فرمول قانون Deryagin. بررسی پایداری هیدروکسید آهن هیدروسل

صفحه فعلی: 16 (کتاب در مجموع 19 صفحه دارد) [بخش خواندنی موجود: 13 صفحه]

فونت:

100% +

99. تضاد و هم افزایی در عمل الکترولیت ها بر فرآیند انعقاد

انعقاد متقابل زمانی اتفاق می افتد که دو کلوئید با علائم بار متفاوت با هم مخلوط شوند. هر کلوئیدی را می توان به عنوان یک الکترولیت در نظر گرفت که در آن یک یون نرمال و دیگری دارای جرم عظیم است. نتیجه این است که یک کلوئید با ذرات باردار مثبت نقش یک الکترولیت منعقد کننده را برای یک سل با ذرات منفی ایفا می کند و بالعکس. به طور طبیعی، کامل ترین انعقاد در نسبت بهینه معینی از محلول های کلوئیدی، مربوط به خنثی سازی متقابل ذرات رخ می دهد. اگر یکی از کلوئیدها زیاد باشد، انعقاد جزئی رخ می دهد یا سیستم با علامت بار کلوئید اضافی (شارژ مجدد) پایدار می ماند. نتایج انعقاد محلول های کلوئیدی با مخلوط الکترولیت ها متفاوت است. در اینجا سه ​​مورد وجود دارد:

1) پدیده افزایشی

2) تضاد یونی؛

3) هم افزایی یونی.

در کارها یو. ام. گلازمن، ای. ماتیویچ و سایر نویسندگان یک مورد پیچیده تر، اما بسیار مهم را برای تمرین مطالعه کردند - انعقاد با مخلوطی از الکترولیت ها.

افزودنیاثر این است که ظرفیت انعقاد در مخلوط طبق قانون اختلاط به صورت حسابی اضافه می شود. در مورد عمل افزایشی، اگر یک الکترولیت از 1/2 به 1 sol اضافه شود، برای دستیابی به انعقاد باید 2/2 اضافه کنید. یک اثر افزایشی اغلب مشاهده می شود، به ویژه در هنگام انعقاد با مخلوطی از الکترولیت ها با یون های غالب با همان ظرفیت.

مدتهاست که مشخص شده است که همراه با اثر انعقادی افزایشی دو ضد یون، مواردی از تضاد و هم افزایی در عمل آنها مشاهده می شود که نه تنها برای بسیاری از فرآیندهای تکنولوژیکی، بلکه برای درک الگوهای اثر یون ها نیز بسیار مهم است. بر روی اندام ها و بافت های یک موجود زنده، که در آن یون های فعال بیولوژیکی اغلب به عنوان آنتاگونیست یا هم افزایی ظاهر می شوند.

عمل انعقاد یک الکترولیت در حضور الکترولیت دیگری آغاز می شود، که این پدیده ای است که در مخلوط یون های با ظرفیت های مختلف (به عنوان مثال Al 3 + و R +) و همچنین در هنگام انعقاد یک سل منفی مشاهده می شود. دلایل انحراف از افزایشی ممکن است کاهش الکترواستاتیکی در فعالیت یون در مخلوطی از الکترولیت ها و تشکیل کمپلکس باشد.

هنگام انعقاد با مخلوط الکترولیت ها، در برخی موارد، هم افزایی یون ها مشاهده می شود (اثر معکوس پدیده تضاد، یعنی زمانی که اثر انعقادی یک الکترولیت در حضور الکترولیت دیگری افزایش می یابد). در غلظت های پایین الکترولیت ها، محلول های کلوئیدی تحت انعقاد قرار می گیرند. با ایجاد لایه های جذب اضافی بر روی سطح ذرات کلوئیدی با خواص ساختاری و مکانیکی افزایش یافته، می توان پایداری محلول ها در برابر انعقاد الکترومغناطیسی را به میزان قابل توجهی افزایش داد. این لایه ها می توانند از انعقاد توسط الکترولیت ها جلوگیری کنند. چنین تثبیت سل با توجه به الکترون ها با افزودن مقدار کمی محلول از ترکیبات مولکولی بالا (ژلاتین، آگار آگار، آلبومین تخم مرغ و غیره) حفاظت نامیده می شود.

