Η διατύπωση του κανόνα του Deryagin. Μελέτη σταθερότητας υδροξειδίου του σιδήρου

Τρέχουσα σελίδα: 16 (το σύνολο του βιβλίου έχει 19 σελίδες) [προσβάσιμο αναγνωστικό απόσπασμα: 13 σελίδες]

Γραμματοσειρά:

100% +

99. Ανταγωνισμός και συνέργεια στη δράση των ηλεκτρολυτών στη διαδικασία της πήξης

Η αμοιβαία πήξη συμβαίνει όταν αναμιγνύονται δύο κολλοειδή με διαφορετικά σημάδια φορτίου. Κάθε κολλοειδές μπορεί να θεωρηθεί ως ηλεκτρολύτης, στον οποίο το ένα ιόν είναι κανονικό και το άλλο έχει τεράστια μάζα. Από αυτό προκύπτει ότι ένα κολλοειδές με θετικά φορτισμένα σωματίδια θα παίξει το ρόλο ενός πηκτικού ηλεκτρολύτη για ένα κολλοειδές με αρνητικά σωματίδια και αντίστροφα. Φυσικά, η πιο πλήρης πήξη συμβαίνει σε κάποια βέλτιστη αναλογία κολλοειδών διαλυμάτων που αντιστοιχεί στην αμοιβαία εξουδετέρωση των σωματιδίων. Με περίσσεια ενός από τα κολλοειδή, θα συμβεί μερική πήξη ή το σύστημα θα παραμείνει σταθερό με το πρόσημο του φορτίου της περίσσειας κολλοειδούς (επαναφόρτιση). Τα αποτελέσματα της πήξης κολλοειδών διαλυμάτων από μίγματα ηλεκτρολυτών αποδεικνύονται διαφορετικά. Υπάρχουν τρεις περιπτώσεις εδώ:

1) το φαινόμενο της προσθετικότητας·

2) ανταγωνισμός ιόντων;

3) συνέργεια ιόντων.

Στα έργα Yu. M. Glazman, Ε. Matievich και άλλοι συγγραφείς μελέτησαν μια πιο περίπλοκη, αλλά πολύ σημαντική περίπτωση για πρακτική - πήξη με ένα μείγμα ηλεκτρολυτών.

πρόσθετοςΤο αποτέλεσμα είναι ότι η ικανότητα πήξης στο μείγμα προστίθεται αριθμητικά σύμφωνα με τον κανόνα ανάμειξης. Στην περίπτωση της αθροιστικής δράσης, εάν προστεθεί ένας ηλεκτρολύτης από 1/2 έως 1 sol, τότε για να επιτευχθεί πήξη είναι απαραίτητο να προστεθεί από 2/2. Συχνά παρατηρείται αθροιστική δράση, ειδικά όταν πήζει με μείγματα ηλεκτρολυτών με κυρίαρχα ιόντα του ίδιου σθένους.

Είναι από καιρό γνωστό ότι, μαζί με την αθροιστική δράση πήξης δύο αντίθετων ιόντων, υπάρχουν περιπτώσεις ανταγωνισμού και συνεργίας στη δράση τους, οι οποίες είναι πολύ σημαντικές όχι μόνο για πολλές τεχνολογικές διεργασίες, αλλά και για την κατανόηση των προτύπων της επίδρασης των ιόντων. σε όργανα και ιστούς ενός ζωντανού οργανισμού, στους οποίους βιολογικά ενεργά ιόντα συχνά δρουν ως ανταγωνιστές ή συνεργιστικά.

Η πηκτική δράση ενός ηλεκτρολύτη ξεκινά παρουσία ενός άλλου, το οποίο είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται σε μείγματα διαφορετικών ιόντων (για παράδειγμα, Al 3+ και R +), καθώς και κατά την πήξη ενός αρνητικού διαλύματος. Οι λόγοι για την απόκλιση από την προσθετικότητα μπορεί να είναι η ηλεκτροστατική μείωση της δραστηριότητας ενός ιόντος σε ένα μείγμα ηλεκτρολυτών και ο σχηματισμός συμπλόκου.

Κατά την πήξη με μείγματα ηλεκτρολυτών, σε ορισμένες περιπτώσεις, παρατηρείται συνεργία ιόντων (το αντίθετο αποτέλεσμα του φαινομένου του ανταγωνισμού, δηλ. όταν η πηκτική δράση ενός ηλεκτρολύτη αυξάνεται παρουσία ενός άλλου). Σε χαμηλή συγκέντρωση ηλεκτρολυτών, τα κολλοειδή διαλύματα υφίστανται πήξη. Με την πρόσθετη δημιουργία στρωμάτων προσρόφησης με ενισχυμένες δομικές και μηχανικές ιδιότητες στην επιφάνεια των κολλοειδών σωματιδίων, είναι δυνατό να αυξηθεί σημαντικά η σταθερότητα των διαλυμάτων έναντι της ηλεκτρομαγνητικής πήξης. Αυτά τα στρώματα μπορούν να αποτρέψουν την πήξη από τους ηλεκτρολύτες. Αυτή η σταθεροποίηση του διαλύματος σε σχέση με τα ηλεκτρόνια με την προσθήκη μικρής ποσότητας διαλύματος μακρομοριακών ενώσεων (ζελατίνη, άγαρ-άγαρ, αλβουμίνη αυγού κ.λπ.) ονομάζεται προστασία.

Τα προστατευτικά λύματα είναι πολύ ανθεκτικά στους ηλεκτρολύτες. Για παράδειγμα, τα κολλοειδή διαλύματα αργύρου, τα οποία προστατεύονται από πρωτεϊνικές ουσίες και χρησιμοποιούνται ως φάρμακα (protargal, collargal), γίνονται μη ευαίσθητα στους ηλεκτρολύτες και μπορούν να εξατμιστούν μέχρι ξηρού. Μετά την επεξεργασία με νερό, το ξηρό υπόλειμμα μετατρέπεται και πάλι σε κολλοειδές διάλυμα. Ωστόσο, διαφορετικές ουσίες έχουν διαφορετικά προστατευτικά αποτελέσματα. Η ποσότητα της ουσίας που είναι επαρκής για την πρόληψη της πήξης του ενός ή του άλλου κολλοειδούς διαλύματος, υπό ορισμένες τυπικές συνθήκες, χρησιμεύει ως μέτρο της προστατευτικής δράσης. Για παράδειγμα, ο «Χρυσός Αριθμός» της ζελατίνης είναι 0,01, που σημαίνει ότι 0,01 mg της προστατεύει 10 ml. Χρυσό διάλυμα από πήξη με 1 ml διαλύματος NaCl 10% Ο «χρυσός αριθμός» της αλβουμίνης αυγού είναι 2,5, το άμυλο είναι 20. Ομοίως, μπορείτε να αξιολογήσετε τον «αριθμό αργύρου», «αριθμό θείου» κ.λπ.

100. Πήξη ισχυρά και ασθενώς φορτισμένων λυμάτων

Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης της χημείας των κολλοειδών, έχουν προκύψει πολλές θεωρίες που προσπαθούν να συσχετίσουν τη σταθερότητα των υδρόφοβων λυμάτων (ιδιαίτερα, το πηκτικό αποτέλεσμα των ηλεκτρολυτών) με διάφορες παραμέτρους του συστήματος και φαινόμενα που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση μιας διεσπαρμένης φάσης με μια διασπορά Μεσαίο. Η πιο επιτυχημένη ήταν η σύγχρονη θεωρία της σταθερότητας, η οποία φέρει το όνομα σοβιετικών επιστημόνων και ορίζεται ως η θεωρία DLVO (B. V. Deryagina, L. D. Landau, Ε. Βερβέγια, Ya. Overbeck). Σύμφωνα με τη θεωρία DLVO, μια αύξηση της συγκέντρωσης ηλεκτρολύτη σε ένα μέσο διασποράς οδηγεί σε μείωση του πάχους του διάχυτου στρώματος. Το πάχος του διάχυτου στρώματος μειώνεται στο μέγεθος στο οποίο αρχίζουν να δρουν οι δυνάμεις της μοριακής έλξης. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει απώλεια της αθροιστικής και στη συνέχεια της κινητικής σταθερότητας. Η φυσική θεωρία της πήξης DLVO είναι η πρώτη ποσοτική θεωρία. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του ορίου πήξης. Κατά συνέπεια, ο κανόνας Schulze-Hardy προκύπτει από αυτή τη θεωρία.

Ο "νόμος έκτου βαθμού" Deryagin Z 6 Z 6, καθορίζει την εξάρτηση του κατωφλίου πήξης ή της ικανότητας πήξης ( V k = 1/Sk) στο φορτίο του ιόντος. Ποσότητες VΤο k για ένα, δύο και τρία φορτισμένα αντίθετα ιόντα συσχετίζονται μεταξύ τους ως 1:64:729 σύμφωνα με τον κανόνα Schulze-Hardy.

Εάν η πήξη συμβαίνει ως αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης σωματιδίων μικρής εμβέλειας, τότε τέτοια συστήματα είναι ασταθή και η πήξη προχωρά στις περισσότερες περιπτώσεις μη αναστρέψιμα, αφού το βάθος του πρώτου ελάχιστου είναι συνήθως μεγαλύτερο από kT. Η μείωση του ύψους του φραγμού μπορεί να προκληθεί από ειδική προσρόφηση. Επομένως, μπορούμε να μιλήσουμε για δύο τύπους πήξης: συγκέντρωση και προσρόφηση.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η σύγκριση της θεωρούμενης απλής θεωρίας με την εμπειρία για z > 2 δεν είναι δυνατή, καθώς αυτή η εκδοχή της θεωρίας δεν λαμβάνει υπόψη το ψ 1 (с) για πολλαπλά φορτισμένα αντίθετα ιόντα, όσον αφορά τόσο το μέγεθος όσο και το πρόσημο του ψ 1 .

Με περαιτέρω ανάπτυξη της θεωρίας DLVO για την αμοιβαία στερέωση των σωματιδίων στο δεύτερο ελάχιστο, είναι δυνατό να φτάσουμε σε μια τιμή του εκθέτη ίση με 3,5–2,5. Αυτό επιβεβαιώνεται από φανταστικά πειραματικά δεδομένα για περαιτέρω αλληλεπίδραση.

Όλες οι συνεργασίες βασίζονται στη θεωρία DLVO, η οποία καθιερώνει μια σχέση μεταξύ των ιδιοτήτων του ηλεκτρικού στρώματος και της σταθερότητας των συστημάτων διασποράς. Σε αυτές τις εργασίες εξετάζονται πιο σύνθετες περιπτώσεις (για παράδειγμα, λαμβάνοντας υπόψη την προσρόφηση ιόντων) και, κατά συνέπεια, την αλλαγή στο ψ 1 που έρχεται στο φαινόμενο των ζωνών πήξης.

Η ιδέα της ηλεκτρικής φύσης ή της απώθησης γίνεται πιο θεμιτή όταν δημιουργείται μια σύνδεση μεταξύ των ζωνών πήξης και της φύσης των αλλαγών στο ψ 1 σε διαλύματα ηλεκτρολυτών με πολλαπλά φορτισμένα αντίθετα ιόντα. Με το ίδιο φορτίο σωματιδίων της φάσης διασποράς της ίδιας σύνθεσης, φαίνεται προφανές ότι πρέπει να απωθούν το ένα το άλλο ηλεκτροστατικά.

Κατά συνέπεια, στο πλαίσιο μιας ποιοτικής θεώρησης, απωθητικές δυνάμεις προκύπτουν όταν το διάχυτο στρώμα παραμορφώνεται και για να πλησιάσουν τα σωματίδια το ένα το άλλο, είναι απαραίτητο να ξεπεραστεί το φράγμα που είναι το υψηλότερο, το υψηλότερο ψ 1 και το όσο περισσότερο υστερεί σε σχέση με την επιφάνεια, τόσο μεγαλύτερο είναι το πάχος του διάχυτου στρώματος.

Για πολυσθενή αντίθετα ιόντα, οι τιμές του ψ 1 μειώνονται με την αύξηση της συγκέντρωσης πολύ πιο γρήγορα, γεγονός που εξηγεί τον κανόνα Schulze-Hardy.

101. Κροκίδωση, ετεροπηξία (ορισμοί, παραδείγματα)

κροκίδωση- ένα είδος πήξης, που οδηγεί στο σχηματισμό χαλαρών, λεπιών πηκτικών - κροκιδωμάτων.

Σε πολλές περιπτώσεις, η εξάρτηση της σταθερότητας, που εκφράζεται ως κάποιο ποσοτικό χαρακτηριστικό, για παράδειγμα c προς, από την ποσότητα του προστιθέμενου «προστατευτικού» κολλοειδούς (HMC), διέρχεται από ένα σαφώς καθορισμένο ελάχιστο. Με άλλα λόγια, η σταθερότητα μειώνεται όταν το IUD προστίθεται σε ποσότητα ανεπαρκή για προστατευτική δράση. Αυτό το φαινόμενο, το οποίο είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικό για γραμμικά μακρομόρια που φέρουν πολικές ομάδες και στα δύο άκρα της αλυσίδας (για παράδειγμα, πολυβινυλικές αλκοόλες), εξηγείται επί του παρόντος από το γεγονός ότι ένα μακρύ μόριο πολυμερούς προσκολλάται και στα δύο άκρα σε δύο διαφορετικά σωματίδια της διεσπαρμένης φάσης. , κρατώντας τα μαζί με μια «γέφυρα» υδρογονανθράκων.

Ποσοτική ερμηνεία του φαινομένου της κροκίδωσης, που πραγματοποιείται στη θεωρία Λα Μέρα με βάση τις απόψεις I. Langmuir , έδειξε ότι η πιθανότητα προσρόφησης από το άλλο άκρο στο δεύτερο σωματίδιο για μόρια που έχουν ήδη προσροφηθεί στο πρώτο σωματίδιο θα είναι τόσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός αυτών των μορίων και τόσο μεγαλύτερο το κλάσμα της ελεύθερης επιφάνειας. Κατά συνέπεια, η ελάχιστη σταθερότητα αντιστοιχεί στο μισό γέμισμα της επιφανειακής στιβάδας με μακρομόρια.

Αυτό το φαινόμενο (κροκίδωση), λόγω της συγκριτικής φθηνότητας των κροκιδωτών, χρησιμοποιείται ευρέως για την καθίζηση αιωρημάτων, λυμάτων και ιδιαίτερα για σκοπούς καθαρισμού φυσικών και λυμάτων.

ετεροπηξία– αλληλεπίδραση μεταξύ σωματιδίων διαφορετικών σε σύνθεση ή μέγεθος. Η έννοια της ετεροπηξίας είναι γενική· περιλαμβάνει, ως ειδική περίπτωση, την αλληλεπίδραση δύο πανομοιότυπων σωμάτων που εξετάζουμε.

Ένα παράδειγμα ετεροπηξίας είναι αμοιβαία πήξη αντίθετα φορτισμένα σωματίδια. Σε αυτή την περίπτωση, οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις αλλάζουν πρόσημο και γίνονται ελκτικές δυνάμεις. Η απουσία ενεργειακού φραγμού οδηγεί σε ταχεία πήξη σε οποιεσδήποτε τιμές Με.

Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται ευρέως για την πρακτική καταστροφή των διασκορπισμένων συστημάτων, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική σε σχέση με το πρόβλημα του καθαρισμού των φυσικών και βιομηχανικών υδάτων. Έτσι, στα υδάτινα έργα, πριν εισέλθει νερό στα φίλτρα άμμου, προστίθεται Al 2 (SO 4) 3 ή FeCl 3. θετικά φορτισμένα λύματα ένυδρων οξειδίων Fe ή Al, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της υδρόλυσης, προκαλούν ταχεία πήξη των αιωρούμενων αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων του εδάφους. Το φαινόμενο της αμοιβαίας πήξης των λυμάτων έχει μεγάλη σημασία σε μια σειρά από φυσικές και τεχνολογικές διεργασίες. Η αμοιβαία πήξη είναι κοινή στη φύση (για παράδειγμα, όταν αναμειγνύεται το νερό της θάλασσας και του ποταμού). Η πήξη των κολλοειδών του νερού του ποταμού συμβαίνει ως εξής. Τα ιόντα αλατιού του θαλασσινού νερού προσροφούνται σε φορτισμένα κολλοειδή σωματίδια του νερού του ποταμού. Ως αποτέλεσμα της προσρόφησης, τα σωματίδια απορρίπτονται, συνδυάζονται σε μεγάλα συσσωματώματα και εναποτίθενται. Γι' αυτό σταδιακά στο βυθό συσσωρεύεται πολύ λάσπη και αργότερα σχηματίζονται νησιά και ρηχά. Έτσι σχηματίστηκαν τα δέλτα πολλών ποταμών μας.

Εφαρμογή της θεωρίας DLVOστις διαδικασίες της ετεροπηξίας δείχνει ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, όχι μόνο το U ter, αλλά και το U ένα αλλάζει πρόσημο. Η φύση των δυνάμεων του Λονδίνου σε αυτές τις περιπτώσεις δεν αλλάζει, είναι πάντα δυνάμεις έλξης. Ουσιαστικό ρόλο στη διαδικασία στερέωσης των προσροφημένων κολλοειδών παίζει η πήξή τους που προκαλείται από αντίθετα φορτία των προσροφημένων σωματιδίων και της επιφάνειας του προσροφητικού.

L. A. Kulsky διαπιστώθηκε ότι δεν είναι κολλοειδείς ακαθαρσίες του νερού που υφίστανται πήξη, αλλά υδροξείδια που σχηματίζονται κατά την υδρόλυση του πηκτικού. Ο καθαρισμός του ίδιου του νερού δεν συμβαίνει ως αποτέλεσμα της πήξης, αλλά λόγω της προσρόφησης κολλοειδών ακαθαρσιών στην επιφάνεια των υδροξειδίων. Η πήξη των σωματιδίων υδροξειδίου του αργιλίου και η σχετική καθίζηση από το νερό συμβαίνει υπό τη δράση ηλεκτρολυτών διαλυμένων στο νερό.

102. Επίδραση ηλεκτρολυτών στο ηλεκτροκινητικό δυναμικό. Ζώνη πήξης

αξία ζ -Το δυναμικό προσδιορίζεται από τη συνολική περιεκτικότητα σε ηλεκτρολύτες στο διάλυμα. Η αύξηση της συγκέντρωσης συνεπάγεται μείωση του πάχους του διάχυτου στρώματος και, ως εκ τούτου, συνοδεύεται από μείωση του ηλεκτροκινητικού δυναμικού. Δεν εξαρτάται μόνο από τη συγκέντρωση των ιόντων, αλλά και από το σθένος τους, και τα αντίθετα ιόντα, δηλαδή τα ιόντα των οποίων το φορτίο είναι αντίθετο από το φορτίο των σωματιδίων, παίζουν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο. Ιδιαίτερα ισχυρή επιρροή στο ζ -δυναμικό ασκείται από μονοσθενή σύμπλοκα οργανικά ιόντα (χρωστικές, αλκαλοειδή κ.λπ.), η επίδραση των οποίων είναι ανάλογη με την επίδραση στο δυναμικό των δισθενών ανόργανων ιόντων.

Η εμπειρία δείχνει ότι τα ιόντα υδρογόνου και υδροξειδίου, τα ιόντα υψηλού σθένους (AI 3+, Fe 3+, PO 3-, κιτρικά ιόντα κ.λπ.), καθώς και σύνθετα οργανικά ιόντα αλκαλοειδών, βαφές, δεν είναι μόνο ικανά να μειώσουν σημαντικά ζ -δυνητικό, αλλά και σε μια ορισμένη συγκέντρωση προκαλούν αλλαγή στο ζώδιό του.

Κατά τη διάρκεια της πήξης, τα σωματίδια θα πρέπει να πλησιάζουν σε τέτοια απόσταση ώστε η ενέργεια αμοιβαίας έλξης να είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια της θερμικής (Brownian) κίνησης, η οποία απομακρύνει τα σωματίδια το ένα από το άλλο. Η απαραίτητη προσέγγιση αποτρέπεται από την ηλεκτροστατική απώθηση που συμβαίνει όταν τα ιοντικά κελύφη του διάχυτου στρώματος έρχονται σε επαφή. Όταν ένας ηλεκτρολύτης εισάγεται σε ένα κολλοειδές διάλυμα, συμβαίνουν δύο ανεξάρτητες διεργασίες.

Πρώτα- ανταλλαγή προσρόφησης ιόντων στο εξωτερικό διάχυτο κέλυφος, δηλ. ανταλλαγή ιόντων της διάχυτης στιβάδας για τα κυρίαρχα ιόντα του εισαγόμενου ηλεκτρολύτη. αυτό εξηγεί το πάθος τους για την πήξη.

Δεύτερη διαδικασία– συμπίεση αυτού του διάχυτου στρώματος, με αποτέλεσμα κάποια από τα ιόντα του να περνούν στο εσωτερικό (Helmholtz) τμήμα του ηλεκτρικού διπλού στρώματος. Λόγω της μείωσης του πάχους του διάχυτου στρώματος, τα κολλοειδή σωματίδια αποκτούν τη δυνατότητα πλησιέστερης προσέγγισης χωρίς απωστικές δυνάμεις μεταξύ τους. σε κάποια αρκετά μικρή απόσταση, οι δυνάμεις αμοιβαίας έλξης είναι ικανές να προκαλέσουν πρόσφυση, πήξη σωματιδίων.

Η συμπίεση του ηλεκτρικού διπλού στρώματος μπορεί να κριθεί από τη συχνότητα ζ -δυναμικό, το οποίο συνήθως παρατηρείται καθώς προστίθεται ο ηλεκτρολύτης. Η πτώση του δεν είναι από μόνη της η αιτία της πήξης, αλλά χρησιμεύει ως δείκτης αλλαγών που συμβαίνουν στη δομή του ηλεκτρικού διπλού στρώματος. Σύνδεση ζ -Το δυναμικό με την πήξη εκδηλώνεται καλά στην εμφάνιση ακανόνιστων σειρών ή ζωνών πήξης και μπορεί να θεωρηθεί ως παράδειγμα. Τα ιόντα τρισθενών και τετρασθενών μετάλλων, καθώς και τα μεγάλα οργανικά κατιόντα, όταν προστίθενται σε ένα αρνητικό διάλυμα σε αυξανόμενες ποσότητες, συμπεριφέρονται αρκετά διαφορετικά. Αρχικά, φτάνοντας στο κατώφλι πήξης, όπως και άλλα ιόντα πήξης, προκαλούν πήξη του κολλοειδούς διαλύματος (η πρώτη ζώνη πήξης). Στη συνέχεια, σε ένα νέο τμήμα του διαλύματος σε υψηλότερη συγκέντρωση ηλεκτρολυτών, δεν συμβαίνει πήξη (ζώνη σταθερότητας). Επιπλέον, σε ακόμη υψηλότερη συγκέντρωση ηλεκτρολυτών, η πήξη εμφανίζεται ξανά (δεύτερη ζώνη πήξης). Στη δεύτερη ζώνη σταθερότητας, όπως είναι εύκολο να διαπιστωθεί με ηλεκτροφόρηση, τα κολλοειδή σωματίδια δεν έχουν πλέον αρνητικό φορτίο, αλλά θετικό. Προφανώς, τα πολύ προσροφημένα κατιόντα με υψηλή φόρτιση και τα μεγάλα οργανικά κατιόντα μπορούν να εισέλθουν στο τμήμα Helmholtz της διπλής στιβάδας σε υπερϊσοδύναμες ποσότητες. Εξαιτίας αυτού, τα ανιόντα που τα συνοδεύουν εισέρχονται στο διάχυτο τμήμα του διπλού στρώματος, το οποίο αλλάζει το πρόσημο ζ -δυνητικός.

Αυτό το φαινόμενο έχει ονομαστεί ζώνες πήξης, η οποία συνίσταται στην εμφάνιση μιας δεύτερης ζώνης σταθερότητας μετά τη ζώνη πήξης με αυξανόμενη συγκέντρωση ηλεκτρολυτών. Σε αυτή τη δεύτερη ζώνη, το φορτίο σωματιδίων αποδεικνύεται ότι είναι αντίθετο σε πρόσημο από το φορτίο στην αρχική ζώνη σταθερότητας. Με περαιτέρω ανάπτυξη Μεσε κάποια νέα κρίσιμη τιμή από προςεμφανίζεται η δεύτερη ζώνη πήξης.

103. Κινητική ταχείας πήξης. Η θεωρία του Smoluchowski

Σε ένα στενό εύρος συγκεντρώσεων, παρατηρείται ταχεία αύξηση vμέχρι μια ορισμένη τιμή, η οποία δεν αλλάζει με περαιτέρω αύξηση Με. Σύμφωνα με αυτό, μπορούν να διακριθούν τρεις σαφώς οριοθετημένες ζώνες: σταθερότητα, αργή πήξη (με όριο sk m) και γρήγορη πήξη (με όριο ck b).

Γιατί με την ανάπτυξη Μετο ύψος του ενεργειακού φραγμού U μειώνεται, μπορούμε να εξηγήσουμε την παρατηρούμενη κανονικότητα από το γεγονός ότι σε c = ccm υπάρχει μια ορισμένη πιθανότητα ότι το "θερμότερο" (T ≥ U)σωματίδια? Επιπλέον, αυτή η πιθανότητα αυξάνεται και για c > ck b φτάνει στην οριακή τιμή - μονάδα. Με άλλα λόγια, σε αυτή την περιοχή το φράγμα μειώνεται σε τέτοιο βαθμό που όλα τα σωματίδια το ξεπερνούν και ο αριθμός των αποτελεσματικών συγκρούσεων που οδηγούν στη σύνδεση των σωματιδίων δεν αλλάζει πλέον. Αυτός ο αριθμός εξαρτάται μόνο από τη συγκέντρωση των σωματιδίων vκαι την ταχύτητά τους.

Ως περιοχή ταχείας πήξης ορίζεται η περιοχή στην οποία όλες οι επιπτώσεις είναι αποτελεσματικές.

Ο υπολογισμός του v για αυτήν την περιοχή είναι πολύ απλοποιημένος, αφού περιορίζεται στην καταμέτρηση του αριθμού των συγκρούσεων. Ωστόσο, εδώ προκύπτουν πολλές δυσκολίες, καθώς πρέπει να ληφθούν υπόψη οι συγκρούσεις όχι μόνο των πρωτογενών σωματιδίων, αλλά και των πιο πολύπλοκων που σχηματίζονται στη διαδικασία της πήξης. Αυτό το έργο λύθηκε έξοχα Μ. Σμολουτσόφσκι (1916), ο οποίος πρότεινε μια ποσοτική ερμηνεία της κινητικής της γρήγορης πήξης με βάση την εξέταση της κίνησης Brown (διάχυση) των σωματιδίων.

Ταχύτητα διαδικασίας v είναι συνάρτηση της συγκέντρωσης v και της έντασης της κίνησης Brown, που χαρακτηρίζεται από τον συντελεστή διάχυσης ΡΕ.

Η κινητική της πήξης αναπτύχθηκε από τον M. Smoluchowski σε σχέση με την απλούστερη περίπτωση ομοιογενών σφαιρικών σωματιδίων. Όταν επιτευχθεί μια γνωστή συγκέντρωση ηλεκτρολύτη που αντιστοιχεί στο όριο σταθερότητας, τα αρχικά μεμονωμένα σωματίδια, όταν συγκρούονται, σχηματίζουν διπλά σωματίδια. αυτά, με τη σειρά τους, συγκρούοντας μεταξύ τους ή με πρωτογενή σωματίδια, σχηματίζουν όλο και πιο πολύπλοκα (πέντε, έξι κ.λπ.) συσσωματώματα. Αν συμβολίσουμε με p 1, p 2, p 3, ... τη συγκέντρωση των σωματιδίων που αποτελούνται από ένα, δύο, τρία αρχικά, τότε ο συνολικός αριθμός όλων των σωματιδίων μετά την έναρξη της πήξης είναι Σp = p 1 + p 2 + σελ 3 + ...

Δεδομένου ότι με κάθε συνδυασμό δύο σωματιδίων σχηματίζεται ένα (συμβαίνει κατά το ήμισυ), η διαδικασία πήξης τυπικά προχωρά ως διμοριακή αντίδραση, δηλαδή, ο συνολικός αριθμός των σωματιδίων μειώνεται με το χρόνο σύμφωνα με την εξίσωση κινητικής αντίδρασης δεύτερης τάξης:

Οπου κείναι η σταθερά του ρυθμού πήξης, η οποία εξαρτάται από τη σταθερά του ρυθμού διάχυσης των σωματιδίων και από την ακτίνα της σφαίρας έλξης.

Η θεωρία του Smoluchowskiυποβλήθηκε επανειλημμένα σε πειραματική επαλήθευση. Αξίες v(ταχύτητα διαδικασίας) και ξ , (περίοδος πήξης) προσδιορίζεται πειραματικά: είτε με άμεσο τρόπο - μετρώντας τον αριθμό των σωματιδίων ανά μονάδα όγκου με την υπερμικροσκοπική μέθοδο σε διάφορα χρονικά σημεία, με την κατασκευή καμπυλών v-t,ή με τη μέθοδο σκέδασης φωτός χρησιμοποιώντας τον τύπο Rayleigh. Αξίες v βρίσκονται από την εφαπτομένη της κλίσης της εφαπτομένης στην καμπύλη, οι τιμές ξ - από την εφαπτομένη της κλίσης της ευθείας σε συντεταγμένες. Πρέπει να σημειωθεί ότι για μια κατά προσέγγιση εκτίμηση vΚαι από προςσυχνά χρησιμοποιείται ο χρόνος που μεσολάβησε από την έναρξη της έκθεσης σε έναν παράγοντα πήξης έως την έναρξη μιας αξιοσημείωτης θόλωσης του διαλύματος, καθώς και ο λόγος της οπτικής πυκνότητας (ή της σκέδασης φωτός) του διαλύματος σε ένα δεδομένο τυπικό χρονικό σημείο ( για παράδειγμα, 1 ή 24 ώρες από την έναρξη) έως την αρχική οπτική πυκνότητα. Αυτή η μέθοδος αναφέρεται συνήθως ως θολόμετρη ή νεφελομετρική. Η πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας της γρήγορης πήξης είναι μια εξαιρετική απόδειξη της ορθότητας των βασικών ιδεών της θεωρίας της διάχυσης και της κίνησης Brown.

