Суспензия (химия) - Suspension (chemistry)

Суспензия муки, смешанная в стакане воды, демонстрирует эффект Тиндаля.

В химии , A суспензии представляет собой гетерогенную смесь из жидкости , содержащей твердые частицы достаточно большие для осаждения . Частицы могут быть видны на невооруженный глаз , как правило , должен быть больше , чем один микрометр , и в конечном счете будут оседать , хотя смесь только классифицируются в виде суспензии , когда и в то время как частицы не отселили.

Характеристики

Суспензия представляет собой гетерогенную смесь, в которой частицы растворенного вещества не растворяются , а взвешиваются в объеме растворителя , оставаясь свободно плавающими в среде. Внутренняя фаза (твердая) диспергируется по всей внешней фазе (текучей среде) посредством механического перемешивания с использованием определенных вспомогательных веществ или суспендирующих агентов.

Примером суспензии может служить песок в воде. Взвешенные частицы видны под микроскопом и со временем оседают, если их не трогать. Это отличает суспензию от коллоида , в котором взвешенные частицы меньше по размеру и не оседают. Коллоиды и суспензии отличаются от раствора , в котором растворенное вещество (растворенное вещество) не существует в виде твердого вещества, а растворитель и растворенное вещество смешиваются гомогенно.

Суспензия жидких капель или мелких твердых частиц в газе называется аэрозолем . В атмосфере взвешенные частицы называются твердыми частицами и состоят из мелких частиц пыли и сажи , морской соли , биогенных и вулканогенных сульфатов , нитратов и облачных капель.

Суспензии классифицируются на основе дисперсной фазы и дисперсионной среды , где первая по существу является твердой, а вторая может быть твердой, жидкой или газовой.

В современной химической перерабатывающей промышленности технология смешивания с большими сдвиговыми усилиями использовалась для создания многих новых суспензий.

Суспензии нестабильны с термодинамической точки зрения, но могут быть кинетически стабильными в течение более длительного периода времени, что, в свою очередь, может определять срок хранения суспензии. Этот промежуток времени необходимо измерить, чтобы предоставить потребителю точную информацию и обеспечить наилучшее качество продукции.

«Стабильность дисперсии означает способность дисперсии сопротивляться изменению своих свойств с течением времени».

Определение ИЮПАК

Дисперсия твердых частиц в жидкости.

Примечание : определение основано на исх.

Методика контроля физической устойчивости

Многократное рассеяние света в сочетании с вертикальным сканированием - это наиболее широко используемый метод для контроля состояния дисперсии продукта, следовательно, для выявления и количественной оценки явлений дестабилизации. Работает с концентрированными дисперсиями без разбавления. Когда свет проходит через образец, он обратно рассеивается частицами. Интенсивность обратного рассеяния прямо пропорциональна размеру и объемной доле дисперсной фазы. Таким образом, локальные изменения концентрации ( осаждение ) и глобальные изменения размера ( флокуляция , агрегация ) выявляются и отслеживаются. Первостепенное значение при анализе стабильности суспензий частиц имеет значение дзета-потенциала взвешенных твердых частиц. Этот параметр указывает величину межчастичного электростатического отталкивания и обычно анализируется, чтобы определить, как использование адсорбатов и модификации pH влияет на отталкивание частиц и стабилизацию или дестабилизацию суспензии.

Ускоряющие методы прогнозирования срока годности

Кинетический процесс дестабилизации может быть довольно длительным (до нескольких месяцев или даже лет для некоторых продуктов), и разработчику рецептур часто требуется использовать дополнительные методы ускорения, чтобы достичь разумного времени разработки дизайна нового продукта. Чаще всего используются термические методы, заключающиеся в повышении температуры для ускорения дестабилизации (ниже критических температур фазы и разложения). Температура влияет не только на вязкость, но и на межфазное натяжение в случае неионных поверхностно-активных веществ или, в более общем смысле, на силы взаимодействия внутри системы. Хранение дисперсии при высоких температурах позволяет моделировать реальные условия эксплуатации продукта (например, тюбик солнцезащитного крема в автомобиле летом), но также может ускорить процессы дестабилизации до 200 раз, включая вибрацию, центрифугирование и перемешивание. Они подвергают продукт воздействию различных сил, которые толкают частицы / стекание пленки. Однако некоторые эмульсии никогда не слипнутся при нормальной гравитации, в отличие от искусственной. Более того, сегрегация различных популяций частиц была подчеркнута при использовании центрифугирования и вибрации.

Примеры

Общие примеры суспензий включают:

  • Грязь или мутная вода: частицы почвы, глины или ила взвешены в воде.
  • Мука суспендирована в воде.
  • Кимчи в уксусе.
  • Мел взвешенный в воде.
  • Песок взвешенный в воде.

Смотрите также

использованная литература