris kondenzációs egyenlet szerint. Ezért ahhoz, hogy a kondenzált anyag ne térjen vissza a kezdeti fázisba, és a kondenzáció folytatódjon, túltelítettség jelenléte szükséges a rendszerben.

1.3. A szórt rendszerek osztályozása

A diszpergált rendszereket a következő kritériumok szerint osztályozzák:

diszperziós fok;

a diszpergált fázis és a diszperziós közeg aggregált állapota;

szerkezeti és mechanikai tulajdonságok;

a diszpergált fázis és a diszperziós közeg kölcsönhatásának jellege.

Osztályozás szóródási fok szerint

A részecskék méretétől függően erősen diszpergált, közepesen és durva diszperziójú rendszereket különböztetünk meg (1.1. táblázat).

1.1. táblázat

	részecskék, m	Diszperzió
Erősen szétszórt (kolloid rendszerek)			hidroszolok, aeroszolok
Közepesen diszpergált			Instant kávé, porcukor
Durván szétszórt	Több mint 10-5
Igazi megoldások	Kevesebb, mint 10-9

A diszpergált fázisú részecskék fajlagos felülete az erősen diszperzált rendszerekben a legnagyobb, míg a közepesen és durván diszpergált rendszerekre átlépve a fajlagos felület csökken (1.3. ábra). Ha a részecskeméret 10-9 m-nél kisebb, a részecske és a közeg közötti határfelület eltűnik, és molekuláris vagy ionos oldatok (valódi oldatok) keletkeznek.

A diszpergált fázis részecskemérete szerint egy és ugyanaz a termék különböző diszpergált rendszerekhez tartozhat. Például részecskék búzaliszt A legmagasabb minőségű lisztek mérete (1-30) 10 -6 m, vagyis az ilyen minőségű liszt egyszerre tartozik a közepes és a durva diszperziós rendszerekhez.

Fizikai állapot besorolása

A diszpergált fázis és a diszpergált közeg három halmazállapotú lehet: szilárd (T), folyékony (L) és gázhalmazállapotú (G).

Minden diszpergált rendszernek megvan a maga jelölése és neve: a számláló a diszpergált fázis aggregációs állapotát jelzi, a nevezőben - a diszperziós közeg. A diszpergált rendszerek nyolc változata lehetséges (1.2. táblázat), mivel a H/H rendszer nem lehet heterogén.

Általában minden erősen diszpergált kolloid rendszert ún szolok... A szol szóhoz a diszperziós közeget jellemző előtag kerül. Ha a diszperziós közeg szilárd - xeroszolok, folyékony - lioszolok(hidroszolok), gáz - aeroszolok.

Az egyszerű diszpergált rendszerek mellett léteznek összetett diszpergált rendszerek is, amelyek három vagy több fázisból állnak.

Például a dagasztás után a tészta egy összetett diszpergált rendszer, amely szilárd, folyékony és gázfázisokból áll. T, G, Zh / T típusú rendszerként ábrázolható. A szilárd fázist keményítőszemcsék, szemhéjrészecskék és duzzadt, oldhatatlan fehérjék alkotják. A kötetlen vízben ásványi és szerves anyagok oldódnak (vízben oldódó fehérjék, dextrinek, cukrok, sók stb.). A végtelenül duzzadó fehérjék egy része kolloid oldatot képez. A tésztában lévő zsír cseppek formájában van jelen. A keverés és az erjedés során légbuborékok felfogásával gáznemű közeg jön létre.

A csokoládémassza diszperziós közege kakaóvaj, a diszpergált fázis pedig porcukorszemcsékből és kakaólúgból áll, vagyis a töltőanyag nélküli csokoládémassza T, T/W komplex diszpergált rendszer.

Az összetett diszpergált rendszerek közé tartoznak az ipari aeroszolok (szmog), amelyek szilárd és folyékony fázisokból állnak, és gáznemű közegben vannak elosztva.

1.2. táblázat

Diszperzió	Elszórtan	Elszórtan	Rendszer neve,
			A kolloid állapot lehetetlen
			Folyékony aeroszolok: köd, dezodor
			Szilárd aeroszolok, porok: por, füst, porcukor, kakaópor, tejpor
			Habok, gázemulziók: szénsavas víz, sör, hab (sör, szappan)
			Emulziók: tej, majonéz
			Szolok, szuszpenziók: fémszolok, természetes tartályok, kakaómassza, mustár
			Kemény habok: habkő, hungarocell, sajt, kenyér, szénsavas csokoládé, mályvacukor
			Kapilláris rendszerek: olaj, gyümölcs töltelékek
			Fémötvözetek, drágakövek

Osztályozás szerkezeti és mechanikai tulajdonságok szerint

Megkülönböztetni szabadon szétszórtés koherensen szétszórva rendszerek.

A szabadon diszpergált rendszerekben a diszpergált fázis részecskéi nem kötődnek egymáshoz, és szabadon mozognak a rendszer teljes térfogatában (lioszolok, híg szuszpenziók és emulziók, aeroszolok, szinte minden szabadon folyó por stb.).

Koherensen diszpergált rendszerekben a diszpergált fázis részecskéi érintkeznek egymással, olyan vázat alkotva, amely szerkezeti és mechanikai tulajdonságokat ad ezeknek a rendszereknek - szilárdságot, rugalmasságot, plaszticitást (zselék, zselék, szilárd habok, tömény emulziók stb.). A koherensen eloszlatott élelmiszermasszák lehetnek köztes termékek (tészta, apróra vágott hús) vagy készételek (túró, vaj, halva, lekvár, feldolgozott sajt stb.).

