Conceptul de aerosoli, suspensii și emulsii

Aerosoli. Aerosolii numite sisteme liber disperse cu un gaz ca mediu de dispersie și o fază dispersată constând din particule solide sau lichide. Aerosolii sunt formate prin explozii, strivire și substanțe de pulverizare și a proceselor de condensare sub răcire a vaporilor suprasaturat de apă și lichide organice. Aerosolii pot fi obținute prin reacții chimice în fază gazoasă.

Starea de agregare a particulelor clasificate în vapori de aerosoli (g / g) - sistem de dispersie constă din picături de fum lichid (m / z) - aerosoli sub formă de particule de praf de condensare origine (m / z) - particulele solide formate prin dispersie. Pot exista un sistem de tip mixt, atunci când pulberi în suspensie este condensat umezeală. Deci, există „smog“ - o ceață formată din particule de fum.

Cele mai multe aerosoli fin divizate sunt fum, dimensiuni de particule care sunt în intervalul de 10 ~ 9 - 10 -5 m; Particulele de praf au dimensiuni peste 10 -5 m, dimensiuni ceață picaturii 10-7 la 10 -5 m.

Particularitatile aerosoli este că, din cauza viscozitate scăzută, sedimentarea și difuzia aerului de particule de aerosoli este foarte rapid. În plus ceață și fum foarte ușor transportate de vânt, care este folosit pentru a crea ecrane de fum, fumigație și culturi de pulverizare. Proprietățile electrice ale aerosolului sunt foarte diferite de proprietățile electrice ale sistemului cu mediul lichid, datorită diferenței accentuate a proprietăților dielectrice și densități ale gazelor și lichidelor. Mediul gazos nu disociere electrolitica și DES. Cu toate acestea, particulele din aerosoli sunt încărcături electric care apar în timpul ciocnirilor aleatorii ale particulelor între ele sau cu orice suprafață. Este de asemenea posibil adsorbția ionilor formați în ionizarea gazului prin cosmice, UV și radiație radioactivă. Pentru aerosoli caracterizate prin instabilitate agregativă extremă. Existența lor prelungită datorită dispersiei ridicate și concentrația scăzută. Acest lucru înseamnă că stabilitatea aerosolul este o cinetică, factorii de stabilitate termodinamică sunt absente.

Ca orice spray-uri de sistem de dispersie produse prin două metode - condensare și dispersia aerului. Prin metoda de condensare a vaporilor în timpul răcirii includ apariția ceții.

Atunci când metodele de dispersie a aerului pentru obținerea aerosolilor corp solid sau lichid este de obicei pulverizat mecanic, apoi particulele solide sau picăturilor de lichid distribuite într-un gaz. De exemplu, atomizor lichidelor prin intermediul cutiilor de aerosoli în prepararea parfumuri si cosmetice aerosoli, spray-uri insecticide emailurilor.

Pentru aerosoli caracterizate prin procese specifice legate de proprietățile lor cinetice: Termodifuziune, termopretsipitatsiya și photophoresis. Termodifuziune fenomen este mișcarea particulelor în direcția reducerii temperaturii. Acest lucru se datorează faptului că mai multe particule față de moleculele de gaz încălzite sunt bombardați cu o rată mai mare decât mai puțin încălzită. Fotoforez este mișcarea particulelor într-o singură față-verso de acoperire a acestora. Termodifuziune fotoforez și sunt importante în mișcarea de aerosoli atmosferici, de exemplu, în formarea norilor.

Termopretsipitatsiya este depunerea particulelor de aerosoli pe suprafețe reci în detrimentul pierderii particulelor de energie cinetică. Aceasta explică depunerea de praf pe pereți și tavan în apropierea încălzitoarelor.

Rolul de aerosoli în natură, industrie și viața de zi cu zi este extrem de mare. De exemplu, influența nori și cețuri asupra climei, transferul semințelor de vânt și polen, metale metodele pneumatice de colorare și suprafețe de acoperire improscate, utilizarea fertilizării combustibil pulverizat.

Aerosolii au fost utilizate pe scară largă în medicină și farmacie. containere sterile în containere speciale de tip aerosol utilizate pentru sterilizarea chirurgicale de câmp, răni, arsuri; aerosoli inhalabili care conțin antibiotice și alte medicamente, utilizate pentru tratamentul tractului respirator; aerosoli pansamente topice utilizate în locul; aerosoli în formă de pastă este utilizat în practica chirurgicală pentru lipirea răni, vase de piele, bronhie, sânge etc.

