3 Стадии изотермической перегонки:
Растворение или испарение 2 Перенос в-ва 3Рост крупн. частиц
20.Кинетическая устойчивость золей и суспензий. Распределение частиц по высоте в
сосуде.
Кинетическая устойчивость - устойчивость коллоидных систем к оседанию. В качестве меры кинетической устойчивости принимается гипсометрическая высота, т. е. высота, на которой частичная концентрация уменьшается в 2 раза.
Различают термодинамические и кинетические факторы агрегативной устойчивости. Снижение избыточной энергии поверхности раздела фаз всегда способствует повышению термодинамической устойчивости. Однако в агрегативно неустойчивой системе уменьшение энергии поверхности не всегда понижает скорость коагуляции, так как последняя зависит и от кинетических факторов устойчивости.
Кинетические факторы устойчивости:
1)структурно-механический фактор заключается в необходимости затраты энергии и времени для разрушения образующихся на поверхности частиц дисперсной фазы ориентированных слоев молекул стабилизатора, обладающих упругостью и механической прочностью;
2)гидродинамический фактор проявляется в уменьшении скорости коагуляции за счет увеличения вязкости среды и плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды.
Уравнение
является математической формулировкой
гипсометрического закона Лапласа, из
которого следует, что основными
параметрами, определяющими кинетическую
устойчивость дисперсных систем, является
плотность дисперсной фазы и размер
частиц.
Распределение твердой фазы по высоте сосуда определяется вероятностным гипсометрическим законом. Несмотря на то, что для золей, согласно гипсометрическому закону, концентрация должна уменьшаться очень быстро с высотой, весьма часто дисперсные системы практически обнаруживают одну и ту же концентрацию по всей высоте столба. Особенно это характерно для высокодисперсных золей. Такое явление объясняется тем, что с уменьшением размера частиц сила тяжести, обусловливающая оседание, уменьшается гораздо быстрее, чем сила трения, поскольку сила тяжести для частиц сферической формы пропорциональна третьей степени радиуса частиц, а сила трения пропорциональна только первой степени радиуса. В результате этого установление равновесия, при котором приложим гипсометрический закон, достигается у высокодисперсных золей чрезвычайно медленно, и в большинстве случаев мы имеем дело с системами, в которых распределение частиц по высоте очень далеко от предписываемого теорией.
21.Золи, методы их получения и очистки.
Золи, коллоидные растворы — это ультрамикрогетерогенные дисперсные системы, размер частиц которых лежит в пределе от 1 до 100 нм.
В зависимости от дисперсионной среды золи бывают твердыми, аэрозолями (дисперсионная среда - газообразная) и лиозолями (дисперсионная среда- жидкая).
Получение и очистка:
Методы получения и очистки коллоидных растворов
Так как коллоидные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами, то их можно получать двумя различными путями: из грубодисперсных систем путем дробления – это методы диспергирования; или из истинных растворов в результате объединения атомов и молекул в агрегаты коллоидной степени дисперсности – методы конденсации.
Методы диспергирования
Виды:
1. Механическое измельчение.
2. Электрическое диспергирование.
3. Диспергирование ультразвуком.
4. Пептизация (процесс обратной коагуляции)– переход в коллоидный раствор осадков под влиянием дисперсионной среды, содержащей пептизатор. Пептизации поддаются только свежие осадки, они легко переходят в золь, а старые, как правило, не пептизируются. Пептизацию можно наблюдать при "восстановлении" сухого молока, где пептизатором является белок. Пептизаторами чаще всего выступают ПАВ. Пептизация облегчается наличием сольватных оболочек.
Пример:
1.Осадок Al2S3 или AL(OH)3 промывают на фильтре дистиллированной водой и осадок постепенно переходит в раствор, который мутнеет
2.К осадку Al(OH)3 добавляют немного к-ты или щелочи
3.К осадку AgYдобавляют немного AgNO3 или KY
К пептизации имеет отношение процесс получения из пищевых порошков жидких паст.
Конденсационные методы
Виды:
1. Метод замены растворителя (физическая конденсация.
Метод химической конденсации сводится к образованию молекул нерастворимых веществ с последующей их конденсацией до размеров коллоидных частиц. При этом могут использоваться реакции обмена, гидролиза, окисления – восстановления.
Химическая конденсация:
Ag2O+H2→2Ag↓+H2O
2H2S+SO2→3S↓+2H2O
FeCL3+3H2O→Fe(OH)3↓+3HCl
После получения золей коллоидных растворов их необходимо очищать от электролитов, которые понижают их устойчивость и мешают изучению их свойств.
Очистку золей проводят методом диализа, а используемые для этого устройства называют диализаторами. В них имеется полупроницаемая перегородка, через которую проходят ионы и молекулы низкомолекулярных веществ, но задерживаются крупные по размеру коллоидные частицы. Диализ применяют для очистки пищевого желатина, клея, красителей, целлюлозы, для удаления солей из молочной сыворотки с целью сохранения в ней лактозы и протеинов. Диализ наблюдается при вымачивании соленого мяса и рыбы.
Мембрана делается из: пергамента, целлофана, керамики
Для ускорения этого процесса применяют электрическое поле и устройства называются электродиализаторами.
Используется: в медицине(делает работу почек), опреснении воды, очищении стоков.
Метод отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды фильтрованием коллоидных растворов через полупроницаемые мембраны называется ультрафильтрацией(под давлением). Для этих целей используют также центрифуги и ультрацентрифуги. Центрифугирование, например, применяется для сепарирования молока, отделения мелкокристаллических осадков и т.п.