Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Все электрокинетические явления основаны на наличии двойного электрического слоя на границе раздела фаз.






Из всех явлений наибольшее значение в практике имеет электрофорез.

Во-первых, можно определить величину x -потенциала по скорости передвижения частиц дисперсной фазы, которую можно измерить экспериментально, и потенциал рассчитать по уравнению Гельмгольца-Смолуховского:

x = kphu/ eC

к коэффициент, зависящий от формы частиц, для сферических частиц он равен 6, для цилиндрических 4. v –линейная скорость перемещения частиц или границы золя, эпсилон – относительная диэлектр. прониц-сть и Х – напряженность поля.

Зная величину x-потенциала, можно судить об устойчивости золя, так как она меняется синхронно (симбатно) с изменением электрокинетического потенциала.

Во-вторых. Скорость движения частицы сферической формы в бесконечно разбавленном растворе электролита можно выразить формулой:

r

Из приведенной формулы видно, что скорость движения частицы зависит от напряженности поля и не может служить характеристикой данного вида частиц. Поэтому вводят понятие электрофоретической подвижности Uэф, которая равна скорости движения частицы, деленной на напряженность электрического поля.:

Электрофоретическая подвижность не зависит от напряженности электрического поля и при стандартных условиях является характеристикой электромиграционных свойств частиц. Для коллоидных частиц

sl/tE (м2/(с В)

где s – линейное смещение границы золя ко времени опыта t, (v=s/t) а градиент потенциала Х – как отношение приложенного напряжения Е к расстоянию между электродами l.

Электромиграционные свойства частиц являются важной характеристикой, так как измерение электрофоретической подвижности является одним из мощнейших средств определения фракционного состава сложных биологических систем – белков, энзимов (ферментов), вирусов, бактерий, крови, лимфы и т. д.

Электрофорез применяют для очистки вакцин, лекарственных препаратов. Он является одним из методов введения лечебных препаратов в организм человека.

Электроосмос применяют в процессах обезвоживания и сушки многих пористых материалов. Суть этого процесса в следующем: подлежащую осушке кашицеобразную массу помещают между двумя электрофильтрами-прессами, в одном из которых (нижнем) имеются отверстия, т.е. она перфорирована. Затем на эти металлические пластины подают заряд: на верхнюю – одноименный с зарядом водной фазы, а на нижнюю – противоположный жидкой фазе. Поэтому жидкость устремляется к нижнему электроду и удаляется через перфорированную поверхность электрофильтра.

 

2. Отдельные классы коллоидных систем. Суспензии, порошки, пены.

Отдельные классы коллоидных систем представляют собой большой практический интерес, поскольку человек постоянно сталкивается с ними в процессе своей жизненной практики.

Такими системами являются порошки, суспензии, пены, эмульсии, ПАВ и ВМС.

Порошки – это свободно-дисперсные системы с газообразной дисперсионной средой и твердой дисперсной фазой.

Размеры частиц порошков изменяются в широком диапазоне и в зависимости от этого им дают следующие названия: при диаметре

20*10-3 –10-5 м – песок,

2*10-5 –10-6 м –пыль

менее 2*10-6 м – пудра.

Порошки характеризуют следующими свойствами:

насыпная плотность, (масса единицы объема порошка, свободно насыпанного в какую-то емкость)

слипаемость – склонность порошка к образованию агрегатов, свойство обусловлено когезионностью частиц,

сыпучесть – подвижность частиц перемещаться относительно друг друга и способность перемещаться под действием внешней силы (зависит от размера частиц, влажности, степени уплотнения),

гигроскопичность и смачиваемость – способность порошка поглощать влагу, ее можно уменьшить добавлением ПАВ (дифильное вещество создает на его поверхности гидрофобный монослой, и порошок становится менее гидрофильным.

абразивность – твердость частиц дисперсной фазы, имеет значение при расчете износа оборудования и разработке мер по предотвращению истирания стенок аппарата,

электрическая проводимость 1|R, зависит от влажности и плотности упаковки частиц, температуры

горючесть и взрываемость – порошка и пыли характеризуется: температурой самовоспламенения, температурой вспышки, максимальным давлением взрыва, минимальное взрывоопасное содержание кислорода в пыли. Указанные свойства не являются константами, так как зависят от подвода окислителя, условий теплоотвода. параметров образующегося облака газовойй пыли и др.