104. Κινητική της πήξης. Αναστρεψιμότητα της διαδικασίας πήξης. Πεπτοποίηση

Η θεωρία που αναπτύχθηκε από τον Σοβιετικό φυσικό και χημικό N. A. Fuchsαρχικά για την πήξη αερολύματος, λαμβάνει υπόψη την αλληλεπίδραση των σωματιδίων εισάγοντας την τιμή του ενεργειακού φραγμού στις κινητικές εξισώσεις.

Οπου W- συντελεστής επιβράδυνσης πήξης ή τυχαίος παράγοντας, που δείχνει πόσες φορές μειώνεται η ταχύτητα διεργασίας σε σύγκριση με τη γρήγορη πήξη.

Μπορεί να φανεί από την εξίσωση ότι η πήξη επιβραδύνεται απότομα με την αύξηση του ύψους του ενεργειακού φραγμού εσύ,εκφράζεται σε μονάδες kT, καθώς και με αύξηση του πάχους του διάχυτου στρώματος (φρενάρισμα στις «μακρινές» προσεγγίσεις) και με μείωση της ακτίνας του σωματιδίου.

Η θεωρία δείχνει μια γραμμική σχέση Wαπό Με, επιβεβαιώθηκε πειραματικά. Η φυσική σημασία του αποτελέσματος αντιστοιχεί στο γεγονός ότι ο ρυθμός πήξης στο πεδίο δύναμης είναι μεγαλύτερος από ό,τι στην περίπτωση της γρήγορης πήξης απουσία πεδίου. Κατά συνέπεια, η επίδραση των ενεργειακών παραμέτρων στην κινητική της διεργασίας περιγράφεται από τη θεωρία της αργής πήξης.

αργή πήξημπορεί να εξηγηθεί από την ελλιπή απόδοση των συγκρούσεων λόγω της ύπαρξης ενεργειακού φραγμού.

Αναστρεψιμότητα της διαδικασίας πήξης– την ικανότητα των πηγμένων συστημάτων να πεπτίζονται.

Τα ιζήματα που πέφτουν κατά την πήξη έχουν διαφορετική δομή. Μερικά από αυτά είναι πυκνά, συμπαγή, γεγονός που υποδηλώνει στενή επαφή σωματιδίων και η πήξη είναι μη αναστρέψιμη. Άλλα πηκτικά καταλαμβάνουν μεγάλο όγκο και έχουν χαλαρή, διάτρητη δομή. Τα σωματίδια σε αυτά παραμένουν απομονωμένα, χωρισμένα από λεπτά στρώματα υγρού και συμπιεσμένα ηλεκτρικά στρώματα. Μπορεί να υποτεθεί ότι, αυξάνοντας τον βαθμό διάχυσης του ηλεκτρικού διπλού στρώματος, μπορεί κανείς να μεταφέρει και πάλι το πηκτικό στην κατάσταση κολλοειδούς διαλύματος. Πράγματι, σε ορισμένες περιπτώσεις, για να απαλλαγούμε από τον ηλεκτρολύτη-πηκτικό με το πλύσιμο του ιζήματος, είναι δυνατόν να προκληθεί μια διαδικασία που είναι το αντίστροφο της πήξης - πεπτοποίησης (μετάβαση ενός πηκτώματος σε κολλοειδές διάλυμα).

Πεπτοποίηση- αυτή είναι η διάσπαση των σωματιδίων, η παραβίαση της σύνδεσης μεταξύ τους, ο διαχωρισμός τους μεταξύ τους. Η πεπτοποίηση είναι τόσο πιο πιθανή, όσο πιο λυοφιλοποιημένο είναι το αρχικό κολλοειδές και τόσο λιγότερος χρόνος έχει περάσει από τη στιγμή της πήξης, αφού με την πάροδο του χρόνου, κατά τη διάρκεια αλληλεπίδρασης μικρής εμβέλειας, εμφανίζεται σταδιακή συνένωση σωματιδίων με μείωση της διασποράς και της επιφανειακής ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, η πήξη γίνεται μη αναστρέψιμη, η πεπτοποίηση αποκλείεται. Πώς να εξασκηθείτε στην πεπτοποίησηεξαρτάται από τα αίτια της πήξης. Πράγματι, η πεπτοποίηση θα είναι δυνατή εάν το πήγμα πλυθεί από τον ηλεκτρολύτη με νερό (με απόχυση, διήθηση ή αιμοκάθαρση). Για παράδειγμα, με το πλύσιμο είναι δυνατό να πεπτοποιηθούν φρέσκα ιζήματα διοξειδίου του πυριτίου, διοξειδίου του κασσιτέρου, θειούχων μετάλλων και θείου, ειδικά πηγμένα με μονοφορτισμένα ιόντα. Ένα παράδειγμα πεπτοποίησης με καθαρό υγρό είναι η πεπτοποίηση του πηλού υπό τη δράση του νερού. Κατά την αλληλεπίδραση με το νερό, στην επιφάνεια των σωματιδίων αργίλου εμφανίζονται στρώματα διαλυτοποίησης ιόντων, τα οποία αποδυναμώνουν τον δεσμό μεταξύ των σωματιδίων αργίλου. ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα αρκετά σταθερό εναιώρημα αργίλου σε νερό. Η πεπτοποίηση προχωρά πιο εύκολα με την προσθήκη μικρής ποσότητας πεπτοποιητικού παράγοντα, που καθιστά δυνατή την αποκατάσταση της δομής του ηλεκτρικού διπλού στρώματος. Τα Peptizers είναι ηλεκτρολύτες που σχηματίζουν δυναμικό. Τα εδάφη είναι υδατοδιαπερατά, πολύ διογκώσιμα, χωρίς δομή, με μια λέξη, πεπτισμένα. Η δράση πλυσίματος του σαπουνιού σχετίζεται επίσης με τη διαδικασία πεπτοποίησης. Τα ιόντα λιπαρών οξέων προσροφούνται στην επιφάνεια των σωματιδίων «βρωμιάς», αποκόπτοντάς τα έτσι από τη μολυσμένη επιφάνεια και μετατρέποντάς τα σε κατάσταση sol - πεπτοποιούνται. η ροή του νερού και των φυσαλίδων αφρού αφαιρεί το sol από το αντικείμενο.

Κατά τη μελέτη της πήξης των λυμάτων, προέκυψαν πολλές θεωρίες, με τη βοήθεια των οποίων προσπάθησαν να εξηγήσουν όλα τα παρατηρούμενα μοτίβα σε ποιοτικό και ποσοτικό επίπεδο.

Έτσι, το 1908, ο G. Freindlich διατύπωσε τις κύριες διατάξεις θεωρία προσρόφησης της πήξηςπαρατηρείται όταν προστίθενται ηλεκτρολύτες στο κολλοειδές διάλυμα. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η συσσωμάτωση των κολλοειδών σωματιδίων συμβαίνει λόγω της προσρόφησης αντίθετων ιόντων από την επιφάνεια του κόκκου και της μείωσης της τιμής του δυναμικού ζέτα του. Ωστόσο, αυτή η θεωρία είχε περιορισμένη χρήση, αφού έλαβε υπόψη μόνο την επίδραση των ηλεκτρολυτών και δεν μπορούσε να εξηγήσει εκείνα τα γεγονότα στα οποία η πρόσφυση των σωματιδίων συσχετίστηκε μόνο με αλλαγές στο διάχυτο στρώμα του μικκυλίου, ενώ η τιμή του δυναμικού ζ του κόκκου παρέμεινε αμετάβλητη.

Αργότερα αναπτύχθηκε ο G. Muller ηλεκτροστατική θεωρία, το οποίο ήδη προήλθε από το γεγονός ότι η εισαγωγή ενός ηλεκτρολύτη σε ένα κολλοειδές διάλυμα δεν αλλάζει το συνολικό φορτίο στο ηλεκτρικό διπλό στρώμα του σωματιδίου, αλλά προκαλεί συμπίεση (μείωση μεγέθους) του διάχυτου στρώματος. Αυτό οδηγεί σε μείωση της σταθερότητας του συστήματος.

Η προσρόφηση, η ηλεκτροστατική και μια σειρά από άλλες θεωρίες πήξης δεν μπορούσαν να εξηγήσουν όλα τα παρατηρούμενα πειραματικά γεγονότα, αλλά έπαιξαν θετικό ρόλο στην ανάπτυξη ιδεών για τη σταθερότητα των κολλοειδών συστημάτων. Οι πιο σημαντικές διατάξεις τους έχουν γίνει αναπόσπαστο μέρος της σύγχρονης θεωρίας της σταθερότητας, η οποία είναι σε καλή συμφωνία με τη συμπεριφορά των τυπικών λυοφοβικών συστημάτων διασποράς.

Αυτή η θεωρία αναπτύχθηκε το 1937-1943. ανεξάρτητα μεταξύ τους B.V. Deryagin και L.D. Landau στην ΕΣΣΔ και E. Verwey και J. T. Overbeck στην Ολλανδία. Σύμφωνα με τα πρώτα γράμματα των ονομάτων των συγγραφέων, η θεωρία ονομάζεται DLFO.

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, τα κολλοειδή σωματίδια σε διάλυμα λόγω της κίνησης Brown μπορούν ελεύθερα να πλησιάσουν το ένα το άλλο μέχρι να αγγίξουν τα διάχυτα υγρά κελύφη ή τα στρώματά τους. Σε αυτή την περίπτωση, δεν προκύπτουν δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ τους. Για περαιτέρω προσέγγιση, τα σωματίδια πρέπει να παραμορφώσουν τα διάχυτα κελύφη τους έτσι ώστε να συμβεί η αμοιβαία επικάλυψη (ή διείσδυση μεταξύ τους). Αλλά τα υγρά είναι ελάχιστα συμπιεστά, και ως απάντηση στην παραμόρφωση, τα λεγόμενα διασπαστική δύναμη πίεσηςπου εμποδίζουν την υλοποίηση αυτής της διαδικασίας. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερες είναι οι διαστάσεις του διάχυτου στρώματος, τόσο μεγαλύτερες είναι οι δυνάμεις της πίεσης διάσπασης.

Boris Vladimirovich Deryagin (1902 - 1994)- Ρώσος φυσικοχημικός, καθηγητής (1935), αντεπιστέλλον μέλος της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ (1946), ακαδημαϊκός της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (1992). Δημιούργησε το δόγμα των επιφανειακών δυνάμεων και την επιρροή τους στην πίεση διάσπασης και στις ιδιότητες των λεπτών υγρών μεμβρανών. Βραβείο σε αυτούς. M. V. Lomonosov Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ (1958), Κρατικό Βραβείο της ΕΣΣΔ (1991). Από το 1936 έως το 1994, ήταν επικεφαλής του εργαστηρίου που δημιούργησε και του Τμήματος Διαδικασιών Ρόφησης στο Ινστιτούτο Φυσικοχημείας της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ. Για πολλά χρόνια ήταν αρχισυντάκτης του περιοδικού «Colloid Chemistry». Το 1962 - 1973 υπέθεσε την ύπαρξη ενός ειδικού είδους νερού - πολυνερού. Στη συνέχεια διαψεύστηκε, ανακαλύπτοντας την κρίσιμη επίδραση των ακαθαρσιών - πυριτικών αλάτων.

Εάν τα συγκρουόμενα σωματίδια έχουν αρκετή κινητική ενέργεια για να ξεπεράσουν τη δράση αυτών των δυνάμεων, τότε τα διάχυτα στρώματά τους θα επικαλύπτονται, αλλά αυτή τη στιγμή θα προκύψουν ηλεκτροστατικές δυνάμεις απώθησης μεταξύ αυτών και των κόκκων (επειδή έχουν φορτία του ίδιου πρόσημου) (Εικ. 68).

Ρύζι. 68. Σχήμα αλληλεπίδρασης κολλοειδών σωματιδίων: ΕΝΑ– αθροιστικά σταθερό σύστημα. σι– επικάλυψη διάχυτων στρωμάτων. V– πήξη

μεγάλο ev Davidovich Landau (1908 - 1968),συχνά αναφέρεται ως Dau - Σοβιετικός φυσικός, ακαδημαϊκός της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ (εξελέγη το 1946). Βραβευμένος με Νόμπελ, Λένιν και τρία βραβεία Στάλιν, Ήρωας της Σοσιαλιστικής Εργασίας. Μέλος των Ακαδημιών Επιστημών της Δανίας, της Ολλανδίας, των ΗΠΑ, της Γαλλίας, του Physical Society of London και της Royal Society of London. Ο εμπνευστής της δημιουργίας και συν-συγγραφέας του Μαθήματος Θεωρητικής Φυσικής, το οποίο έχει περάσει από πολλές εκδόσεις και έχει μεταφραστεί σε πολλές γλώσσες. Ένα χρυσό μετάλλιο που απονέμεται από το 1998 από το Τμήμα Πυρηνικής Φυσικής της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών φέρει το όνομα του Landau.

Όσο μεγαλύτερο είναι το ζ-δυναμικό των κόκκων, τόσο ισχυρότερη είναι η αμοιβαία απώθηση των σωματιδίων.

Στην περίπτωση υπέρβασης αυτών των δυνάμεων και προσέγγισης των κόκκων σε απόσταση ≈ 10–7 cm ή μικρότερη (δηλαδή σε απόσταση ίση ή μικρότερη από το μέγεθος ενός μορίου του μέσου διασποράς), το λεγόμενο van der Ανάμεσά τους προκύπτουν δυνάμεις έλξης Waals, οι οποίες έχουν φυσική φύση. Προκαλούν πρόσφυση (σύνδεση) κολλοειδών σωματιδίων μεταξύ τους.

Συνήθως, σε ένα σταθεροποιημένο υδρόφοβο sol, μόνο ένα μικρό κλάσμα των λεγόμενων ενεργών σωματιδίων έχει επαρκή αποθήκη κινητικής ενέργειας για να υπερνικήσει την επίδραση όλων των παραπάνω δυνάμεων κατά την κρούση. Επομένως, τέτοια κολλοειδή συστήματα διατηρούν τη σταθερότητά τους για περισσότερο ή λιγότερο μεγάλο χρονικό διάστημα (ανάλογα με τον βαθμό σταθεροποίησής τους). Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ταχύτητα και η ένταση της κίνησης Brown αυξάνονται. Αυτό οδηγεί σε αύξηση της κινητικής ενέργειας των κολλοειδών σωματιδίων. Ένας αυξανόμενος αριθμός από αυτούς δραστηριοποιείται. Ως αποτέλεσμα, κατά την πρόσκρουση, αρχίζουν συχνότερα να κολλάνε μεταξύ τους και η αθροιστική σταθερότητα του διαλύματος θα μειωθεί.