Osztályozás az interakció jellege szerint

diszpergált fázis és diszperziós közeg

Minden szórt rendszer kettőt alkot nagy csoportok- liofil és liofób:

Liofil (hidrofil) a diszperz rendszerekre jellemző, hogy a szórt és a diszperz fázis felületi kölcsönhatási erői jelentős mértékben túlsúlyban vannak a kohéziós erőkkel szemben. Más szavakkal, ezeket a rendszereket a diszpergált fázis és a diszperziós közeg nagy affinitása, és ennek következtében alacsony felületi energia jellemzi. G saját tulajdonú gépjármű. Spontán keletkeznek és termodinamikailag stabilak. A liofil diszpergált rendszerek tulajdonságai megnyilvánulhatnak kolloid felületaktív anyagok (szappanok), nagy molekulatömegű vegyületek (fehérjék, poliszacharidok), kritikus emulziók, mikroemulziók és egyes szolok oldataiban.

Liofób (hidrofób) - rendszerek, amelyekben az intermolekuláris részecske-közeg kölcsönhatás kicsi. Az ilyen rendszereket termodinamikailag instabilnak tekintik. Kialakulásukhoz bizonyos feltételek és külső hatások szükségesek. A stabilitás növelése érdekében stabilizátorokat vezetnek beléjük. A legtöbb szétszórt táplálékrendszer liofób.

Kérdések és feladatok az anyag konszolidálásához

Melyek a szórt rendszerek jellemzői? Mi a diszpergált fázis és a diszperziós közeg a következő rendszerekben: tej, kenyér, majonéz, vaj, tészta?

Milyen paraméterek jellemzik a szétszórt rendszerek fragmentáltságának mértékét? Hogyan változik a fajlagos felület a diszpergált fázis összetörésekor?

Számítsa ki a 210 -3 m élhosszúságú köbös cukorkristályok fajlagos felületét (m 2 / m 3 -ben).

A szószokban lévő olajcseppek átmérője az elkészítés módjától függ. Kézi keveréssel 210 -5 m, gépi keveréssel - 410 -6 m. Minden esetben határozzuk meg az olajcseppek diszperzióját és fajlagos felületét (m 2 / m 3). Következtetés a részecskeméretnek a fajlagos felületre gyakorolt hatásáról!

Határozza meg a zsírgömbök fajlagos felületét és számát 1 kg 3,2% zsírtartalmú tejben. A zsírgömbök átmérője 8,510 -7 m, a tejzsír sűrűsége
900 kg/m3.

Mi az oka a túlzott felületi energia előfordulásának?

Mi a felületi feszültség? Milyen mértékegységekben mérik? Melyek azok a tényezők, amelyek befolyásolják a felületi feszültséget?

Hozd ismert módszerek szórt rendszerek beszerzése?

Melyek a szétszórt rendszerek jellemzői? Adja meg a szórt rendszerek osztályozását a diszperzió foka és a fázisok aggregáltsági állapota szerint!

Mi alapján osztják fel a diszpergált rendszereket liofób és liofil csoportokra? Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek ezek a rendszerek? Adj rá példákat.

Fejezet2 ... LIOFIL DISZPERZIÓS RENDSZEREK

A leggyakoribb és legszélesebb körben használt Élelmiszeripar A liofil rendszerek kolloid felületaktív anyagok és nagy molekulatömegű vegyületek oldatai.

2.1. Kolloid felületaktív oldatok

Kolloid felületaktív anyagoknak nevezzük, amelyek oldatokban micellákat képezhetnek (a latin csillámból - apró) - nagyszámú (20-100) molekulából álló társulások. A 10-20 szénatomot tartalmazó hosszú szénhidrogénlánccal rendelkező felületaktív anyagok micellaképző képességgel rendelkeznek.

A molekulák nagyfokú asszociációja miatt a micella és a diszperziós közeg között interfész keletkezik,
vagyis a micellás felületaktív oldatok heterogén rendszerek. A heterogenitás és a nagy felületi terület ellenére azonban termodinamikailag stabilak. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a micellákban a felületaktív anyagok molekuláit poláris csoportok irányítják egy poláris közeghez, ami alacsony határfelületi feszültséghez vezet. Ezért az ilyen rendszerek felületi energiája alacsony, ezek tipikus liofil rendszerek.

2.1.1. A kolloid felületaktív anyagok osztályozása

poláris csoportok szerint

A felületaktív anyagok III. Nemzetközi Kongresszusán elfogadott és ajánlott osztályozás szerint Nemzetközi szervezet Az 1960-as szabványosítás (ISO) szerint a kolloid felületaktív anyagokat anionos, kationos, nemionos és amfoter csoportba sorolják. Néha nagy molekulatömegű (polimer), perfluorozott és szerves szilícium felületaktív anyagokat is izolálnak, azonban a molekulák kémiai természetétől függően ezek a felületaktív anyagok a fenti osztályok valamelyikébe sorolhatók.

Az anionos felületaktív anyagok egy vagy több poláris csoportot tartalmaznak a molekulában, és vizes oldatban disszociálva hosszú láncú anionokat képeznek, amelyek meghatározzák felületi aktivitásukat. Az összes többi felületaktív anyagcsoportnál jobban eltávolítják a szennyeződéseket az érintkező felületekről, ami meghatározza a különféle tisztítószerekben való felhasználásukat.

Az anionos felületaktív anyagok poláris csoportjai a karboxil, szulfát, szulfonát, foszfát.

Az anionos felületaktív anyagok nagy csoportja a karbonsavak származékai (szappanok). Legfontosabbak a telített és telítetlen zsírsavak 12-18 szénatomszámú alkálifém sói, amelyeket állati zsírokból, ill. növényi olajok... Optimális körülmények között használva a szappanok ideális felületaktív anyagok. Fő hátrányuk a kemény vízzel szembeni érzékenység, ami szükségessé tette szintetikus anionos felületaktív anyagok - alkil-szulfonátok, alkil-benzolszulfonátok stb.

Az anionos anyagok teszik ki a felületaktív anyagok világtermelésének nagy részét. Ezen felületaktív anyagok népszerűségének fő oka egyszerűségük és alacsony előállítási költségük.