Suspendarea. Suspensiile - sistem microheterogeneous foarte frecvente cu mediul lichid și dispersia solidă în fază solidă cu dimensiuni ale particulelor mai mari decât sistemele coloidale, așa-numitul în intervalul 10 -6 -. 10 -4 m cel mai grosier apel sistem de suspensii. Acestea includ argila, ciment și var „soluții“, vopsele de ulei.

Diferind de coloizi lyophobic practic numai un grad redus de dispersie, suspensie, în principiu, pot fi preparate ca metode de condensare și de dispersie a aerului. Cu toate acestea, în practică, acestea sunt preparate prin dispersarea solidelor insolubile într-un mediu lichid sau resuspendare în pulbere medie preformat.

Datorită gradului redus de dispersie în suspensii apar astfel de proprietăți moleculare cinetice slabe sau absente ca mișcare browniană, și, prin urmare, prin difuzie. Presiunea osmotică este foarte slab exprimate în coloizi lyophobic, nu este practic detectată în suspensii, deoarece concentrarea parțială în ele este chiar mai mică decât în ​​coloizi loifobnyh. Viscozitatea suspensiilor diluate nu este foarte diferită de viscozitatea mediului de dispersie. suspensie concentrată (pastă) Highly are proprietățile și sistemele structurate caracterizate de viscozitate ridicată.

Suspensiile nu prezintă dispersia luminii, și nu se aplică legea Rayleigh, deoarece dimensiunea particulelor în suspensii elimină posibilitatea de difracție.

Datorită gradului redus de dispersie a suspensiei sunt sisteme nu cinetic stabile (acestea sunt ușor sedimente) și pentru a atinge stabilitatea globală necesară desfășoară cel puțin una dintre următoarele două condiții: 1) umectabilitate suprafeței particulelor de fază dispersată, ca mediu de dispersie; 2) prezența unui stabilizator. stabilizator adăugată este introdusă sub formă de agenți activi de suprafață, sau ca un compus cu masă moleculară mare. Dacă stabilizatorului nu este prezent, dar o suspensie de particule sunt bine udate prin mediul de dispersie, pe suprafața acestora este formată înveliș solvatare care posedă proprietăți elastice și împiedică particulele compuse în agregate mari.

Emulsiile. Emulsii - un sistem format din două faze lichide, din care una este dispersat sub formă de picături în cealaltă. Lichid fragmentat în picături, numită faza dispersată și lichidul care umple spațiul dintre picăturile, - un mediu de dispersie. Pentru existența unei emulsii stabile, este necesar ca lichidul care constituie emulsia a fost substanțial reciproc insolubile sau posedă o solubilitate suficient de scăzută. Dimensiunea particulelor fazei dispersate emulsiilor variază de la 10 până la 10 -7 -5 m, și, prin urmare, ele pot fi atribuite sistemelor microheterogenitate.

O trăsătură caracteristică a emulsiilor este că, în funcție de condițiile de apariție a oricăreia dintre cele două lichide ce formează sistemul de dispersie poate fi atât o fază dispersată și mediul de dispersie. Cel mai frecvent caz - emulsie apă (B), în acesta și insolubil lichid organic (de exemplu ulei, benzen, cloroform), care se numește convențional ulei (M). Două tipuri de emulsii: Emulsiile în care mediul de dispersie este un ulei și o emulsie cu o fază dispersată de apă. Primul tip este numit ulei emulsie în emulsie apă (prescurtat O / W) sau emulsii primare (directe). Al doilea tip - apă în emulsie ulei (W / O) emulsii sau al doilea tip (invers).

Emulsiile preparate prin dispersia mecanică, deși, în principiu, posibilă utilizarea metodei de condensare. Pentru dispersarea qprimenyayut diverse mixere, mixere, omogenizatoare, mori coloidale. Extrem de emulsie dispersată primesc adesea metoda dispersiei cu ultrasunete.

Emulsiile sunt sisteme de sedimentare instabile. În cazul în care faza dispersată și mediul de dispersie diferite în densitate, este posibilă sedimentare (sau urcare) a picăturilor de fază dispersată, adică concentrare violare uniformitate. Instabilitatea agregativă emulsiilor se manifestă într-o fuziune spontană a picăturilor în faza dispersată - coalescență. Acest proces poate duce la distrugerea emulsiei și separarea în două straturi lichide.