Οποιεσδήποτε άλλες εξωτερικές επιδράσεις ασκούνται στο sol και οδηγούν σε μείωση του μεγέθους των διάχυτων στρωμάτων και της τιμής του δυναμικού ζ θα συμβάλλουν επίσης στις διαδικασίες πήξης.

Τα λιγότερο σταθερά είναι τα κολλοειδή συστήματα, στα οποία τα σωματίδια της διεσπαρμένης φάσης δεν έχουν διπλό ηλεκτρικό στρώμα και προστατευτικό κέλυφος μορίων διαλύτη.

Σε αυτή την περίπτωση, οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις απώθησης και οι δυνάμεις της αποσυνδεόμενης πίεσης δεν προκύπτουν μεταξύ των σωματιδίων και επομένως πρακτικά οποιαδήποτε σύγκρουση μεταξύ τους θα οδηγήσει σε αμοιβαία πρόσφυση.

Η φυσική θεωρία της πήξης του DLVO έχει μια μεγάλη μαθηματική συσκευή και καθιστά δυνατή τη διεξαγωγή διαφόρων ποσοτικών υπολογισμών που συμφωνούν καλά με τα παρατηρούμενα πειραματικά δεδομένα.

Η στοιχειώδης πράξη της πήξης συμβαίνει ως αποτέλεσμα της «σχεδόν αλληλεπίδρασης» των σωματιδίων. Η βροχόπτωση είναι πυκνή και μη αναστρέψιμη, αφού η ενέργεια της έλξης είναι πολύ μεγαλύτερη από την ενέργεια της απώθησης. Εδώ υπάρχει άμεση επαφή μεταξύ των σωματιδίων, σε αποστάσεις που αντιστοιχούν στο πρώτο ελάχιστο, σχηματίζονται δομές συμπύκνωσης-κρυστάλλωσης ή χονδροειδείς διασπορές. 2. Εάν το ύψος του φραγμού είναι μεγάλο και το βάθος του δεύτερου ελάχιστου είναι μικρό, τα σωματίδια δεν μπορούν να ξεπεράσουν το φράγμα και να αποκλίνουν χωρίς αλληλεπίδραση. Πρόκειται για περίπτωση «συγκεντρωτικά σταθερού συστήματος». Αυτή η σταθερότητα μπορεί να σπάσει με δύο τρόπους. α) Η αύξηση της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων οδηγεί σε αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων. Εάν η ενέργεια των γρήγορων σωματιδίων υπερβαίνει το φράγμα δυναμικού, τότε τα σωματίδια μπορούν να κολλήσουν μεταξύ τους. Επομένως, μια αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να οδηγήσει σε πήξη του συστήματος. β) Το φράγμα δυναμικού μπορεί να μειωθεί με την προσθήκη ηλεκτρολυτών στο σύστημα. Στην περίπτωση αυτή, το DEL συμπιέζεται λόγω της συμπίεσης του διάχυτου τμήματος, με αποτέλεσμα τα σωματίδια να πλησιάζουν το ένα το άλλο σε μικρότερες αποστάσεις, όπου αυξάνονται οι ελκτικές δυνάμεις. Εικ.4.3 Σχήμα επίδρασης ηλεκτρολυτών στην πήξη: h2< h1 3. Если глубина второго минимума достаточно велика то, незави- симо от высоты барьера, происходит так называемое «дальнее взаимо- действие» двух частиц, отвечающее второму минимуму. Вторичный минимум на участке ВС отвечает притяжению частиц через прослойку среды. Возникает взаимодействие на дальних расстоя- ниях, осадки получаются рыхлыми и обратимыми, так как минимум не глубокий. Второму минимуму соответствует явление флокуляции или образо- вание коагуляционных структур. Интерес к этим системам в последнее время велик: фиксация час- тиц во втором минимуме при достаточной концентрации дисперсной фазы может привести к превращении. Золя в полностью структуриро- ванную систему. Реальные твердые тела, составляющие основу материальной куль- туры человечества (строительные материалы, деревянные изделия, оде- жда, бумага, полимеры) – в подавляющем большинстве являются струк- турированными дисперсными системами. Вывод: Рассмотренный классический вариант теории Дерягина-Ландау да- ет хорошее согласие с экспериментальными данными. Но может быть самым главным ее достижением является обоснование правила Шульце- Гарди, которое справедливо считается краеугольным камнем для про- верки теорий устойчивости. const g = 6 – «закон шестой степени» Дерягина, устанавливающий Z зависимость порога коагуляции от заряда иона-коагулятора. 4.7 Зависимость скорости коагуляции от концентрации электролита. Медленная и быстрая коагуляция Медленная коагуляция – это когда электролита введено в таком количестве, что небольшой барьер отталкивания сохраняется (DU), здесь не все сталкивающие частицы коагулируют. Скорость ее зависит от концентрации электролита. Быстрая коагуляция – имеет место при полном исчезновении энергетического барьера, здесь каждое столкновение частиц приводит к коагуляции. Скорость быстрой коагуляции u – не зависит от концен- трации электролита. Рис.4.4 Зависимость скорости коагуляции от концентрации электролита При небольших количествах электролита скорость коагуляции близка к нулю (участок I). Затем скорость растет при увеличении количества электролита (участок II). Коагуляция на участке II является медленной и зависит от концентрации электролита. На участке III скорость достигает максимальное значение и уже не зависит от количества прибавляемого электролита. Такая коагуляция называется быстрой и соответствует полному исчезновению потенци- ального барьера коагуляции DU . Начало участка III отвечает порогу быстрой коагуляции g б, здесь величина x -потенциала падает до нуля. Порогу быстрой коагуляции на основании теории ДЛФО можно дать строгое определение: Порог быстрой коагуляции – это количество электролита, необхо- димое для снижения энергетического барьера до нуля. 4.8 Изменение агрегативной устойчивости при помощи электролитов. Концентрационная и нейтрализационная коагуляция Одним из способов изменения агрегативной устойчивости золей является введение электролитов. Электролиты в состоянии изменить структуру ДЭС и его диффуз- ный слой, снизить или увеличить x -потенциал и электростатическое от- талкивание, т.е. способны вызвать или предотвратить коагуляцию. Воз- можны концентрационная и нейтрализационная коагуляция электроли- тами. Причина их одна и та же – снижение x -потенциала, ослабление электростатического отталкивания. Однако механизм снижения x - потенциала различный. Рис.4.5 Падение потенциала в ДЭС до (кривая 1) и после (кривая 2) введения электролита в процессе концентрационной (а) и нейтрализационной (б) коагуляции j1 и j 2 , x1 и x 2 – значения полного и электрокинетического по- тенциалов, соответственно, до и после введения электролитов; 3 и 4 – направления адсорбции ионов электролита; х – расстояние от твердой поверхности в глубь жидкости. 1. Концентрационная коагуляция наблюдается при больших заря- дах поверхности, когда j0 ³ 100 мВ, и проводится она в основном ин- дифферентными электролитами. Эти электролиты способствуют сжа- тию диффузной части ДЭС, снижению x -потенциала (x 2 < x1), но не изменяют полный потенциал j0 . Благодаря этому (сжатию ДЭС) частицы сближаются и межмоле- кулярные силы притяжения начинают превалировать, что и вызывает слияние частиц. Правило Шульце-Гарди подтвердили теоретически Б.В. Дерягин и Л.Д. Ландау, представив расклинивающее давление как суммарный эф- фект сил отталкивания и притяжения, что позволило им вывести урав- нение, связывающее порог коагуляции с зарядом иона-коагулятора. B * e (kб T) 5 Cкр = g = , (1) A2 e 6 Z 6 где B * – константа; e – диэлектрическая постоянная; kб – константа Больцмана; T – абсолютная температура; A – постоянная Ван-дер- Ваальса; e – заряд электрона; Z – заряд иона-коагулятора. Это уравнение (4) хорошо описывает зависимость порога коагуля- ции от заряда иона-коагулятора для сильно заряженных поверхностей и соответствует эмпирическому правилу Шульце-Гарди. В уравнение (1) не входит потенциал поверхности. Таким образом, правило Шульце-Гарди справедливо в случае концентрационной коагу- ляции. 2. Нейтрализационная коагуляция происходит при малых потен- циалах поверхности (j0 £ 100 м В) под действием неиндифферентных, т.е. родственных электролитов. Особенно эффективны электролиты, со- держащие ионы большого заряда и большого радиуса, то есть хорошо адсорбирующиеся. При введении таких электролитов идет частичная нейтрализация полного потенциала поверхности при адсорбции противоионов, что приводит к снижению не только полного потенциала j0 , но и j " и x - потенциала, а также к сжатию диффузной части ДЭС. Для случая нейтрализационной коагуляции при j0 £ 100 м В авторы теории ДЛФО нашли выражение для порога коагуляции: " x 4 Cкр = g = k 2 . (2) Z Из уравнения (2) следует, что для нейтрализационной коагуляции критическая концентрация зависит от x -потенциала и, следовательно, от полного потенциала поверхности j0 . Из уравнения (2) также следует: при малых j0 порог коагуляции обратно пропорционален Z 2 коагулирующего иона. Этот случай соответствует эмпирическому правилу Эйлерса- Корфа, которое оказывается справедливым для слабо заряженных по- верхностей. В реальных системах одновременно могут действовать оба меха- низма коагуляции, поэтому зависимость порога коагуляции от заряда иона-коагулятора оказывается промежуточной. 4.9 Особые явления при коагуляции. Явление неправильных рядов Коагулирующая сила ионов зависит не только от заряда и радиуса коагулирующих ионов, но и от их специфической адсорбции. Кроме того, многовалентные ионы могут вызвать перезарядку по- верхности и привести к чередованию зон устойчивого и неустойчивого состояния системы. Это явление получило название явления неправиль- ных рядов. Суть: при добавлении электролитов вначале наблюдается ус- тойчивость золя, затем – коагуляция. Далее – вновь устойчивость, и, на- конец, при избытке электролита – опять коагуляция. Это объясняется тем, что многовалентные ионы (Fe3+, Al3+, Th4+) перезаряжают частицы и переводят систему из неустойчивого в устой- чивое состояние. Введение электролита AlCl3 в золь сернистого мышь- яка, имеющего первоначально отрицательный заряд. Рис.4.6 Схема неправильных рядов На рис. 4.6 можно выделить две зоны устойчивого состояния (0-1, 2-3) и две зоны коагуляции (1-2, 3-4). Зона 0-1 – электролита добавлено недостаточно, устойчивое со- стояние. Зона 1-2 – электролита добавлено достаточно, x = xкр. Идет коагу- ляция. Далее начинается перезарядка поверхности, x -потенциал приоб- ретает противоположное значение. При достижении x >+ xcr, εμφανίζεται ξανά μια σταθερή κατάσταση (ενότητα 2-3). Στην ενότητα 3-4, το σύστημα πήζει ξανά σύμφωνα με το σχήμα της συμπυκνωμένης πήξης. Σε αντίθεση με την ενότητα 1-2, όπου η πήξη λαμβάνει χώρα με ιόντα Al3+, στη ζώνη 3-4, η πήξη πραγματοποιείται με ιόντα Cl–, αφού το φορτίο των σωματιδίων έχει γίνει θετικό. 4.10 Πήξη με μείγμα ηλεκτρολυτών Σε βιομηχανικές συνθήκες, δεν χρησιμοποιείται ένας ηλεκτρολύτης για την πήξη, αλλά ένα μείγμα πολλών ηλεκτρολυτών. Η πηκτική δράση ενός μείγματος δύο ηλεκτρολυτών είναι συχνά μη προσθετική. Μερικές φορές απαιτείται ένας ηλεκτρολύτης σε ένα μείγμα περισσότερων του ενός από αυτούς - αυτό είναι το φαινόμενο του ανταγωνισμού. Εάν ένα μείγμα ηλεκτρολυτών είναι πιο αποτελεσματικό από έναν ηλεκτρολύτη, τότε εμφανίζεται το φαινόμενο της συνέργειας, χρειάζονται λιγότερους στο μείγμα από τον καθένα ξεχωριστά. Σε αθροιστική δράση, οι ηλεκτρολύτες πήζουν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο. Για να χαρακτηριστεί ένα μείγμα δύο ηλεκτρολυτών, είναι βολικό να χρησιμοποιηθεί η εξάρτηση του ορίου πήξης g 1 από το όριο πήξης g 2 . Υπό αθροιστική δράση, η εξάρτηση g 1 – g 2 είναι γραμμική. Ο συνεργισμός χαρακτηρίζεται από την καμπύλη 2, εάν ο πρώτος ηλεκτρολύτης ληφθεί σε ποσότητα g 1 / 2, τότε ο δεύτερος ηλεκτρολύτης λαμβάνεται σε ποσότητα g 2< g 2 / 2 . Рис.4.7 График зависимости порога коагуляции: 1 – аддитивное действие; 2 – синергетическое действие; 3 – антагонистическое действие Синергизм электролитов широко используют на практике для коа- гуляции больших количеств дисперсных систем. 4.11 Применение коагулянтов и флокулянтов в процессах очистки воды Явление коагуляции тесно связано с проблемой удаления загрязне- ний из водных сред. В основе многих методов очистки от в.д.с – загрязнений лежит яв- ление потери системой агрегативной устойчивости путем объединения частиц под внесением специально вводимых реагентов: коагулянтов и флокулянтов. Это укрупнение частиц приводит к потере седиментационной ус- тойчивости системы и образованию осадков. В настоящее время подбор реагентов для коагуляции основывается преимущественно на эмпирических исследованиях. Чаще всего коагулирование загрязнений воды производится элек- тролитами, которые содержат многозарядные ионы (Al3+, Fe3+). Ранее процесс осветления воды объясняли нейтрализацией много- валентными катионами, заряженных, как правило, отрицательно, частиц природных вод. Однако коагуляция эти ионами связана с процессами их гидролиза, в результате которого возникают полиядерные аквагидро- комплексы, обладающие более сильной коагулирующей способностью, чем ионы. Сам процесс коагуляции подобен процессу флокуляции ВМС. В процессах водоочистки постепенно расширяется применение по- лимерных флокулянтов (ВМС): длинная молекула полимера адсорбиру- ется двумя концами на двух разных частицах дисперсной фазы и соеди- няет их «мостиком». Получается рыхлый агрегат – флоккула. Здесь час- тицы не имеют непосредственного контакта между собой. Флокулянты бывают природными и синтетическими, неионоген- ными и ионогенными. В последнем случае флокуляция возможна не только по механизму мостикообразования, но и путем нейтрализации заряда частиц противоположно заряженными ионами полиэлектролита. На празднике часто эффективным оказывается совместное приме- нение коагулянтов и флокулянтов. 4.12 Кинетика коагуляции Процесс коагуляции протекает во времени. Отсюда вытекает пред- ставление о скорости коагуляции. Скорость коагуляции – это измене- ние частичной концентрации в единице объема в единицу времени. Раз- личают быструю коагуляцию, когда каждое столкновение частиц при- водит к их слипанию и медленную коагуляцию, если не все столкновения частиц являются эффективными. Термины «быстрая» и «медленная» коагуляции условны и не связаны со скоростью процесса. При опреде- ленных условиях быстрая коагуляция может протекать очень медленно и, наоборот, медленная коагуляция может идти весьма быстро. Теория кинетики быстрой коагуляции предложена С. Смолуховским. Скорость процесса уменьшения общего числа частиц (n) во времени он рассматривает как скорость реакции второго порядка, поскольку слипание частиц происходит при столкновении двух частиц, dn = k × n2 . (3) dt После интегрирования этого уравнения получим 1æ1 1 ö k= ç - ÷ (4) t è n n0 ø или n0 n= , (5) 1+ kn0t где n0 – общее число частиц в единице объема золя до коагуляции, n – число частиц к моменту времени t, k – константа скорости процесса коагуляции, которая вычисляется по уравнению (5.5). Константа k свя- зана с коэффициентом диффузии частиц D и с расстоянием d, на кото- ром действуют силы притяжения между частицами, уравнением k = 4pDd . (6) Подставив в это уравнение вместо D его значение из уравнения Эйнштейна и учитывая, что d = 2r, получим 4 RT 3 –1 k= ,м с. (7) 3h Из формулы (7) видно, что величина k не зависит от начальной концентрации золя и от размера частиц и поэтому не меняется при их слипании. Константа скорости процесса коагуляции – постоянная толь- ко для данной коллоидной системы. Если величина константы k, вычис- ленная из экспериментальных данных, не совпадает с величиной, полу- ченной из теоретической формулы (7), то это значит, что в системе про- исходит не быстрая, а медленная коагуляция. С. Смолуховский предложил формулы, позволяющие определить с к о л ь к о ч а с т и ц того или иного порядка (первичных, вторичных и т.д.) имеется в золе ко времени t. Причем для того, чтобы исключить входящие в эти формулы трудно определяемые величины D и d, он ввел в них так называемое время половинной коагуляции q (период коагуля- ции), за которое начальная концентрация первичных частиц уменьшает- ся вдвое. Тогда для первичных частиц n0 n1 = , (8) (1 + t q) 2 для вторичных частиц n0 t q n2 = (9) (1 + t q) 3 и для частиц m-го порядка n0 (t q) m-1 nm = . (10) (1 + t q) m+1 На рис. 4.8 уравнения (8-10) изображены графически. Получен- ные кривые наглядно показывают распределение числа частиц в бы- стро коагулирующем золе. В на- чальный момент, т. е. когда t = 0, все частицы – первичные: n = n1 = n0, а n2 = n3 = n4 = 0. Через некоторое время количество всех частиц равно n, число первичных n1 уменьшается, но начинают появ- ляться двойные, тройные и др. час- тицы. По мере коагуляции эти час- тицы также постепенно исчезают, уступая место частицам высших порядков – более крупным агрега- там. Поэтому кривые, выражающие Рис.4.8 Распределение числа частиц при изменение числа частиц различных быстрой коагуляции золя порядков, со временем приобрета- ют ясно выраженные максимумы. Кривые, выражающие распределение числа частиц во времени, строят также в координатах n = f (t / q) , n = f (t) или в линейной форме – в координатах 1 / n = f (t) . Согласно теории С. Смолуховского, время половинной коагуляции не зависит от времени коагуляции. Чтобы проверить применимость тео- рии, по экспериментальным данным вычисляют q для нескольких зна- чений t по формуле, полученной из (4), . (11) Если величина q не остается постоянной при различных t, то это означает, что в системе происходит не быстрая, а медленная коагуля- ция. 4.13 Примеры коагуляции. Образование почв Мы рассмотрели развитие основных идей, определяющих содержа- ние проблемы устойчивости. Так, одна из важнейших задач заключается в сохранении устойчивого состояния суспензий, эмульсий и других объектов, проходящих в процессе переработки через сложные системы производственных агрегатов. Не менее важной для народного хозяйства является и обратная задача – скорейшего разрушения дисперсных сис- тем: дымов, туманов, эмульсий, промышленных и сточных вод. Огра- ничимся здесь иллюстрацией многообразия и сложности коагуляцион- ных явлений на примерах, связанных с процессами почвообразования. Почвы образуются при разрушении горных пород в результате вы- ветривания, выщелачивания, гидролиза и т. д. Эти процессы приводят к образованию окислов: как нерастворимых, типа SiO2, Al2O3, Fe2O3 (точ- нее – их гидроокисей), так и растворимых, типа RO и R2O (где R – ме- талл). Из-за значительной гидратации нерастворимых элементов почвы и дальнему взаимодействию в процессе взаимной коагуляции образуют- ся структурированные коагуляты, близкие по свойствам к гелям, назы- ваемые коагелями. Эти коллоидно-химические процессы определяют все многообразие существующих типов почв. Например, подзолистые почвы, типичные для северных районов нашей страны, образуются в условиях малого содержания органических остатков (гуминовых веществ) и большой влажности, вымывающей окислы основного характера (RO и R2O). Остающиеся коагели характе- ризуются высоким содержанием SiO2 и малым количеством питатель- ных веществ, необходимых для растений. Наоборот, черноземные почвы средней полосы России образуются в условиях малой влажности. В этих условиях ионы Са2+ и Mg2+ не вы- мываются и, взаимодействия с гуминовыми кислотами, образуют нерас- творимые высокомолекулярные коллоидные частицы – гуматы Са2+ и Mg2+. В процессе взаимной коагуляции положительно заряженных час- тиц R2O3 с отрицательно заряженными гуматами и SiO2 возникают