Kationos felületaktív anyagok, amelyek molekulái vizes oldatban disszociálva felületaktív kationt képeznek, hosszú hidrofób lánccal és anionnal – általában halogeniddel, néha kén- vagy foszforsav anionjával. Ide tartoznak a különböző szubsztitúciós fokú aminok, kvaterner ammóniumbázisok és egyéb nitrogéntartalmú bázisok, kvaterner foszfónium- és tercier szulfóniumbázisok. A kationos felületaktív anyagok nem csökkentik annyira a felületi feszültséget, mint az anionos felületaktív anyagok, de jó adszorbeáló képességük van negatív töltésű felületeken - fémeken, ásványi anyagokon, műanyagokon, szálakon, sejtmembránok, amely meghatározta korróziógátló és antisztatikus szerek, diszpergálószerek, kondicionáló, baktériumölő és a csomósodást csökkentő műtrágyaadalékok felhasználását.

Nemionos felületaktív anyagok vízben ne disszociáljon ionokká. Oldhatóságuk annak köszönhető, hogy a molekulákban hidrofil éter és hidroxilcsoportok vannak jelen, leggyakrabban polietilénglikollánc. Ez a felületaktív anyagok legígéretesebb és leggyorsabban fejlődő osztálya.

Az anionos és kationos felületaktív anyagokhoz képest a nemionos felületaktív anyagok kevésbé érzékenyek a vízkeménységet okozó sókra. Ez a fajta felületaktív anyag lágyságot, biztonságot és környezetbarátságot kölcsönöz a mosószernek (a nem ionos felületaktív anyagok biológiai lebonthatósága 100%). A nemionos felületaktív anyagok csak folyékony vagy paszta formában léteznek, ezért szilárd mosószerekben (szappan, por) nem lehetnek.

Az amfoter (amfolitikus) felületaktív anyagok mindkét típusú csoportot tartalmazzák a molekulában: savas (leggyakrabban karboxil) és lúgos (általában különböző szubsztitúciós fokú aminocsoport) csoportokat. A közeg pH-értékétől függően kationos felületaktív anyagokként mutatkoznak (pH-n< 4), так и анионактивных (при рН 9-12). При
pH 4-9 között nemionos vegyületekként viselkedhetnek.

Az ilyen típusú felületaktív anyagok számos természetes anyagot tartalmaznak, beleértve az aminosavakat és a fehérjéket.

Az amfoter felületaktív anyagok nagyon jó bőrgyógyászati tulajdonságokkal rendelkeznek, lágyítják az anionos tisztító összetevők hatását, ezért gyakran használják kiváló minőségű samponokban és kozmetikumokban.

További információ a felületaktív anyagok osztályozásáról és az egyes osztályok fő képviselőiről a következő helyen található:.

2.1.2. A micellaképződés kritikus koncentrációja.
A felületaktív micellák szerkezete és tulajdonságai. Oldódás

A felületaktív anyag koncentrációját, amelynél a micellák megjelennek az oldatban, ún kritikus micellakoncentráció(KKM). A felületaktív micellák szerkezete és tulajdonságai a rendszer komponensei közötti intermolekuláris kölcsönhatásoknak köszönhetőek.

A legtöbb kísérleti adat arra utal, hogy a CMC közelében vizes oldatokban a micellák gömb alakú képződmények mind a kation- és anionaktív, mind a nemionos felületaktív anyagok esetében. Ha poláris oldószerben, például vízben micellák képződnek, a felületaktív anyag molekulák szénhidrogén láncai tömör magba egyesülnek, és a vizes fázis felé eső hidratált poláris csoportok hidrofil héjat alkotnak (2.1. ábra, a). Egy ilyen micella átmérője megegyezik a felületaktív anyag molekula hosszának kétszeresével, és az aggregációs száma (a molekulák száma egy micellában) 30 és 2000 molekula között van. A felületaktív anyagok molekuláinak szénhidrogén-részeinek vonzási erői vízben hidrofób kölcsönhatásokkal azonosíthatók; a poláris csoportok taszítása a micellák növekedésének korlátozásához vezet. A nem poláris oldószerekben a felületaktív anyagok molekuláinak orientációja ellentétes, azaz a szénhidrogén gyök egy nem poláris folyadék felé néz (2.1. ábra, b).

Dinamikus egyensúly van az adszorpciós rétegben és az oldatban lévő felületaktív anyag molekulák között, valamint a micellákban lévő felületaktív anyag molekulák között (2.2. ábra).

A micellák alakja és mérete nem változik meglehetősen széles koncentráció-tartományban. Az oldat felületaktív anyag tartalmának növekedésével azonban a micellák közötti kölcsönhatás megnyilvánul, és a CMC-t 10-szeres vagy annál nagyobb koncentrációban megnagyobbodnak, először hengeres micellákat képezve, majd magasabb koncentrációknál rúd alakú, korong alakú és lemezszerű micellák kifejezett anizometriával. ... Az oldatok felületaktív anyag koncentrációjának még magasabb értékeinél térbeli hálózatok jelennek meg, a rendszer strukturálódik.

A CMC érték a felületaktív anyagok legfontosabb jellemzője, amely számos tényezőtől függ: a szénhidrogén gyök elágazásának hossza és mértéke, szennyeződések jelenléte, az oldat pH-ja, a felületaktív anyag hidrofil és hidrofób tulajdonságainak aránya. . Minél hosszabb a szénhidrogén gyök és minél gyengébb a poláris csoport, annál alacsonyabb a CMC értéke. Ha a felületaktív anyag koncentrációja magasabb, mint a CMC-nek megfelelő kritikus koncentráció, akkor a fizikai-kémiai tulajdonságok élesen megváltoznak, és a tulajdonság-összetétel görbén egy törés jelenik meg. Ezért a CMC meghatározására szolgáló módszerek többsége néhány mérésén alapul fizikai-kémiai tulajdonságok- felületi feszültség, elektromos vezetőképesség, törésmutató, ozmózisnyomás stb. - és annak a koncentrációnak a megállapítása, amelynél ez a tulajdonság élesen megváltozik.