Очень важным свойством порошков является способность к гранулированию. Этот процесс самопроизвольного слипания частиц порошка в конгломераты – гранулы шарообразной или цилиндрической формы. Процесс гранулирования широко применим в пищевой технологии, так как повышает стойкость пищевых продуктов при хранении, а также в производстве лекарств, удобрений.

Суспензии

Суспензиями называют микрогетерогенные системы с жидкой дисперсионной средой и твердой дисперсной фазой Т/Ж

Размер частиц суспензии – 10 –4 –10-6 м. наиболее грубодисперсные суспензии называют взвесями.

Резкое отличие суспензий от коллоидов прочвляется в молекулярно-кинетических и оптических свойствах.

Явление диффузии и осмоса не свойственны суспензиям, прохождение света через суспензии не вызывает опалесценции, а проявляется в виде мутности, так как световые лучи отражаются, а не рассеваются.

Седиментационно-неустойчивые системы. Повысить их устойчивость можно добавками полимера, что повышает вязкость раствора.

Помимо сильно выраженной седиментации для суспензий характерны такие процессы, как флотация, фильтрация и кольматация.

Флотация –суть явления заключается втом, что частицы дисперсной фазы не оседают, даже если их плотность больше плотности дисперсионной среды., ТАК КАК ПОВЕРХНОСТЬ ЭТИХ ЧАСТИЦ ГИДРОФОБНа, НАПРИМЕР, ПОКРЫТА ТОНКИМ СЛОЕМ УГЛЕВОДОРОДА, твердые частицы испытывают со стороны жидкости действие флотационной силы, направленной перпендикулярно поверхности жидкости. Если частицы не смачиваются жидкостью, действие флотационной силы направлено вверх, против сил тяжести. Если смачиваются – сила направлена внутрь раствора и втягивает частицу в глубину.

Фильтрация – разделение суспензии через пористые мембраны на твердую и жидкую фазы.

Кольматация – называется процесс, используемый для уменьшения водопроницаемости гидротехнических сооружений из грунтов (дамб, плотин, и т.д. путем " вмыва" в них высокодисперсных глин или ила, частицы которых проникают в поры грунта и закупоривают их.

Если концентрацию дисперсной фазы в суспензии повысить до предельно возможной, то можно получить пасты.

Пены – дисперсные системы, у которых дисперсная фаза состоит из пузырьков газа, а дисперсионная среда (жидкая или твердая) образует тонкие пленки между пузырьками газа.

Образование пены происходит при прохождении газа через жидкость. Сущность его состоит в том, что пузырьки газа, окруженные адсорбционным слоем ПАВ, встречая у поверхности пленку, не могут пройти сквозь нее и создают на поверхности пену.

Пены характеризуют дисперсностью, устойчивостью и кратностью.

Дисперсность – определяют методом микрофотографирования. с последующим подсчетом числа пузырьков различных фракций.

Стабильность пены определяют временем " жизни" свободной пленки или пузырька или по времени разрушения столба пены.

Кратность пены определяют как отношение объема пены к объему раствора ПАВ, пошедшего на ее образование:

и его значение достигает 10 - 100.

Пенообразование может быть как нежелательным процессом, так и необходимым.

Пенообразование – процесс необходимый в бродильном производстве, при обогащении руд методом флотации, при производстве косметических и фармацевтических средств, при тушении пожаров, в процессах очистки поверхностей от загрязнений, при интенсификации неоторых производственных процессов. Пенные аэрозоли используют в качестве кровоостанавливающих средств. Широко применяются твердые пены: пенопласты, пеностекло, пенобетон, природная твердая пена – пемза.

Когда процесс пенообразования нежелателен, в этом случае используют пеногасители – вещества с высокой поверхностной активностью (жиры, масла, воски, высшие спирты, эфиры). Существуют также механические, термические, ультразвуковые и другие способы пеногашения.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.