Για να ληφθεί μια λεπτώς αλεσμένη φαρμακευτική ουσία κατά τη διασπορά της, συνιστάται η προσθήκη ενός διαλύτη στη μισή ποσότητα της μάζας της θρυμματισμένης φαρμακευτικής ουσίας.

Επεξήγηση του κανόνα[επεξεργασία]

Τα σωματίδια της φαρμακευτικής ουσίας έχουν ρωγμές (κενά Griffiths) στις οποίες διεισδύει το υγρό. Το υγρό ασκεί μια αποσυνδεόμενη πίεση στο σωματίδιο, η οποία υπερβαίνει τις δυνάμεις συστολής, γεγονός που συμβάλλει στην άλεση. Εάν η προς άλεση ουσία διογκώνεται, τότε αλέθεται καλά σε ξηρή μορφή και μόνο τότε προστίθεται το υγρό. Μετά την άλεση της φαρμακευτικής ουσίας, χρησιμοποιείται ανάδευση για την κλασματοποίηση των σωματιδίων. Η επαναιώρηση συνίσταται στο γεγονός ότι όταν ένα στερεό αναμιγνύεται με ένα υγρό, 10-20 φορές τη μάζα του σε όγκο, τα μικρά σωματίδια βρίσκονται σε εναιώρημα και τα μεγάλα κατακάθονται στον πυθμένα. Αυτό το φαινόμενο εξηγείται από διαφορετικούς ρυθμούς καθίζησης σωματιδίων διαφορετικών μεγεθών (νόμος Stokes). Το εναιώρημα των πιο θρυμματισμένων σωματιδίων στραγγίζεται, και το ίζημα συνθλίβεται και πάλι και αναδεύεται με ένα νέο μέρος του υγρού έως ότου ολόκληρο το ίζημα περάσει σε ένα λεπτό εναιώρημα.

Εφαρμογή στην τεχνολογία[επεξεργασία]

Τιμή συνταγής: 200 ml καθαρού νερού μετρώνται σε βάση. 3 g αμύλου και 3 g βασικού νιτρικού βισμούθιου συνθλίβονται σε ένα γουδί με 3 ml νερού (σύμφωνα με τον κανόνα Deryagin), στη συνέχεια προστίθενται 60-90 ml νερού, το μείγμα αναδεύεται και αφήνεται για αρκετά λεπτά. Αποστραγγίστε προσεκτικά το λεπτό εναιώρημα από το ίζημα στο φιαλίδιο. Το υγρό ίζημα λειοτριβείται επιπλέον με ένα γουδοχέρι, αναμιγνύεται με μια νέα μερίδα νερού και στραγγίζεται. Η άλεση και η ανάδευση επαναλαμβάνονται έως ότου όλα τα μεγάλα σωματίδια μετατραπούν σε λεπτό εναιώρημα.

Εγχειρίδιο χημικού 21

Χημεία και χημική τεχνολογία

Η υπολογιζόμενη αναλογία συγκρίνεται με την αναλογία των ορίων ταχείας πήξης, η οποία προκύπτει από τον κανόνα Deryagin-Landau (ο κανόνας Schulze-Hurdy).

Μια ποσοτική βελτίωση και μια θεωρητική τεκμηρίωση του κανόνα Schulze-Hardy δόθηκε από τους Deryagin και Landau. Για τον υπολογισμό του ουδού πήξης, η θεωρία δίνει τον ακόλουθο τύπο

Ο κανόνας Deryagin-Landau, που προέρχεται από τους συγγραφείς με βάση τις έννοιες της φυσικής θεωρίας της πήξης, καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της τιμής του ορίου ταχείας πήξης, που αντιστοιχεί στην εξαφάνιση του ενεργειακού φραγμού στην καμπύλη του γενική αλληλεπίδραση των κολλοειδών σωματιδίων ανάλογα με την μεταξύ τους απόσταση. Οι τιμές του ορίου πήξης που υπολογίζονται σύμφωνα με αυτόν τον κανόνα δεν συμπίπτουν πάντα με τις πειραματικές τιμές λόγω του γεγονότος ότι η πηκτική δράση των ιόντων εξαρτάται όχι μόνο από το σθένος, αλλά και από την ειδική προσρόφηση, η οποία δεν λαμβάνεται υπόψη λογιστικοποιήστε με την παραπάνω εξίσωση.

Η πηκτική ικανότητα του ηλεκτρολύτη χαρακτηρίζεται από το κατώφλι της πήξης, δηλαδή την ελάχιστη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη D σε ένα κολλοειδές διάλυμα, που προκαλεί την πήξη του. Το κατώφλι πήξης εξαρτάται από το σθένος του ιόντος πήξης. Αυτή η εξάρτηση εκφράζεται με τον κανόνα της σημασίας (κανόνας Schulze-Hurdy). Μια πιο αυστηρή, θεωρητικά τεκμηριωμένη ποσοτική σχέση μεταξύ του ορίου ταχείας πήξης y και του σθένους ιόντων εκφράζεται από τον κανόνα Deryagin-Landau

Αυτό το αποτέλεσμα, που λήφθηκε για πρώτη φορά θεωρητικά από τους Deryagin και Landau, βελτιώνει τον κανόνα Schulze-Hardy.

Οι θεωρητικές ιδέες για τις αιτίες που καθορίζουν τη σταθερότητα των λυοφοβικών λυμάτων αναπτύχθηκαν περαιτέρω στα έργα των B. V. Deryagin και L. D. Landau. Σύμφωνα με τις θεωρητικές απόψεις και τα πειραματικά δεδομένα του Deryagin, μια υγρή μεμβράνη που περικλείεται ανάμεσα σε δύο στερεά σώματα βυθισμένα σε αυτό ασκεί ασύνδετη πίεση πάνω τους και έτσι τα εμποδίζει να πλησιάσουν. Η δράση αυξάνεται γρήγορα με την αραίωση του φιλμ και μειώνεται σε μεγάλο βαθμό από την παρουσία ηλεκτρολυτών. Από αυτή την άποψη, η πήξη των σωματιδίων εμποδίζεται από τη σφηνοειδή δράση των μεμβρανών που τα χωρίζουν. Η εισαγωγή ηλεκτρολυτών στο κολλοειδές διάλυμα οδηγεί σε αλλαγή στο ηλεκτρικό διπλό στρώμα, συμπίεση του διάχυτου τμήματός του και αλλαγή στην αντοχή των μεμβρανών που διαχωρίζουν τα σωματίδια, και επομένως σε παραβίαση της σταθερότητας του κολλοειδούς διαλύματος. Η αρμονικά αναπτυγμένη μαθηματική θεωρία της σταθερότητας και της πήξης από τους Deryagin και Landau οδηγεί σε μια αυστηρή φυσική τεκμηρίωση του κανόνα σθένους Schulze-Hardy και, ταυτόχρονα, παρέχει μια φυσική βάση για τις εμπειρικές κανονικότητες που ανακάλυψε ο Ostwald.

Οι κύριες κανονικότητες της πήξης υπό τη δράση των ηλεκτρολυτών. Η αλλαγή στη σταθερότητα των λυμάτων με αλλαγή της περιεκτικότητας σε ηλεκτρολύτες σε αυτά ήταν ήδη γνωστή στους πρώτους ερευνητές των κολλοειδών συστημάτων (F. Selmi, T. Graham, M. Faraday, G. I. Borshchov). Αργότερα, χάρη στο έργο των G. Schulz, W. Hardy, G. Picton, O. Linder, G. Freindlich, W. Pauli, G. Kroyt, N. P. Peskov, A. V. Dumansky και άλλων, συσσωρεύτηκε και κατασκευάστηκε εκτενές πειραματικό υλικό. οι κύριες θεωρητικές γενικεύσεις. Μια τεράστια συμβολή στην ανάπτυξη της θεωρίας της πήξης των ηλεκτρολυτών έγινε από τους Σοβιετικούς επιστήμονες B. V. Deryagin et al., P. A. Rebinder και τη σχολή του. Οι πειραματικά καθιερωμένες κανονικότητες στην πήξη με ηλεκτρολύτες είναι γνωστές ως κανόνες πήξης.

Κατασκευάστε γραφήματα της εξάρτησης της οπτικής πυκνότητας O από τη συγκέντρωση του συνόλου ηλεκτρολυτών (Εικ. III.5). Από το σημείο τομής της συνέχειας και των δύο ευθύγραμμων τμημάτων της καμπύλης, κατεβαίνει μια κάθετη στον άξονα της τετμημένης και βρίσκεται το κατώφλι ταχείας πήξης για κάθε ηλεκτρολύτη. Διαιρώντας τις λαμβανόμενες τιμές των ορίων πήξης με το μικρότερο από αυτά, προκύπτει ένας κανόνας σημασίας και συγκρίνεται με τον κανόνα Deryagin-Landau.

Η ύπαρξη ενός απότομου άλματος στις ιδιότητες σε μια ορισμένη απόσταση από το υπόστρωμα ανακαλύφθηκε ακόμη νωρίτερα από τους V. V. Karasev και B. V. Deryagin κατά τη μέτρηση της εξάρτησης του ιξώδους ορισμένων οργανικών υγρών από την απόσταση σε ένα στερεό τοίχωμα. Όλα αυτά δίνουν το δικαίωμα να ονομάζονται τέτοια στρώματα μια ειδική, οριακή φάση, καθώς η παρουσία μιας αιχμηρής διεπαφής είναι ο κύριος ορισμός μιας φάσης. Η διαφορά με τις συνηθισμένες φάσεις έγκειται στο γεγονός ότι το πάχος της οριακής φάσης είναι μια τιμή αρκετά καθορισμένη για μια δεδομένη θερμοκρασία.

Η θεωρία των Deryagin - Verwey - Overbeck καθιερώνει ότι το Sk είναι αντιστρόφως ανάλογο με τον έκτο βαθμό σθένους του ιόντος πήξης. Η ίδια εξάρτηση αντανακλά τον πειραματικά διαπιστωμένο κανόνα Schulze-Hardy. Η λαμβανόμενη εξαιρετική συμφωνία επιβεβαιώνει καλά την ορθότητα της θεωρίας της πήξης των λυοφοβικών λυμάτων.