Tehát a felületi feszültség izotermái  kolloid felületaktív anyagok oldatainál a Shishkovsky-egyenlet által leírt szokásos sima futás helyett a CMC-nél törés található (2.3. ábra). A CMC feletti koncentráció további növekedésével a felületi feszültség értékek gyakorlatilag változatlanok maradnak.

A fajlagos elektromos vezetőképesség æ koncentrációtól való függésének görbéje Val vel ionogén kolloid felületaktív anyagok a CCM-nél éles törést mutatnak (2.4. ábra).

Az egyik jellemző tulajdonságok a micellás szerkezetükhöz kapcsolódó kolloid felületaktív anyagok oldatai az oldódás- kolloid felületaktív anyagok oldatokban való oldása, amelyek általában nem oldódnak egy adott folyadékban. A szolubilizációs mechanizmus abból áll, hogy a felületaktív anyag oldatához hozzáadott anyagok nem poláris molekuláit behatolják a nem poláris micellamagba (2.5. ábra), vagy fordítva. Ebben az esetben a szénhidrogén láncok p mozog, és a micella térfogata megnő. A felületaktív anyagok vizes oldataiban való oldódás eredményeként a szénhidrogén folyadékok feloldódnak: a benzin, a kerozin, valamint a vízben oldhatatlan zsírok. Az epesavak sói - nátrium-kolát és dezoxikolát - kiemelkedően magas szolubilizáló hatással rendelkeznek, amelyek a bélben lévő zsírokat oldják és emulgeálják.

Az oldódás fontos tényező a felületaktív anyagok detergens hatásában. A szennyező részecskék jellemzően hidrofóbok, és nem nedvesednek vízzel. Ezért akár azzal is magas hőmérsékletű a víz mosó hatása nagyon kicsi, és ennek fokozására kolloid felületaktív anyagokat adnak hozzá. Kapcsolatfelvételre mosószer szennyezett felület esetén a felületaktív anyag molekulák adszorpciós réteget képeznek a szennyeződésrészecskéken és a tisztítandó felületen. A felületaktív anyagok molekulái fokozatosan behatolnak a szennyeződésrészecskék és a felület közé, elősegítve a szennyeződésrészecskék letépését (2.6. ábra). A szennyeződés a micella belsejébe kerül, és már nem tud leülepedni a mosott felületen.

Az ozmotikus nyomás biztosítja a víz mozgását a növényekben a növényi gyökerek sejtnedvének (5-20 bar) és a talajoldatnak az ozmotikus nyomáskülönbsége miatt, amely az öntözés során még felhígul. Az ozmotikus nyomás hatására a víz a növényben a gyökerektől a tetejéig emelkedik. Így a levélsejtek vizet veszítve ozmotikusan felszívják az őssejtekből, utóbbiak pedig a gyökérsejtekből.

49. Számítsa ki egy réz-cink galvánelem EMF értékét, amelyben a C-ionok koncentrációja u 2 + egyenlő 0,001 mol / l, és ionok Zn 2+ 0,1 mol/l. A számítás során vegye figyelembe a szabványos EMF értékeket:

ε о (Zn 2+ / Zn 0) = - 0,74 V és ε о (Cu 2 + / Cu 0) = + 0,34 V.

Az EMF érték kiszámításához a Nernst-egyenletet használjuk

54. A szórt rendszerek előállításának módszerei, osztályozásuk ill rövid leírása... Milyen módszerrel lehet diszpergált rendszereket előállítani termodinamikai pont a nézet a leghasznosabb?

Diszperziós módszer. Ez a szilárd anyagok adott finomságig történő mechanikus aprításából áll; diszperzió ultrahangos rezgésekkel; elektromos diszperzió a változó és egyenáram... A diszpergált rendszerek diszperzióval történő előállításához széles körben használnak mechanikus eszközöket: zúzógépeket, malmokat, habarcsokat, hengereket, festékdarálókat és rázógépeket. A folyadékokat fúvókák, fedők, forgótárcsák, centrifugák segítségével permetezzük és permetezzük. A gázok diszperziója főként folyadékon keresztül buborékoltatva történik. Habpolimerekben, habbetonban, habgipszetben gázokat olyan anyagok felhasználásával állítanak elő, amelyek magas hőmérsékleten vagy kémiai reakciókban gázt bocsátanak ki.

A diszperziós módszerek széles körben elterjedt alkalmazása ellenére nem alkalmazhatók -100 nm-es részecskeméretű diszperz rendszerek előállítására. Az ilyen rendszereket kondenzációs módszerekkel állítják elő.

A kondenzációs módszerek molekuláris vagy ionos állapotú anyagokból diszpergált fázis képzésén alapulnak. Szükséges követelmény ezzel a módszerrel - túltelített oldat létrehozása, amelyből meg kell szerezni kolloid rendszer... Ez bizonyos fizikai vagy kémiai körülmények között elérhető.

A kondenzáció fizikai módszerei:

1) folyadékok vagy szilárd anyagok gőzeinek hűtése adiabatikus expanzió során vagy nagy mennyiségű levegővel való keverése;

2) az oldószer fokozatos eltávolítása (elpárologtatása) az oldatból vagy más oldószerrel való helyettesítése, amelyben a diszpergálható anyag rosszabbul oldódik.

A fizikai kondenzáció tehát a vízgőznek a levegőben lévő szilárd vagy folyékony részecskék, ionok vagy töltött molekulák felületén történő lecsapódását jelenti (köd, szmog).

Az oldószerhelyettesítés szol képződését eredményezi olyan esetekben, amikor az eredeti oldathoz egy másik folyadékot adnak, amely jól elkeveredik az eredeti oldószerrel, de az oldott anyag számára gyenge oldószer.

A kondenzáció kémiai módszerei különféle reakciók végrehajtásán alapulnak, amelyek eredményeként a túltelített oldatból fel nem oldott anyag válik ki.

A kémiai kondenzáció nemcsak cserén alapulhat, hanem redox reakciókon, hidrolízisen stb.