Emulsiile, la fel ca toate sistemele microheterogeneous, posedă o interfață de mare suprafață. Formarea interfeței necesită întotdeauna de lucru, iar această lucrare este mai mare, cu cât tensiunea superficială la suprafață. Prin urmare, ușurința formării emulsiei și consolidarea stabilității acestuia este asigurată prin introducerea unor substanțe care sunt adsorbite pe tensiunea superficială interfacială pentru reducerea acestuia. Astfel de substanțe numite emulgatori.

Odata cu scaderea emulgatori tensiune de suprafață pot stabiliza emulsia și, de asemenea, prin aceea că filmul compact este format dintr-un emulgator având cunoscut o rezistență mecanică la interfață. Aceste filme sunt protejate de coalescența particulelor emulsiei. Spre deosebire de suspensii care factor ar putea fi mai important decât crearea de sarcini electrice pe suprafața picăturilor.

Să luăm în considerare mecanismul de emulsificare în emulgator, de exemplu, O / W emulsie. Polar (amfifile) a moleculei emulgator (Figura 7, capitolul 13) sunt adsorbite pe suprafața picăturilor de ulei se dizolvă radicali de hidrocarburi nepolare din ulei și grupurile polare în apă. Ca rezultat, adsorbția tensiunii superficiale emulgator a picăturilor de ulei este redus, astfel încât energia de suprafață este redusă. Ca rezultat, sistemul devine mai stabil. De asemenea, a format celula nestins conecta ferm picăturile de ulei și mediul de dispersie (în acest caz, apa), care va inhiba coalescență.

Dacă este folosit ca un emulgator molecule capabile de disociere în ioni (de exemplu, săpun, care este un amestec de acizi grași), încărcați negativ picăturii de ulei, rezultând chiar și o mai mare stabilitate a emulsiei.

Așa cum se poate utiliza emulgatori, iar solidele sunt aplicate în formă de pulbere. În acest caz, mecanismul asociat cu higroscopicitate pulberea lichidă emulsificare, parte a emulsiei și de a forma în jurul picăturilor de scoici puternice solide. emulgatori hidrofili, cum ar fi argila, creta, gips, stabilizator O / W emulsia B, și (pulbere negru de fum) hidrofob - emulsie de tip W / O.

O trăsătură specifică a majorității emulsii sunt emulsii de transformare reciprocă a două tipuri:

Acest proces, numit fază inversare. Aceasta conduce la faptul că faza dispersă a emulsiei devine format nou sistem de mediu de dispersie ca mediu de dispersie al emulsiei - faza de emulsie dispersată a nou formate. Aceasta se realizează prin introducerea unui surfactant care stabilizează tip emulsie inversă. De exemplu, o emulsie de tip O / W, stabilizat oleat de sodiu, transformat în emulsia W / O, prin introducerea unui exces de oleat de calciu. Benzenul în emulsie apoasă stabilizată cu săpun de metal alcalin în emulsie apoasă este transformată în benzen prin adăugarea la aceasta cu agitare greutate mică de clorură de calciu. Sarea de calciu rezultat cu săpun și solubil în benzen, stabilizează emulsia de apă în benzen.

Figura 7 emulsii de manipulare

Semnificația biologică a emulsiilor este foarte mare. De exemplu, laptele și proteine ​​de ou este o emulsie de tip O / W. Absorbția de grăsime în organism prin emulsionarea lor sub influența biliar. Plante de cauciuc din latex (latex) ca o emulsie. Emulsiile sunt utilizate pe scară largă în industrie: bitum asfalt, vopsele, „tăiere emulsie“ utilizat în prelucrarea metalelor.

Înțeles suspensii, emulsii și suspensii în farmacie este, ele vin în intervalul necesar de medicamente fabricate atât tehnologia fabrică și tehnologia farmaciei. Acestea includ albiholovaya și Naftalan, emulsii uleioase, emulsii pentru uz intern; suspensie - alifii sintomitsinovoy, streptocidal, novotsillin etc;. Substanțe suspensie liofilici gonflabili (Tanalbin) și substanțe lyophobic (camfor, salicilat de fenil, mentol, sulf și în sus.) formulările spumelor contra inflamații ale pielii, arsuri, etc.