Πολλά αντικείμενα έχουν δείξει ότι το κατώφλι πήξης είναι αντιστρόφως ανάλογο με το σθένος των ιόντων πήξης σε ισχύ από 5 έως 9, συχνά σε δυνάμεις 6. Έχουν επίσης παρατηρηθεί χαμηλότερες τιμές του εκθέτη (2-3). Έτσι, ο κανόνας Schulze - Hardy υποθέτει μόνο υψηλό βαθμό εξάρτησης του ορίου πήξης από το σθένος (r) των αντίθετων ιόντων. Ωστόσο, μερικές φορές ταυτίζεται με τον θεωρητικά προερχόμενο νόμο 2 του Deryagin-Landau.

Η επίδραση του σθένους των ιόντων πήξης στο κατώφλι πήξης καθορίζεται από τον κανόνα Schulze-Hardy: όσο μεγαλύτερο είναι το σθένος των ιόντων πήξης, τόσο μεγαλύτερη είναι η πηκτική τους ισχύς ή χαμηλότερος ο ουδός πήξης. Η θεωρητική τεκμηρίωση αυτού του κανόνα δόθηκε το 1945 από τους B. V. Deryagin και L. D. Landau. Η σχέση που βρήκαν μεταξύ του ουδού πήξης και του σθένους των ιόντων πήξης εκφράζεται με τη μορφή

Αν λάβουμε υπόψη ότι στην περίπτωση του μηχανισμού φραγμού στο r

Για να λάβετε λεπτότερα και πιο σταθερά υδατικά εναιωρήματα υδρόφιλων διογκωτικών ουσιών (βασικό νιτρικό βισμούθιο, οξείδιο ψευδαργύρου, οξείδιο μαγνησίου, φωσφορικό ασβέστιο, ανθρακικό και γλυκεροφωσφορικό, κοαλίνη, διττανθρακικό νάτριο, γλυκεροφωσφορικό σίδηρο που είναι η πιο ενδεδειγμένη μέθοδος για την χρήση του, γλυκεροφωσφορικού σιδήρου), είναι ένα είδος μεθόδου διασποράς. Η ουσία της τεχνικής έγκειται στο γεγονός ότι η ουσία διασπείρεται πρώτα σε ξηρή μορφή, στη συνέχεια - λαμβάνοντας υπόψη τον κανόνα Deryagin. Ο λεπτός πολτός που προκύπτει αραιώνεται περίπου 10 φορές με νερό (διάλυμα), λειοτριβείται και το ανώτερο στρώμα του εναιωρήματος χύνεται σε φιάλη διανομής. Η διαδικασία ανάδευσης επαναλαμβάνεται μέχρις ότου όλη η ουσία διασκορπιστεί και ληφθεί υπό τη μορφή λεπτού πολτού.

Η επίδραση ενός λιπαντικού στις παραμέτρους τριβής υπό οριακές συνθήκες λίπανσης εκτιμάται συνήθως από την τιμή προσρόφησης του λαδιού (μέσο) και από τη χημική του δραστηριότητα. Η ικανότητα προσρόφησης λαμβάνεται υπόψη κυρίως για την περίπτωση χρήσης χημικά ανενεργού λιπαντικού μέσου. Έτσι, ο B. V. Deryagin πρότεινε να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα του φιλμ λαδιού με το κριτήριο της λιπαντικότητας, το οποίο είναι ο λόγος της τραχύτητας των λιπασμένων και μη λιπασμένων επιφανειών. Ένα άλλο κριτήριο λιπαντικότητας χαρακτηρίζεται από την αναλογία της διαφοράς στο έργο των δυνάμεων τριβής των μη λιπασμένων και λιπασμένων επιφανειών κατά το χρόνο που απαιτείται για την απόξεση ενός φιλμ πάχους /r προς το πάχος αυτού του φιλμ. Τα κριτήρια λιπαντικότητας καθορίζονται κυρίως από τον χρόνο παραμονής των μορίων του λαδιού (λιπαντικού) στην επιφάνεια τριβής και τη δραστηριότητα του λιπαντικού.

Στην πήξη ηλεκτρολυτών σύμφωνα με το μηχανισμό συγκέντρωσης (για σωματίδια με υψηλή φόρτιση), το όριο πήξης Cc, σύμφωνα με τον κανόνα Deryagin-Landau (αιτιολόγηση του εμπειρικού κανόνα Schulze-Hardy), είναι αντιστρόφως ανάλογο με το φορτίο 2 αντίθετου ιόντος13 προς το έκτη δύναμη, δηλ.

Η θεωρία του ηλεκτρικού διπλού στρώματος αναπτύχθηκε στα έργα των Frumkin και Deryagin. Σύμφωνα με τις ιδέες τους, το εσωτερικό στρώμα των ιόντων του ηλεκτρικού διπλού στρώματος, που ονομάζονται δυναμικά σχηματισμού, είναι πολύ γειτονικό με μερικά από τα αντίθετα φορτισμένα ιόντα (Εικ. 50, α), που ονομάζονται αντίθετα ιόντα και. Αυτό το τμήμα των αντίθετων ιόντων κινείται μαζί με το σωματίδιο και σχηματίζει ένα στρώμα πάχους 6″, που ονομάζεται στρώμα προσρόφησης. Στο σχ. 50, και το όριο μεταξύ ενός τέτοιου σωματιδίου και του μέσου υποδεικνύεται με μια διακεκομμένη γραμμή. Τα υπόλοιπα αντίθετα ιόντα βρίσκονται στο μέσο διασποράς, όπου κατανέμονται, κατά κανόνα, διάχυτα.

Πρόσφατα, ωστόσο, έχουν ληφθεί πειραματικά δεδομένα που υποδεικνύουν την αδυναμία εφαρμογής σε ορισμένες περιπτώσεις του κανόνα Schulze-Hardy με τη μορφή του νόμου Deryagin-Landau.Πειραματικά, συχνά παρατηρούνται σημαντικές αποκλίσεις από αυτό το πρότυπο, συγκεκριμένα, σε ορισμένες περιπτώσεις, Η επίδραση της πήξης των ηλεκτρολυτών είναι ανάλογη με το σθένος των αντίθετων ιόντων σε βαθμό μικρότερο από έξι. Σύμφωνα με τους I. F. Efremov και O. G. Usyarov, αυτό είναι μια απόκλιση από

Η εφαρμογή της θεωρίας Deryagin και του κανόνα Schulze-Hardy για την πήξη μακρομοριακών ενώσεων φάνηκε από το παράδειγμα των λατέξ από καουτσούκ όταν αλληλεπιδρούν με ηλεκτρολύτες διαφορετικών σθένων (Voyutsky, Neumann, Sandomirsky).

Ωστόσο, ακόμη και στην εξεταζόμενη πρώτη προσέγγιση, η θεωρία συμφωνεί καλά με τα πειραματικά δεδομένα (για παράδειγμα, τα δεδομένα των Schenkel και Kitchener που ελήφθησαν σε μονοδιασπαρμένα λατέξ), αλλά ίσως το πιο σημαντικό επίτευγμά της είναι η τεκμηρίωση του κανόνα Schulze-Hardy, ο οποίος δικαίως θεωρείται ο ακρογωνιαίος λίθος για τον έλεγχο των θεωριών σταθερότητας. Σκεφτείτε αυτήν την εξήγηση. Μια ανάλυση των συνθηκών για τη σταθερότητα των διασκορπισμένων συστημάτων δείχνει ότι οι οριακές συνθήκες για την ταχεία πήξη από την άποψη της θεωρίας του Deryagin μπορούν να γραφτούν ως Umax = 0 και domax/ek = 0, όπου C/max είναι η μέγιστη ενέργεια (Εικ. XIII . 7). Αυτές οι συνθήκες εκφράζουν τη μείωση του ύψους του φράγματος στο μηδέν.

Στην απλούστερη περίπτωση, u = onst. Συντ. Τ. υπόλοιπο, κατά κανόνα, περισσότερο συντελεστή. κινηματική Τ., ώστε η δύναμη εκκίνησης (ροπή εκκίνησης) να είναι μεγαλύτερη από την αντίσταση στην ομοιόμορφη κίνηση. Πιο συγκεκριμένα, σωματική διεργασίες με ξηρό Τ. αντανακλώνται στο λεγόμενο. δύο όροι από το νόμο του Deryagin της τριβής ts = F / (N + PgS), όπου / - συμπληρώνει, στο N την πίεση που προκαλείται από τις δυνάμεις του intermool. ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ τρίβοντας σώματα, και S-pov-et στην πραγματικότητα. επαφή των σωμάτων τριβής λόγω της κυματιστικότητας και της τραχύτητας των επιφανειών Τ. Η επαφή των σωμάτων δεν είναι πλήρης.

Στα έργα του 1937 και του 1940. Ο Deryagin, χρησιμοποιώντας τους τύπους Fuchs για τον ρυθμό πήξης των αλληλεπιδρώντων σωματιδίων, εξήγαγε ένα κριτήριο για τη αθροιστική σταθερότητα των ασθενώς φορτισμένων κολλοειδών σωματιδίων για δύο περιοριστικές περιπτώσεις όπου η ακτίνα των σωματιδίων είναι πολύ μικρότερη από το πάχος των ιοντικών ατμοσφαιρών, ή, με άλλα λόγια, το χαρακτηριστικό μήκος Debye και όταν η ακτίνα των σωματιδίων είναι πολύ μεγαλύτερη από το πάχος των ιοντικών ατμοσφαιρών. Στη δεύτερη περίπτωση, το κριτήριο γενικεύει και εξευγενίζει ποσοτικά τον εμπειρικό κανόνα του Eilers-Korf, ο οποίος συμφωνεί με μια σειρά από πειραματικά δεδομένα. Ταυτόχρονα, φάνηκε η ύπαρξη ενός πολύ ελάχιστου στην καμπύλη που εκφράζει την εξάρτηση της δύναμης αλληλεπίδρασης (απώθησης) από την απόσταση.

Μια γνωστή δυσκολία για τη θεωρία ήταν ότι ο κανόνας της αντίστροφης έκτης μοίρας (ο κανόνας Hardy-Schulze που εξευγενίστηκε από τους Deryagin και Landau) παρατηρείται επίσης όταν το αδιάστατο δυναμικό της επιφάνειας δεν είναι μόνο μικρό, αλλά μικρότερο από τη μονάδα. Αυτό είναι δυνατό, όπως φαίνεται από τους Glazman et al. , αν το γινόμενο του δυναμικού και του φορτίου του αντίθετου ιόντος αλλάζει ελάχιστα όταν το τελευταίο αλλάζει. Μια ποσοτική εξήγηση γι' αυτό με βάση την ανεξαρτησία της προσρόφησης των αντίθετων ιόντων από το φορτίο δόθηκε από τον Usyarov.

Η πιο ανεπτυγμένη θεωρία της σταθερότητας των ιοντοσταθεροποιημένων κολλοειδών διαλυμάτων έχει οδηγήσει σε μια σειρά θεμελιωδών αποτελεσμάτων. Η θεωρία των ισχυρά φορτισμένων λυμάτων, λαμβάνοντας υπόψη μόνο την πήξη της συγκέντρωσης, κατέστησε δυνατή την τεκμηρίωση του κανόνα Schulze-Hardy με τη μορφή του νόμου Deryagin-Laidau 2. Σε μέτρια δυναμικά κολλοειδών σωματιδίων, τα κατώφλια πήξης αλλάζουν με το σθένος των αντίθετων ιόντων σύμφωνα με το νόμο 2, όπου 2 a 6, που είναι επίσης σύμφωνο. με τον κανόνα Schulze-Hurdy. Η θεωρία κατέστησε δυνατή την τεκμηρίωση των διαφόρων κανονικοτήτων της πηκτικής δράσης των μιγμάτων ηλεκτρολυτών και της επίδρασης του συνεργισμού που δεν μπορούσε να εξηγηθεί προηγουμένως. Να σημειωθεί επίσης ότι, με βάση τη θεωρία, η παρανομία της ευρέως διαδεδομένης

Έχοντας λάβει τις τιμές του ακριβούς ορίου πήξης για όλους τους ηλεκτρολύτες, προκύπτει ένας κανόνας σημασίας, για τον οποίο οι τιμές κατωφλίου που βρέθηκαν διαιρούνται με το μικρότερο όριο πήξης (για AI I3). Η πειραματική αναλογία των κατωφλίων πήξης συγκρίνεται με τη θεωρητική αναλογία που υπολογίζεται σύμφωνα με τον κανόνα Deryagin-Landau, σύμφωνα με τον οποίο Y a b Vai u 11 1. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης αναλύονται και η εργασία καταχωρείται σε εργαστηριακό περιοδικό.

Δείτε τις σελίδες όπου αναφέρεται ο όρος Ο κανόνας του Deryagin: Συνθετικά πολυμερή στην εκτύπωση (1961) - [ c.130 ]

Εξήγηση κανόνα

Εφαρμογή στην τεχνολογία

Bismuthi subnitratis ana 3.0

M.D.S. Σκουπίστε το δέρμα του προσώπου

Ο κανόνας του Deryagin- ένας κανόνας που αναπτύχθηκε από τον χημικό B.V. Deryagin σχετικά με την τεχνολογία πολλών μορφών δοσολογίας.

Aquae destillatae 200 ml

Σημειώσεις

1. Sinev D. N., Marchenko L. G., Sineva T. D. Εγχειρίδιο αναφοράς για τη φαρμακευτική τεχνολογία των φαρμάκων. 2η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον - Αγία Πετρούπολη: SPKhFA Publishing House, Nevsky Dialect, 2001. - 316 p.
2. Nikolaev L.A. Ιατρική. 2η έκδ., αναθ. και επιπλέον - Μινσκ: Ανώτατο Σχολείο, 1988.
3. Bobylev R. V., Gryadunova G. P., Ivanova L. A. et al. Technology of dosage forms. T. 2. - M .: "Ιατρική", 1991.

Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .

Δείτε τι είναι ο "Κανόνας Deryagin" σε άλλα λεξικά:

Ο κανόνας του Deryagin- Ο κανόνας του Deryagin - ένας κανόνας που αναπτύχθηκε από τον χημικό B. V. Deryagin, σχετικά με την τεχνολογία πολλών μορφών δοσολογίας. Ο ίδιος ο κανόνας ακούγεται ως εξής: «Για να αποκτήσετε μια λεπτώς διαιρεμένη φαρμακευτική ουσία κατά τη διασπορά της, συνιστάται η προσθήκη ... Wikipedia

Deryagin, Boris Vladimirovich- Boris Vladimirovich Deryagin Ημερομηνία γέννησης: 9 Αυγούστου 1902 (1902 08 09) Τόπος γέννησης: Μόσχα Ημερομηνία θανάτου: 16 Μαΐου 1994 (1994 05 16) (91 ετών) ... Wikipedia

International Society for Krishna Consciousness- Άρθρο για την Ιστορία του Ινδουισμού Πάνθεον Προορισμοί ... Wikipedia

Παιδοφιλία- Παιδοφιλία ... Βικιπαίδεια

Τάση προς επίδειξη ή αποκάλυψη- ICD 10 F ... Wikipedia

βίαιο έγκλημα- ένα από τα στοιχεία της γενικής δομής του εγκλήματος, που περιλαμβάνει πράξεις που σχετίζονται με σωματική και ψυχική βία κατά ενός ατόμου ή την απειλή χρήσης του. Το βίαιο έγκλημα μπορεί να γίνει κατανοητό με την ευρεία έννοια, ενώ σε αυτό ... ... Wikipedia

τάση προς επίδειξη ή αποκάλυψη

Επιδειξίας- Ο εκθεσιασμός (λατινικά exhibeo to exhibit, show) είναι μια μορφή αποκλίνουσας σεξουαλικής συμπεριφοράς, όταν η σεξουαλική ικανοποίηση επιτυγχάνεται με την επίδειξη των γεννητικών οργάνων σε αγνώστους, συνήθως του αντίθετου φύλου, καθώς και δημόσια ... ... Wikipedia

σεξουαλικό σύμπλεγμα- πρόκειται για αναπαραστάσεις ενός ατόμου με αρνητικό συναισθηματικό χρωματισμό (αισθήματα δυσαρέσκειας, φόβου, αμαρτίας) που σχετίζονται με σεξουαλικές σχέσεις, που έχουν σημαντική και μερικές φορές καθοριστική επίδραση τόσο στη σεξουαλική ζωή όσο και γενικά στη ... ... Wikipedia

ΠΗΞΗ- (από το λατινικό coagulatio coagulation, πάχυνση), η ένωση σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης σε συσσωματώματα λόγω της προσκόλλησης (προσκόλλησης) των σωματιδίων κατά τις συγκρούσεις τους. Οι συγκρούσεις συμβαίνουν ως αποτέλεσμα της κίνησης Brown, καθώς και της καθίζησης, της κίνησης των σωματιδίων ... Chemical Encyclopedia

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 20. ΑΝΑΣΤΟΛΕΣ

Αναστολές (Αναστολές)- υγρή μορφή δοσολογίας για εσωτερική, εξωτερική και παρεντερική χρήση, που περιέχει ως διασκορπισμένη φάση μία ή περισσότερες φαρμακευτικές ουσίες σε σκόνη κατανεμημένες σε υγρό μέσο διασποράς (SP XI, τεύχος 2, σελ. 214). Το μέγεθος σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των εναιωρημάτων δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 50 μm. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις της Φαρμακοποιίας των ΗΠΑ, του Βρετανικού Φαρμακευτικού Κώδικα, θα πρέπει να είναι 10-20 μικρά.

Τα εναιωρήματα είναι αδιαφανή υγρά με μέγεθος σωματιδίων που καθορίζεται σε ιδιωτικά είδη και δεν περνούν από χάρτινο φίλτρο και είναι ορατά με συμβατικό μικροσκόπιο. Ως μικροετερογενή συστήματα, τα εναιωρήματα χαρακτηρίζονται από κινητική (καθίζηση) και συσσωματωτική (συμπύκνωση) αστάθεια.

Οι αναρτήσεις είναι ασταθείς κατά την αποθήκευση, επομένως:

- πριν από τη χρήση, το εναιώρημα ανακινείται για 1-2 λεπτά.

- Ουσίες που είναι ισχυρές και δηλητηριώδεις δεν απελευθερώνονται στη δοσολογική μορφή.

Εξαίρεση αποτελεί η περίπτωση που η ποσότητα της ουσίας που συνταγογραφείται στη συνταγή δεν υπερβαίνει την υψηλότερη εφάπαξ δόση.

Όταν μια ουσία του καταλόγου Α συνταγογραφείται σε μια συνταγή σε ποσότητα υψηλότερης εφάπαξ δόσης, το φαρμακευτικό προϊόν δεν υπόκειται σε παρασκευή.

20.1. ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΡΤΗΣΕΩΝ

Τα πλεονεκτήματα των εναιωρημάτων έναντι άλλων μορφών δοσολογίας είναι:

- την ευκολία της δοσολογικής μορφής για ασθενείς, ειδικά για παιδιά που δεν μπορούν να καταπιούν δισκία ή κάψουλες.

- λιγότερο έντονη γεύση των εναιωρημάτων από τα διαλύματα. Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα διόρθωσης της γεύσης των φαρμάκων με την εισαγωγή σιροπιών, αρωματικών ουσιών.

— τα φάρμακα σε εναιωρήματα είναι πιο σταθερά παρά σε διάλυμα. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στην παρασκευή δοσολογικών μορφών με αντιβιοτικά.

20.2. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΡΤΗΣΕΩΝ

Τα μειονεκτήματα των αναστολών είναι:

— Φυσική αστάθεια: καθίζηση (καθίζηση), ένωση και αύξηση του μεγέθους των σωματιδίων (συσσωμάτωση) και ένωση στερεών και υγρών φάσεων (συμπύκνωση). Αυτά τα φυσικά φαινόμενα οδηγούν στην καθίζηση ή στην επίπλευση της στερεάς φάσης. Παραβιάζεται η αρχή της ομοιομορφίας της δοσολογίας.

- την ανάγκη για τον ασθενή να αναμειγνύει εντατικά το εναιώρημα πριν από τη χρήση για να αποκαταστήσει μια ομοιογενή κατάσταση.

- μη ικανοποιητική σύντομη διάρκεια ζωής - 3 ημέρες (Διαταγή του Υπουργείου Υγείας της Ρωσικής Ομοσπονδίας; 214).

20.3. ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΝΑΡΤΗΣΕΩΝ

Η σταθερότητα καθίζησης των εναιωρημάτων καθορίζεται από το νόμο Stokes, σύμφωνα με τον οποίο ο ρυθμός καθίζησης είναι ευθέως ανάλογος με το τετράγωνο της διαμέτρου των σωματιδίων, τη διαφορά στις πυκνότητες των σωματιδίων και το διασκορπισμένο μέσο, ​​και είναι 18 φορές αντιστρόφως ανάλογος με το ιξώδες του Μεσαίο:

Από τον νόμο Stokes προκύπτει ότι όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός μείωσης του μεγέθους των σωματιδίων και όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του μέσου, τόσο μεγαλύτερη είναι η σταθερότητα καθίζησης των εναιωρημάτων. Επιπλέον, η σταθερότητα των εναιωρημάτων εξαρτάται από τον βαθμό συγγένειας της φαρμακευτικής ουσίας για το μέσο διασποράς, την παρουσία ηλεκτρικού φορτίου των σωματιδίων. Στα εναιωρήματα, τα σωματίδια της στερεάς φάσης, σε περίπτωση καλής διαβρεξιμότητας από το μέσο διασποράς, καλύπτονται με επιδιαλυτωμένα κελύφη, τα οποία εμποδίζουν τη συνένωση (συνδυασμός)

σωματίδια (αιωρήματα ουσιών με υδρόφιλες ιδιότητες). Επομένως, δεν απαιτείται η εισαγωγή επιφανειοδραστικών ουσιών (τασιενεργών). Με κακή διαβρεξιμότητα, δεν σχηματίζονται κελύφη διαλυτώματος, με αποτέλεσμα την καθίζηση ή την επίπλευση στερεών σωματιδίων (αιωρήματα ουσιών με έντονες υδρόφοβες ιδιότητες).

20.4. ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΑΝΑΡΤΗΣΗΣ

Στη φαρμακευτική τεχνολογία, χρησιμοποιούνται 2 μέθοδοι παρασκευής εναιωρημάτων:

- συμπύκνωση (με ελεγχόμενη κρυστάλλωση). Για παράδειγμα, αιθανολικά διαλύματα βορικού, σαλικυλικού και άλλων οξέων προστίθενται στο νερό.

- διασπορά (με άλεση κρυσταλλικών ουσιών σε μέσο διασποράς).

20.5. ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΓΙΑ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΑΡΤΗΣΕΩΝ

Για να αυξήσετε τη σταθερότητα των εναιωρημάτων με υδρόφοβες ουσίες, χρησιμοποιήστε:

Α. Πυκνωτές— ουσίες με ασήμαντη επιφανειακή δραστηριότητα, αλλά που εξασφαλίζουν τη σταθερότητα της ανάρτησης αυξάνοντας το ιξώδες του συστήματος.

- φυσικά (ούλα, αλγινικά, καραγενάνια, κόμμι γκουάρ, ζελατίνη).

- συνθετικό (Μ!, καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη νατρίου - Carbopol;);

- ανόργανο (aerosil, μπεντονίτης, αργιλοπυριτικό μαγνήσιο - Veegum;).

— Τασιενεργά που μειώνουν τη διεπιφανειακή τάση στο όριο της φάσης (tweens, λιπαρά σάκχαρα, πεντόλη, γαλακτωματοποιητής T-2, κ.λπ.).

Ο Πίνακας 20.1 δείχνει τους σταθεροποιητές και τις συγκεντρώσεις τους που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή εναιωρημάτων υδρόφοβων ουσιών.

Πίνακας 20.1.Σταθεροποιητές ανάρτησης

Ποσότητα σταθεροποιητή (g) ανά 1,0 φαρμακευτική ουσία

με έντονες υδρόφοβες ιδιότητες

με ήπια έντονες υδροφοβικές ιδιότητες

Σημείωση.Για τη σταθεροποίηση του εναιωρήματος του θείου για εξωτερική χρήση, συνιστάται η χρήση ιατρικού σαπουνιού σε ποσότητα 0,1-0,2 g ανά 1,0 g θείου. Από ιατρικής άποψης, ενδείκνυται η προσθήκη σαπουνιού, καθώς χαλαρώνει τους πόρους του δέρματος, όντας επιφανειοδραστικό και προάγει τη βαθιά διείσδυση του θείου, το οποίο χρησιμοποιείται στη θεραπεία της ψώρας και άλλων δερματικών παθήσεων. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το σαπούνι ως σταθεροποιητής θείου συνιστάται να χρησιμοποιείται μόνο υπό τις οδηγίες γιατρού. Εάν η συνταγή περιέχει άλατα δισθενών μετάλλων, τότε η ποσότητα σαπουνιού αυξάνεται σε 0,3-0,4 g ανά 10 g θείου. Ταυτόχρονα, συνιστάται η αποστείρωση του θείου σε εναιωρήματα με οινόπνευμα και γλυκερίνη.

Για τη σταθεροποίηση φαρμακευτικών ουσιών με έντονες υδρόφοβες ιδιότητες, χρησιμοποιείται ζελατόζη σε αναλογία 1:1 και με ήπια έντονες ιδιότητες - 1:0,5.

Εξαίρεση: πολτός θείου (βλ. πίνακα 20.1).

20.6. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΗΨΗΣ ΑΝΑΣΤΟΛΩΝ

Το τεχνολογικό σχήμα για τη λήψη αναρτήσεων με τη μέθοδο διασποράς αποτελείται από τα ακόλουθα στάδια:

1. Το προπαρασκευαστικό στάδιο περιλαμβάνει τις ακόλουθες τεχνολογικές πράξεις:

- προετοιμασία του χώρου εργασίας.

— προετοιμασία υλικών, εξοπλισμού·

- υπολογισμοί, σχεδιασμός της πίσω όψης της ΔΕΗ.

- ζύγιση αιωρούμενων ουσιών.

2. Το στάδιο λείανσης περιλαμβάνει 2 τεχνολογικές λειτουργίες:

- λήψη συμπυκνωμένου εναιωρήματος (πολτός).

- λήψη αραιωμένου εναιωρήματος, συμπεριλαμβανομένης της κλασματοποίησης (εναιώρημα και καθίζηση).

Σημείωση.Αυτό το στάδιο είναι υποχρεωτικό για εναιωρήματα ουσιών με υδρόφιλες ιδιότητες και δεν είναι απαραίτητο για εναιωρήματα ουσιών με υδρόφοβες ιδιότητες. Αυτό εξηγείται από την αστάθεια καθίζησης του πρώτου και τη αθροιστική αστάθεια του δεύτερου.

Α. Η επιχείρηση λήψης συμπυκνωμένου εναιωρήματος.Για να ληφθεί ένα συμπυκνωμένο εναιώρημα, χρησιμοποιείται μια λειτουργία λείανσης σε υγρό μέσο. Η εισαγωγή υγρού συμβάλλει στη λεπτότερη λείανση των σωματιδίων λόγω της δράσης διάσπασης των δυνάμεων επιφανειακής τάσης (φαινόμενο Rehbinder) (Εικ. 20.1).

Ρύζι. 20.1.Εφέ Rebinder

Για πρώτη φορά, η επίδραση σφήνωσης ενός υγρού και η μείωση της αντοχής των στερεών λόγω αυτής της επίδρασης μελετήθηκαν από τον Ρώσο επιστήμονα P.A. Rehbinder το 1928. Το φαινόμενο Rehbinder βασίζεται στην καταστροφική επίδραση της διαφοράς στις δυνάμεις της επιφανειακής τάσης ενός υγρού μέσα σε μια ρωγμή σε ένα στερεό σώμα (βλ. Εικ. 20.1). Το αποτέλεσμα καθορίζεται από τη δομή του στερεού σώματος (παρουσία εξαρθρώσεων, ρωγμών), τις ιδιότητες του υγρού (ιξώδες) και την ποσότητα του. Ως αποτέλεσμα της δράσης των δυνάμεων επιφανειακής τάσης, υπάρχει πολλαπλή πτώση της αντοχής, αύξηση της ευθραυστότητας του στερεού. Αυτό διευκολύνει και βελτιώνει τη μηχανική λείανση διαφόρων υλικών.

B.V. Ο Deryagin ερεύνησε την επίδραση της επίδρασης Rebinder στην άλεση φαρμακευτικών σκονών. Προσδιόρισε τη βέλτιστη αναλογία της μάζας ενός υγρού προς τη μάζα ενός στερεού, που είναι περίπου ίση με 1/2.

Για τη λήψη λεπτώς διαιρεμένων φαρμακευτικών ουσιών, συνιστάται να λαμβάνεται πρώτα ένα συμπυκνωμένο εναιώρημα με άλεση των αιωρούμενων ουσιών σε νερό, διαλύματα φαρμακευτικών ουσιών ή άλλο βοηθητικό υγρό, που λαμβάνεται σε ποσότητα 1/2 της μάζας της θρυμματισμένης φαρμακευτικής ουσίας ( Ο κανόνας του B.V. Deryagin, με βάση το εφέ Rebinder).

Β. Η λειτουργία λήψης αραιωμένου εναιωρήματος, συμπεριλαμβανομένης της κλασματοποίησης (εναιώρημα και καθίζηση).Ο στόχος της επέμβασης είναι να ληφθούν σωματίδια μικρότερα από 50 μm. Σωματίδια αυτού του μεγέθους σχηματίζουν αιωρήματα που παραμένουν ομοιογενή για 2-3 λεπτά, δηλ. ο χρόνος που απαιτείται για τη χορήγηση και τη λήψη της δοσολογικής μορφής από τον ασθενή.