Diszperz rendszereket kaphatunk peptizálási módszerrel is, amely abból áll, hogy üledékeket viszünk át kolloid „oldatba”, amelynek részecskéi már kolloid méretűek. A peptizálásnak a következő típusai vannak: peptizálás a csapadék mosásával; peptizálás felületaktív anyagokkal; kémiai peptizálás.

Például egy frissen elkészített és gyorsan mosott vas-hidroxid csapadék vörösesbarna színű kolloid oldattá alakul kis mennyiségű FeCl 3 (adszorpciós peptizálás) vagy HCl (oldás) hozzáadásával.

A kolloid részecskék peptizálási módszerrel történő képződésének mechanizmusát teljesen tanulmányozták: a részecskék kémiai kölcsönhatása van a felületen a séma szerint:

adszorbeálja a Fe +3 vagy FeO + ionokat, a későbbiek a FeCl 3 hidrolízise következtében jönnek létre és a micellamag pozitív töltést kap. A micella képlet a következőképpen írható fel:

Termodinamikai szempontból a legelőnyösebb a diszperziós módszer.

1) A gömb alakú részecske diffúziós együtthatóját az Einstein-egyenlet segítségével számítjuk ki:

ahol N A Avogadro-szám, 6 10 23 molekula/mol;

h a diszperziós közeg viszkozitása, N · s / m 2 (Pa · s);

r – részecske sugara, m;

R - univerzális gázállandó, 8,314 J / mol · K;

T az abszolút hőmérséklet, K;

3.14.

2) RMS torzítás:

   D    egy diszpergált részecske átlagos négyzetes elmozdulása (átlagos nyírási érték), m 2; 

idő, ameddig a részecske elmozdul (diffúzió időtartama), s; 

D  diffúziós együttható, m 2. -1-gyel.

   D  = 2 * 12,24 * 10 -10 * 5 = 12,24 * 10 -9 m 2    12,24 * 10 -9 m 2.

74. Felületaktív anyagok. Ismertesse felületi aktivitásuk megnyilvánulásának okait és mechanizmusát!

Alacsony koncentrációban a felületaktív anyagok valódi oldatokat képeznek, pl. részecskék diszpergálódnak bennük egyedi molekulákká (vagy ionokká). a koncentráció növekedésével micellák jelennek meg. Vizes oldatokban a micellákban lévő molekulák szerves részeit folyékony szénhidrogén magba egyesítik, és a poláris hidratált csoportok vízben vannak, miközben a molekulák hidrofób részeinek vízzel való teljes érintkezési felülete élesen csökken. A micellát körülvevő poláris csoportok hidrofilitása miatt a felületi (felületi) feszültség a mag-víz határfelületen olyan értékekre csökken, amelyek biztosítják az ilyen aggregátumok termodinamikai stabilitását a molekulaoldathoz és a felületaktív anyag makrofázisához képest.

Alacsony micelláris koncentrációnál gömb alakú micellák (Gartley micellák) képződnek folyékony apoláris maggal.

A felszíni tevékenység a következőhöz kapcsolódik kémiai összetétel anyagokat. Általában a felületaktív anyag polaritásának csökkenésével növekszik (pl vizes oldatok).

Langmuir szerint az adszorpció során a poláros fázishoz nagy affinitással rendelkező poláris csoport vízbe húzódik, és a nem poláris szénhidrogéngyök kiszorul. a Gibbs-energia ebből eredő csökkenése a felületi réteg méretét egy molekula vastagságára korlátozza. ilyenkor úgynevezett monomolekuláris réteg képződik.

Szerkezettől függően a felületaktív anyagok molekuláit nemionos észterekre, beleértve az etoxicsoportokat, és ionosra, szerves savakra és bázisokra osztva.

Az ionos felületaktív anyagok az oldatban disszociálva felületaktív ionokat képeznek, például:

Ha a disszociáció során felületaktív anionok képződnek, akkor a felületaktív anyagokat anionosnak nevezzük (zsírsavak sói, szappanok). Ha a disszociáció során felületaktív kationok képződnek, akkor a felületaktív anyagokat kationaktívnak nevezzük (primer, szekunder és tercier aminok sói).

Vannak felületaktív anyagok, amelyek az oldat pH-jától függően lehetnek kationosak és aninoaktívak is (fehérjék, aminosavak).

A felületaktív anyagok molekuláinak sajátossága, hogy vízhez viszonyítva nagy felületi aktivitással rendelkeznek, ami tükrözi a vizes felületaktív anyag oldat felületi feszültségének erős függését a koncentrációtól.

Alacsony felületaktív anyagkoncentráció esetén az adszorpció arányos a koncentrációval.

A felületi aktivitás az anyag kémiai összetételéhez kapcsolódik. Általában a felületaktív anyag polaritásának csökkenésével növekszik (vizes oldatok esetén). Például a karbonsavak aktivitása magasabb, mint a sóik.

A homológ sorozatok vizsgálata során az aktivitás egyértelmű függését találták a szénhidrogén gyök hosszától.

A 19. század végén nagy mennyiségű kísérleti anyag alapján Duclos és Traube egy szabályt fogalmazott meg: a homológok sorozatában a felületi aktivitás 3-3,5-szeresére nő, ha a szénhidrogénlánc egy CH 2 -vel nő. csoport.

A koncentráció növekedésével az adszorpció a folyadék felszínén először meredeken növekszik, majd megközelít egy bizonyos határt, amelyet korlátozó adszorpciónak nevezünk.

Erre a tényre és számos tanulmányra alapozva Langmuir felvetette a molekulák felületi rétegbeli orientációjának ötletét. Langmuir szerint az adszorpció során a poláris csoport, amely nagy affinitással rendelkezik a poláris fázishoz - a vízhez, vízbe húzódik, és egy nem poláris szénhidrogén gyök kerül kiszorításra. A Gibbs-energia ebből eredő csökkenése a felületi réteg méretét egy molekula vastagságára korlátozza. Ez egy úgynevezett monomolekuláris réteget képez.

BEVEZETÉS

A javasolt oktatóanyag 7 laboratóriumi munka leírását tartalmazza a kurzus fő szakaszaihoz kolloid kémia.

Minden munka elméleti és gyakorlati részből áll. Az első rész a kolloid kémia tantárgy megfelelő szakaszának alapjait tartalmazza, amely lehetővé teszi a hallgatók számára a laboratóriumi munka tudatos és sikeres elvégzését. Ezt követi a gyakorlati rész, amely ismerteti a munka célját, a szükséges reagenseket és berendezéseket, a megvalósítás menetét és a kísérleti eredmények feldolgozását, a jelentés követelményeit és az önellenőrzéshez szükséges kérdéseket.

A kolloidkémiai laboratóriumi munka fő célja, hogy a hallgatókban elsajátítsa az önálló kísérleti munka készségeit, és segítse az előadásokon tárgyalt elméleti alapanyag elsajátítását.

1. sz. LABORATÓRIUMI MUNKA

HAMU KISZERZÉSE AZ OLDÓSZER CSERE MÓDSZERÉVEL.

ROSSZ SOROZATOK JELENSÉGÉNEK TANULMÁNYOZÁSA.

ELMÉLETI RÉSZ

Kolloidkémia tantárgy

A felszíni jelenségek és szórt rendszerek tudományát ún kolloid kémia.

A felszíni jelenségek közé tartoznak a határfelületen, a határfelületi felületi rétegben végbemenő folyamatok, amelyek a konjugált fázisok kölcsönhatásából erednek. Minden testet egy felület határol, ezért bármilyen méretű test lehet kolloidkémia tárgya. A felszíni jelenségek azonban leginkább az erősen fejlett felületű testeknél jelentkeznek, ami új fontos tulajdonságokat ad nekik.

Elszórt rendszerek a kolloidkémiában figyelembe vett, legalább két fázisból áll. Az egyik szilárd, és az úgynevezett diszperziós közeg. A másik fázis töredezett és eloszlik az elsőben, az úgynevezett diszpergált fázis.

A szórt rendszerek osztályozása

A diszpergált rendszerek legáltalánosabb osztályozása a diszpergált fázis és a diszpergált közeg aggregációs állapotának különbségén alapul. Három halmazállapot (szilárd, folyékony és gáznemű) a diszperz rendszerek kilenc típusának megkülönböztetését teszi lehetővé (1.1. táblázat). A rövidség kedvéért hagyományosan törttel jelöljük, amelynek számlálója a diszpergált fázis aggregációs állapotát, a nevezője pedig a diszperziós közeget jelzi. Például a T / W frakció szilárd diszpergált fázist és folyékony diszperziós közeget (szilárd a folyadékban) tartalmazó rendszereket jelöl. A kilenc G / G kombináció egyike normál körülmények között nem képezhet kolloid rendszert, mivel a gázok bármilyen arányban valódi megoldást adnak. A gázok azonban a sűrűség és a koncentráció folyamatos ingadozása miatt a kolloid rendszerek bizonyos tulajdonságait is mutathatják, amelyek inhomogenitást okoznak a rendszerben.

A bemutatott osztályozásból látható, hogy a diszpergált fázis kinetikai tulajdonságai szerint minden diszperz rendszer két osztályba sorolható: szabadon szétszórt olyan rendszerek, amelyekben a diszpergált fázis mozgékony, és koherensen szétszórva rendszerek - szilárd diszperziós közeggel rendelkező rendszerek, amelyekben a diszpergált fázis részecskéi nem tudnak szabadon mozogni. A szabadon diszpergált rendszerek közé tartoznak a szolok, a kohéziós diszpergált rendszerek - gélek.

A diszperz rendszereket diszperzió szerint osztályozzuk. A szabadon diszpergált és a koherens-diszperz rendszerek esetében a diszperzió szerinti osztályozás jelentős eltéréseket mutat.

1.1. táblázat

A szórt rendszerek osztályozása a fázisok aggregáltsági állapota szerint

Szimbólum rendszerek	Rendszernév és példák
T/T	Szilárd heterogén rendszerek: ásványok, ötvözetek, beton, kompozit anyagok
W/T	Kapilláris rendszerek: porózus testekben folyadék, oldatokban adszorbensek, talajok, talajok
G/T	Porózus testek: adszorbensek és katalizátorok gázokban
T/F	Szuszpenziók és szolok: ipari szuszpenziók, pépek, szuszpenziók, paszták, iszap
F/F	Emulziók: természetes olajok, krémek, tej
G/F	Gázemulziók és habok: flotáció, tűzoltás, szappanhab
T/G	Aeroszolok (por, füst), porok
W/G	Aeroszolok, ködök, beleértve az ipariakat is, felhők
I/I	Kolloid rendszerek hiányoznak

A szabadon diszpergált rendszereket ultramikroheterogénekre osztják, amelyek részecskemérete 10-7-10-5 cm (1-100 nm), mikroheterogén 10-5-10-3 cm-es részecskemérettel. 0,1-10 mikron) és durván diszpergálva 10-3 cm-nél nagyobb részecskékkel.

Az ultramikroheterogén rendszereket gyakran valóban kolloidnak vagy egyszerűen kolloidnak nevezik, mivel korábban csak az ilyen rendszereket tekintették a kolloidkémia tárgyának. Mára a „kolloid” kifejezést tág értelemben használták, ami egyenértékű a „heterogén-diszperz” kifejezéssel, és a „szol” elnevezés az ultramikroheterogén rendszerekre maradt.

Az összekapcsolt-diszperz rendszereket, pontosabban porózus testeket mikropórusosra - 2 nm-ig terjedő pórusméretűre, átmeneti-porózusra - 2-200 nm-re, valamint makropórusosra - 200 nm feletti osztályokra osztják. A T / T rendszereket gyakran kényelmesebben osztják fel diszperziójuk szerint, ugyanúgy, mint a szabadon elosztott rendszereket.

A termodinamikai stabilitás szerint a diszpergált rendszereket liofil (termodinamikailag stabil) és liofób (termodinamikailag instabil) típusokra osztják.