Μετά τη λήψη ενός συμπυκνωμένου εναιωρήματος, προστίθεται νερό σε ποσότητα που υπερβαίνει το 10-20 φορές τη διασπαρμένη φάση. Στη συνέχεια το εναιώρημα αναδεύεται εντατικά (υποδοχή ανάδευσης) και κατακάθεται για 2-3 λεπτά για να κλασματοποιηθούν τα σωματίδια. Τα μικρά σωματίδια βρίσκονται σε εναιώρηση, τα μεγάλα σωματίδια κατακάθονται στον πυθμένα. Ένα λεπτό εναιώρημα στραγγίζεται, το ίζημα συνθλίβεται εκ νέου και αναδεύεται με ένα νέο μέρος του υγρού. Η λειτουργία επαναλαμβάνεται έως ότου ολόκληρο το ίζημα περάσει σε ένα λεπτό εναιώρημα.

Bismuthi subnitratis ana 3.0 Aq. ενδύω. 200 ml

Μετρήστε 200 ml καθαρού νερού στη βάση. 3,0 g αμύλου και 3,0 g βασικού νιτρικού βισμούθιου συνθλίβονται σε γουδί με 3 ml νερού (κανόνας B.V. Deryagin), προστίθενται 60-90 ml νερού, το μείγμα αναδεύεται και αφήνεται μόνο του για 2-3 λεπτά. Ένα λεπτό εναιώρημα χύνεται προσεκτικά από το ίζημα σε ένα φιαλίδιο. Το υπόλοιπο στο γουδί αλέθεται επιπρόσθετα με γουδοχέρι, αναμιγνύεται με νέα μερίδα νερού, στραγγίζεται. Η άλεση και η ανάδευση επαναλαμβάνονται έως ότου όλα τα μεγάλα σωματίδια μετατραπούν σε λεπτό εναιώρημα.

Κατά την παρασκευή εναιωρημάτων υδρόφοβων ουσιών με έντονες ιδιότητες, είναι απαραίτητο να προστεθεί αιθανόλη, όπως στην περίπτωση της διασποράς ουσιών που είναι δύσκολο να αλέσουν.

Rp.: Solutionis Natrii bromidi 0,5% - 120 ml

Coffeini-natrii benzoatis 0,5

M.D.S. 1 κουταλιά της σούπας 3 φορές την ημέρα.

112 ml καθαρού νερού, 5 ml διαλύματος καφεΐνης-βενζοϊκού νατρίου (1:10) και 3 ml διαλύματος βρωμιούχου νατρίου (1:5) μετρώνται στη βάση. 1,0 g καμφοράς με 10 σταγόνες αιθανόλης 95% αλέθεται σε γουδί μέχρι να διαλυθεί, 1,0 g ζελατόζης και 1 ml του παρασκευασμένου διαλύματος φαρμακευτικών ουσιών προστίθενται, αναμειγνύονται μέχρι να ληφθεί ένας λεπτός πολτός. Ο πολτός μεταφέρεται σε ένα φιαλίδιο διανομής με διάλυμα καφεΐνης-βενζοϊκού νατρίου και βρωμιούχου νατρίου, προσθέτοντάς τον σε μέρη.

Κατά την παρασκευή εναιωρημάτων που περιέχουν φαρμακευτικές ουσίες σε συγκέντρωση 3% ή περισσότερο, παρασκευάζονται κατά βάρος, επομένως, στο γραπτό διαβατήριο ελέγχου, σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να αναγράφεται το απόβαρο και η μάζα του παραγόμενου εναιωρήματος .

Παράδειγμα 3 Rp.: Zinci oxydi Talci ana 5.0

Aq. purificata 100 ml

M.D.S. Σκουπίστε το δέρμα του προσώπου.

Σε ένα γουδί, 5,0 g οξειδίου του ψευδαργύρου και 5,0 g τάλκη αναμειγνύονται πρώτα σε ξηρή μορφή, στη συνέχεια προστίθενται περίπου 5 ml καθαρού νερού (κανόνας B.V. Deryagin), τρίβονται μέχρι να σχηματιστεί μια χυλώδης μάζα. Το υπόλοιπο καθαρό νερό προστίθεται τμηματικά στον λεπτό πολτό, αναμιγνύεται με ένα γουδοχέρι, μεταφέρεται σε ένα φιαλίδιο και γίνεται έξω.

Οι αναρτήσεις δεν φιλτράρονται.

3. Στάδιο ανάμειξηςπεριλαμβάνει την εισαγωγή άλλων φαρμακευτικών ουσιών με τη μορφή διαλυμάτων. Ένα χαρακτηριστικό αυτού του σταδίου είναι η ανάγκη ελέγχου της συμβατότητας και των δύο φαρμακευτικών ουσιών και της επίδρασής τους στη σταθερότητα της καθίζησης των εναιωρημάτων. Οι ισχυροί ηλεκτρολύτες και οι πολικές ουσίες επιδεινώνουν δραστικά τη σταθερότητα των εναιωρημάτων.

Εάν το εναιώρημα περιέχει ανόργανα άλατα, τότε είναι προτιμότερο να παρασκευαστεί ένα συμπυκνωμένο εναιώρημα τρίβοντας την ουσία με καθαρό νερό και, στη συνέχεια, προσθέτοντας έναν σταθεροποιητή και, στη συνέχεια, διαλύματα αλάτων με αύξουσα σειρά συγκέντρωσης.

4. Στάδιο σχεδιασμού και συσκευασίας.Τα εναιωρήματα συσκευάζονται παρόμοια με τις υγρές δοσολογικές μορφές σε δοχείο που διασφαλίζει τη διατήρηση της ποιότητας του φαρμάκου κατά την ημερομηνία λήξης. Το πιο βολικό είναι η συσκευασία των εναιωρημάτων σε σύριγγες εξοπλισμένες με προσαρμογείς και διανομείς (Εικ. 20.2).

Κατά την εγγραφή, είναι απαραίτητο να έχετε πρόσθετες προειδοποιητικές ετικέτες στην ετικέτα: "Ανακινήστε πριν από τη χρήση", "Η κατάψυξη είναι απαράδεκτη", "Διάρκεια ζωής 3 ημέρες".

5. Αξιολόγηση της ποιότητας των αναρτήσεων.Η ποιότητα των παρασκευασμένων εναιωρημάτων αξιολογείται με τον ίδιο τρόπο όπως και για άλλες υγρές μορφές δοσολογίας, π.χ. ελέγξτε το έγγραφο

Ρύζι. 20.2.Σύριγγες και ακροφύσια για τη διανομή εναιωρημάτων

(συνταγή, διαβατήριο), σχέδιο, συσκευασία, χρώμα, οσμή, απουσία μηχανικών ακαθαρσιών, αποκλίσεις στον όγκο ή τη μάζα. Ειδικοί δείκτες ποιότητας για τα εναιωρήματα είναι η επαναιωρητότητα και η ομοιομορφία των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης.

δυνατότητα εκ νέου ανάρτησης.Παρουσία ιζήματος, τα εναιωρήματα αποκαθίστανται σε ομοιόμορφη κατανομή σωματιδίων σε όλο τον όγκο με ανακίνηση για 20-40 s μετά από 24 ώρες αποθήκευσης και 40-60 s μετά από 24-72 ώρες αποθήκευσης.

Ομοιογένεια των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης.Δεν πρέπει να υπάρχουν ετερογενή μεγάλα σωματίδια της διεσπαρμένης φάσης.

Σημείωση.Ο προσδιορισμός του μεγέθους των σωματιδίων πραγματοποιείται με μικροσκοπία. Το μέγεθος σωματιδίων της διασκορπισμένης φάσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα μεγέθη που καθορίζονται σε ιδιωτικά άρθρα για εναιωρήματα μεμονωμένων φαρμακευτικών ουσιών (FS, VFS).

20.7. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΣΥΝΤΑΓΩΝ ΑΝΑΣΤΟΛΗΣ (ΔΙΑΤΑΓΗ ΤΟΥ ΜΟ ΕΣΣΔ; 223 ΤΗΣ 12.08.1991)

1. Εναιώρημα ιωδοφόρμιου και κυνικού οξειδίου σε γλυκερίνη Rp.: Iodoformii 9.0

Zinci oxydi 10.0 Glycerini ad 25.0 M.D.S. Εξωτερικός.

Ενέργειες και ενδείξεις:αντισηπτικό.

2. Εναιώρημα θείου με χλωραμφενικόλη και αλκοόλη σαλικυλικού οξέος

Rp.: Laevomycetini Ac. salicylici ana 1,5 Sulfuris praecip. 2,5 σπ. aethylici 70% - 50 ml M.D.S. Σκουπίστε το δέρμα.

Ενέργειες και ενδείξεις:αντιβακτηριδιακό και αντισηπτικό για δερματικές παθήσεις.

3. Εναιώρημα οξειδίου ψευδαργύρου, τάλκη και αμύλου Rp.: Zinci oxydi

Aq. pur. 100 ml M.D.S. Εξωτερικός.

Ενέργειες και ενδείξεις:αντισηπτικό, στυπτικό.

4. Ανάρτηση "Novocindol" Rp.: Zinci oxydi

sp. aethylici 96% - 21,4 ml

Aq. rsh \ ad 100.0 M.D.S. Λιπάνετε το δέρμα.

Ενέργειες και ενδείξεις:αντισηπτικό, στυπτικό και τοπικό αναισθητικό.

5. Εναιώρημα οξειδίου ψευδαργύρου, τάλκη, αμύλου και αναισθητικής αλκοόλης-γλυκερίνης

Αναισθησία ανα 12.0

sp. aethylici 70% - 20,0 ml Aq. pur. διαφήμιση 100.0

M.D.S. Εφαρμόστε στο δέρμα.

Ενέργειες και ενδείξεις:αντισηπτικό, στυπτικό, τοπικό αναισθητικό.

6. Εναιώρημα οξειδίου ψευδαργύρου, αμύλου, τάλκη, ανστεζίνης και βορικού οξέος, νερό-γλυκερικό

Rp.: Zinci ohidi Amyli

Talciana 30,0 Αναισθησινη 5,0

Σολ. Μετα Χριστον. borici 2% - 200,0

1. Ποιος είναι ο ορισμός των εναιωρημάτων ως δοσολογικής μορφής; Τι είναι αυτή

χαρακτηριστικά ως ετερογενές σύστημα;

2. Ποιοι είναι οι τύποι ευστάθειας της ανάρτησης ως ετερογενές σύστημα;

3. Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τη σταθερότητα των αναρτήσεων;

4. Πώς να παρασκευάσετε ένα εναιώρημα υδρόφιλων ουσιών;

5. Πώς εξηγείται η εφαρμογή του κανόνα του καθηγ. B.V. Το Deryagin και η μέθοδος της επαναιώρησης στην παρασκευή των εναιωρημάτων;

6. Ποιος είναι ο ρόλος των σταθεροποιητών και ο μηχανισμός δράσης τους;

7. Πώς δικαιολογείται η επιλογή ενός σταθεροποιητή για εναιωρήματα υδρόφοβων ουσιών;

8. Πώς να παρασκευάσετε εναιωρήματα από ουσίες με ήπιες υδροφοβικές ιδιότητες;

9. Τρόπος παρασκευής εναιωρημάτων από ουσίες με έντονη υδρο-

10. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της παρασκευής του εναιωρήματος θείου;

11. Ποιοι είναι οι κύριοι δείκτες για την αξιολόγηση της ποιότητας μιας ανάρτησης;

12. Ποιες αλλαγές μπορούν να υποστούν οι αναρτήσεις κατά την αποθήκευση;

1. Πριν από τη χρήση, το εναιώρημα ανακινείται για:

2. Τοξικές ουσίες σε εναιωρήματα:

2. Απελευθερώνονται εάν η ποσότητα της δηλητηριώδους ουσίας που συνταγογραφείται στη συνταγή δεν υπερβαίνει την υψηλότερη εφάπαξ δόση.

3. Ο ρυθμός καθίζησης είναι ευθέως ανάλογος με:

1. Το τετράγωνο της διαμέτρου του σωματιδίου.

2. Πυκνότητες σωματιδίων και διασκορπισμένου μέσου.

3. Ιξώδες του μέσου.

4. Τα πλεονεκτήματα των εναιωρημάτων έναντι άλλων μορφών δοσολογίας είναι:

1. Φυσική σταθερότητα (καθίζηση).

2. Η ευκολία της δοσολογικής μορφής για ασθενείς (παιδιά) που δεν μπορούν να καταπιούν δισκία ή κάψουλες.

3. Μικρή διάρκεια ζωής - 3 ημέρες.

5. Από τον νόμο Stokes προκύπτει: όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός μείωσης του μεγέθους των σωματιδίων, τόσο η σταθερότητα καθίζησης των εναιωρημάτων:

6. Από τον νόμο Stokes προκύπτει: όσο μεγαλύτερο είναι το ιξώδες του μέσου, τόσο η σταθερότητα καθίζησης των εναιωρημάτων:

7. Για τη σταθεροποίηση φαρμακευτικών ουσιών με έντονες υδρόφοβες ιδιότητες, η ζελατόζη χρησιμοποιείται στην αναλογία:

8. Για τη σταθεροποίηση φαρμακευτικών ουσιών με ήπια έντονες υδρόφοβες ιδιότητες, η ζελατόζη χρησιμοποιείται στην αναλογία:

9. Η κλασμάτωση (εναιώρημα και καθίζηση) είναι υποχρεωτική για εναιωρήματα ουσιών που έχουν:

1. Υδρόφιλες ιδιότητες.

2. Υδροφοβικές ιδιότητες.

10. Για τη λήψη λεπτώς διαιρεμένων φαρμακευτικών ουσιών, συνιστάται να λαμβάνεται πρώτα ένα συμπυκνωμένο εναιώρημα με άλεση των αιωρούμενων ουσιών σε νερό, διαλύματα φαρμακευτικών ουσιών ή άλλο βοηθητικό υγρό σε ποσότητα:

1. 1/1 της μάζας της θρυμματισμένης φαρμακευτικής ουσίας.

2. 1/2 της μάζας της θρυμματισμένης φαρμακευτικής ουσίας.

3. 2/1 της μάζας της θρυμματισμένης φαρμακευτικής ουσίας.

11. Για την παρασκευή εναιωρημάτων που περιέχουν φαρμακευτικές ουσίες σε συγκέντρωση 3%, παρασκευάζονται:

13. Εάν το εναιώρημα περιέχει ανόργανα άλατα, τότε είναι προτιμότερο να παρασκευαστεί ένα συμπυκνωμένο εναιώρημα τρίβοντας την ουσία με:

1. Διάλυμα αλατιού.

2. Καθαρισμένο νερό.

14. Για να φτιάξετε μια συνταγή:

Rp.: Solutionis Natrii bromidi 0,5% 120 ml Camphorae 1,0 Coffeini-natrii benzoatis 0,5

15. Συνολικός όγκος συνταγής:

Rp.: Solutionis Natrii bromidi 0,5% 120 ml Camphorae 1,0 Coffeini-natrii benzoatis 0,5:

3. Η συνταγή γίνεται κατά βάρος.

16. Rp.: Zinci oxydi; Talciana 5.0 Aquae purificata 100 ml