Módszerek diszpergált rendszerek előállítására

A liofób diszpergált rendszereket (termodinamikailag nem egyensúlyi állapot) kétféleképpen lehet elérni: páralecsapódás molekulák és zúzó nagyobb részecskéket a kívánt diszperziós fokig.

A diszpergált rendszerek képződésének kondenzációs útja egy metastabil állapotú homogén rendszerből új fázis felszabadulásával jár, például túltelített oldatból kristályosodva, túltelített gőz kondenzálásával stb. Ez a folyamat akkor következik be, ha a vegyszer egy anyag potenciálja egy új (stabil) fázisban kisebb, mint a régiben (). Ez a végső soron előnyös folyamat azonban egy energiafelhasználást igénylő szakaszon megy keresztül - az új fázis magjainak kialakulásának szakaszán. Az új fázis magjainak megjelenésének feltételei egy metastabil rendszerben keletkeznek olyan helyeken, ahol helyi túltelítettség képződik - megfelelő nagyságú sűrűség (koncentráció) ingadozások. Egy új fázis egyensúlyi magjának sugara a túltelítettség mértékével van összefüggésben az ismert függéssel (túltelített gőzben képződő folyadékcseppre):

(1.1)

ahol sés - folyadékcsepp felületi feszültsége és moláris térfogata; pés p - a túltelített és telített gőz rugalmassága, ill.

Az egyenletből látható, hogy egy új fázisú magok kialakulása túltelítettséget igényel p / p> 1. Minél nagyobb a túltelítettség mértéke, minél kisebb az egyensúlyi magméret, annál könnyebben jön létre.

A keletkező részecskék mérete a kondenzációs folyamat körülményeitől, elvileg az egyidejűleg lezajló folyamatok sebességének arányától függ: az atommagok képződése és növekedése. Kis részecskék (azaz egy diszpergált fázis részecskéi egy jövőbeli diszpergált rendszerben) előállításához az első eljárás sebességének jelentős túlsúlya szükséges a másodikhoz képest. A gyakorlatban ilyen körülmények vagy a reagáló anyagok nagyon híg oldataiban, vagy éppen ellenkezőleg, kellően tömény oldatokban jönnek létre, amikor a kristályosodási folyamat során egyszerre sok atommag képződik, amelyeknek nem volt idejük felnőni. nagy méretek... Az első esetben szol (kolloid rendszer) képződik, a másodikban finomkristályos csapadék keletkezik, amely bizonyos feltételek kolloid oldatba visszük át.

Kémiai kondenzáció

Ha egy kémiai reakció során gyengén oldódó vegyület keletkezik, akkor bizonyos körülmények között kolloid oldat formájában is előállítható. Ehhez először egy oldatban hígított reakciót kell végrehajtani, hogy a kristályos részecskék növekedési sebessége alacsony legyen, majd a részecskék kicsik (10-7 ¼ 10-9 m), és az ülepedési stabilitás biztosítva legyen. a rendszer; másodszor, az egyik reagenst feleslegben kell venni, hogy a kristály felületén elektromos kettős réteg, az aggregátum stabilitásának fő tényezője képződhessen.

Fizikai kondenzáció

A módszer egy anyag molekuláinak kondenzációján alapul - a jövőbeni diszpergált fázisban, egy másik anyagban - a jövőbeni diszperziós közegben. A gyakorlatban ez többféleképpen is megtehető, például úgy, hogy egyik anyagot a másikba juttatjuk.

A fizikai kondenzáció egyik példája az oldószercsere módszer: egy anyag oldatát fokozatosan, keverés közben adják hozzá egy olyan folyadékhoz, amelyben az anyag oldhatatlan. Ebben az esetben a molekulák kondenzációja és kolloid részecskék képződése következik be.

Ily módon kén-, foszfor-, gyanta-, antracén- és egyéb anyagok hidroszoljai állíthatók elő alkoholos oldataik vízbe öntésével. Az elektromos kettős réteg szerkezete ezekben a rendszerekben nem jól ismert.

Szakítani

A mechanikai zúzást különféle malomtípusokban (kolloid diszperzió előállítására diszperz malmokat használnak), ultrahanggal, voltívben (fémszolok előállítására) stb.

A kis részecskék töredezettsége nagy munkaráfordítást igényel, mivel az ilyen rendszerekben a fázisok közötti interfésznek nagyon nagynak kell lennie. A zúzás során keletkező részecskék spontán adhézióra (koagulációra) hajlamosak, ezért az aprítást diszpergált közegben, stabilizátorok - ionok vagy felületaktív anyagok - jelenlétében kell elvégezni.

A felületaktív anyag (felületaktív anyag) jelenlétében végzett aprítás kevesebb munkát igényel. A felületaktív anyagok adszorpciója következtében a szilárd anyagok roncsolással szembeni ellenállásának jelentős csökkenésének hatását P.A. Rebinder fedezte fel. és megkapta az adszorpciós szilárdságcsökkentés elnevezést.

Célkitűzés: ismerkedjen meg a szórt rendszerek beszerzésének különféle módszereivel.

Rövid elméleti bevezető.

A diszpergált rendszerek előállításának módszerei két csoportra oszthatók: diszperziós módszerekre és kondenzációs módszerekre.

A diszperziós módszerek a nagy anyagdarabok kívánt diszperziós fokig történő aprításán alapulnak. Ezeket a módszereket gyakrabban alkalmazzák szuszpenziók és emulziók előállítására A 10 -6 - 10 -7 cm szemcseméretű rendszereket kondenzációs módszerekkel állítják elő. A kondenzációs módszerek a molekulák vagy ionok kolloid részecskék méretéhez való kombinációja, ami fázishatár kialakulását eredményezi.

A szórt rendszerek e módszerek bármelyikével történő előállításához a következő feltételeknek kell teljesülniük:

a) a diszpergált fázis oldhatatlansága vagy korlátozott oldhatósága a diszperziós közegben;

b) stabilizátor jelenléte a rendszerben, amelynek biztosítania kell a lebegő részecskék stabilitását és meg kell állítania növekedésüket.

Diszperziós módszerek.

Az adhézió molekuláris erőivel szembeni munka ráfordításával többféle módon lehet elérni a kívánt diszperziós fokot.

1. Mechanikai diszperzió.

Az eljárás a diszpergált fázis anyagának erőteljes és hosszan tartó őrléséből, őrléséből vagy permetezéséből áll, és diszperziós közegként szolgáló folyadékkal összekeverjük. A nagy részecskéket habarcsokkal, kolloid malmokkal, festékdarálókkal aprítják. A gyógyszereket, kenőanyagokat, élelmiszereket mechanikus diszperzióval állítják elő.

2. Diszperzió ultrahanggal.

A módszer ultrahangos rezgések (több mint 20 000 rezgés/másodperc) alkalmazásán alapul. Az ultrahangos diszperzió csak alacsony szilárdságú anyagoknál hatásos: kén, grafit, festékek, keményítő, gumi, zselatin. Ezzel a módszerrel nagyon könnyen előállíthatók emulziók, például kakaó emulziók, kiváló minőségű krémek stb.

Kondenzációs módszerek.

A kondenzációs módszerek a molekuláris vagy ionos állapotú anyagokból diszpergált fázisú részecskék képzésén alapulnak. Ezek a folyamatok lehetnek fizikai és kémiai természetűek is.

Fizikai kondenzáció.

1. Az oldószer cseréjének módja.

A módszer lényege abban rejlik, hogy az oldószert, amelyben az anyag feloldódik, valódi oldatot képezve, olyan oldószerrel helyettesítik, amelyben ez az anyag oldhatatlan. Például, ha kén, foszfor vagy gyanta alkoholos oldatát öntjük vízbe, akkor az oldat telítődik, kondenzáció lép fel, és a diszpergált fázis részecskéi képződnek. Ennek az az oka, hogy ezek az anyagok víz-alkohol keverékben rosszul oldódnak.

2. Kondenzáció a gőz hűtése során.

A páralecsapódás legnyilvánvalóbb példája a köd vagy füst képződése. A gőzkondenzáció következtében kolloid részecskék képződésének másik példája a magfizikában használt Wilson-kamra.

Kémiai kondenzáció.

A diszpergált rendszerek kémiai kondenzációs módszerekkel történő előállítása kémiai reakció eredményeként oldhatatlan anyagok molekuláinak képződésére redukálódik, majd ezek kolloid szemcsés méretűre növekednek. A kémiai kondenzációs módszereket a szol előállításának hátterében álló kémiai reakció típusa szerint osztályozzák. A reakciók között, amelyek eredményeként megfelelő körülmények között kolloid állapotú anyagok képződhetnek, többek között az oxidációs, redukciós, kicserélődési, hidrolízises reakciók.

1. Oxidációs reakciók.

Az oxidatív reakcióra példa a hidrogén-szulfid oxidációja vízi környezet:

H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O

2. Cserereakciók.

Ilyen reakció például az arzén(III)-szulfid szol képződése:

As 2 O 3 + 3H 2 S = As 2 S 3 + 3H 2 O

3. Hidrolízis reakciók.

A hidrolízist leggyakrabban fém-hidroxid szolok előállítására használják:

FeCl 3 + 3H 2 O = Fe (OH) 3 + 3HCl

Peptizálási módszer.

A peptizálás a koaguláció során keletkező üledékek kolloid oldatává történő átmenet folyamata. Peptizálódást okozhat a koagulum oldószerrel történő mosása, valamint peptizáló szerek (elektrolitok, nem elektrolitok, felületaktív anyagok, nagy molekulatömegű vegyületek) való érintkezés. Csak a frissen nyert üledékek peptizálhatók, amelyekben a kristályosodási jelenségek nem múltak el, és a részecskék nem veszítették el egyéniségüket.

Kísérleti rész.

ÉN. Fizikai kondenzációs módszerek.

1. teszt... Kén szol előállítása oldószeres helyettesítéssel.

Öntsön 10 ml desztillált vizet egy kémcsőbe, adjon hozzá 5 csepp etanolos kénoldatot, és erőteljesen keverje össze a kémcső tartalmát. Átlátszó opálos szol keletkezik. A kén alkoholban oldódik, de vízben nem oldódik. Amikor az alkoholt vízzel helyettesítjük, az oldott anyag molekulái kolloid méretű aggregátumokká egyesülnek.

A Faraday-Tyndall effektus megfigyelésére a vetítőlámpa fénysugara útjába egy kolloid oldatos kémcsövet helyeznek. Tekintsük a csövet 90°-os szögben a beeső sugár irányával.

A szórt rendszerek előállításának módszerei, osztályozásuk és rövid leírásuk. Melyik módszer a legelőnyösebb a diszpergált rendszerek előállítására termodinamikai szempontból?

Diszperziós módszer. Ez a szilárd anyagok adott finomságig történő mechanikus aprításából áll; diszperzió ultrahangos rezgésekkel; elektromos diszperzió váltakozó és egyenáram hatására. A diszpergált rendszerek diszperzióval történő előállításához széles körben használnak mechanikus eszközöket: zúzógépeket, malmokat, habarcsokat, hengereket, festékdarálókat és rázógépeket. A folyadékokat fúvókák, fedők, forgótárcsák, centrifugák segítségével permetezzük és permetezzük. A gázok diszperziója főként folyadékon keresztül buborékoltatva történik. Habpolimerekben, habbetonban, habgipszetben gázokat olyan anyagok felhasználásával állítanak elő, amelyek magas hőmérsékleten vagy kémiai reakciókban gázt bocsátanak ki.

A kondenzációs módszerek molekuláris vagy ionos állapotú anyagokból diszpergált fázis képzésén alapulnak. Ehhez a módszerhez szükséges követelmény egy túltelített oldat létrehozása, amelyből a kolloid rendszert kell előállítani. Ez bizonyos fizikai vagy kémiai körülmények között elérhető.