سل های محافظ در برابر الکترولیت ها بسیار مقاوم هستند. به عنوان مثال، محلول های کلوئیدی نقره که توسط مواد پروتئینی محافظت می شوند و به عنوان دارو استفاده می شوند (پروتارگال، کولارگال)، نسبت به الکترولیت ها غیر حساس می شوند و می توانند تا خشک شدن تبخیر شوند. پس از تصفیه با آب، باقیمانده خشک دوباره به یک سل تبدیل می شود. با این حال، اثرات محافظتی مواد مختلف یکسان نیست. مقداری از ماده به اندازه کافی برای جلوگیری از انعقاد یک سل خاص، تحت شرایط استاندارد خاص، به عنوان یک اقدام محافظتی عمل می کند. به عنوان مثال، "عدد طلایی" ژلاتین 0.01 است، به این معنی که 0.01 میلی گرم از آن از 10 میلی لیتر محافظت می کند. سل طلا از انعقاد 1 میلی لیتر محلول NaCl 10٪ "عدد طلایی" آلبومین تخم مرغ - 2.5، نشاسته - 20. به روش مشابه، می توانید "عدد نقره"، "عدد گوگرد" و غیره را ارزیابی کنید.

100. انعقاد ذرات با بار قوی و ضعیف

در فرآیند توسعه شیمی کلوئیدی، تئوری های بسیاری مطرح شد که سعی در ارتباط پایداری سل های آبگریز (به ویژه اثر انعقادی الکترولیت ها) با پارامترهای خاصی از سیستم و پدیده هایی را داشتند که در طول برهم کنش فاز پراکنده با محیط پراکندگی موفق ترین نظریه پایداری مدرن بود که نام دانشمندان شوروی را دارد و به عنوان نظریه DLFO نامگذاری شده است. (B.V. Deryagina, L. D. Landau, E. فیروی, J. Overbeck). بر اساس تئوری DLPO، افزایش غلظت الکترولیت در یک محیط پراکندگی باعث کاهش ضخامت لایه منتشر می شود. ضخامت لایه پراکنده به اندازه ای کاهش می یابد که در آن نیروهای جاذبه مولکولی شروع به عمل می کنند. در نتیجه، از دست دادن ثبات تجمعی و سپس جنبشی رخ می دهد. نظریه فیزیکی انعقاد DLFO اولین نظریه کمی را نشان می دهد. می توان از آن برای محاسبه آستانه انعقاد استفاده کرد. در نتیجه، قاعده شولز-هاردی از این نظریه ناشی می شود.

"قانون درجه شش" Deryagin Z 6 Z 6 وابستگی آستانه انعقاد یا توانایی انعقاد را تعیین می کند. V k = 1/Sk) در بارهای یون. مقادیر V k برای ضدیونهای یک، دو و سه باردار، مطابق با قانون شولز-هاردی به صورت 1:64:729 با یکدیگر همبستگی دارند.

اگر انعقاد در نتیجه فعل و انفعالات کوتاه برد ذرات رخ دهد، چنین سیستم هایی ناپایدار هستند و انعقاد در بیشتر موارد برگشت ناپذیر است، زیرا عمق اولین حداقل معمولاً بیشتر از kT است. کاهش ارتفاع مانع ممکن است در اثر جذب خاص ایجاد شود. بنابراین، می توان در مورد دو نوع انعقاد صحبت کرد: غلظت و جذب

لازم به ذکر است که مقایسه تئوری ساده در نظر گرفته شده با آزمایش برای z > 2 امکان پذیر نیست، زیرا این نسخه از نظریه ψ 1 (c) را برای ضدیون های باردار چند برابر، مربوط به قدر و علامت، در نظر نمی گیرد. از ψ 1 .

با توسعه بیشتر نظریه DLFO برای تثبیت متقابل ذرات در حداقل دوم، می توان به مقدار توان 3.5-2.5 رسید. این توسط داده های تجربی تخیلی در مورد تعامل بیشتر تأیید می شود.

تمام کارهای مشترک بر اساس تئوری DLVO است که بین خواص لایه الکتریکی و پایداری سیستم های پراکنده ارتباط برقرار می کند. در این آثار موارد پیچیده تری (مثلاً با در نظر گرفتن جذب یونها) و در نتیجه تغییرات در ψ 1 که منجر به پدیده مناطق انعقادی می شود در نظر گرفته شده است.

ایده ماهیت الکتریکی یا دافعه زمانی مشروع تر می شود که ارتباط بین مناطق انعقاد و ماهیت تغییرات ψ 1 در محلول های الکترولیت ها با ضدیون های باردار چند برابر برقرار شود. با بار یکسان ذرات فاز پراکندگی با همان ترکیب، بدیهی است که آنها باید یکدیگر را به صورت الکترواستاتیک دفع کنند.

در نتیجه، در چارچوب یک ملاحظات کیفی، نیروهای دافعه زمانی ایجاد می‌شوند که لایه پراکنده تغییر شکل می‌دهد و برای نزدیک شدن به ذرات، باید بر سدی غلبه کنند که بالاتر باشد، ψ 1 بالاتر و هر چه بیشتر از سطح عقب بماند. ، ضخامت لایه منتشر بیشتر است.

برای یون های چند ظرفیتی، مقادیر ψ 1 با افزایش غلظت بسیار سریعتر کاهش می یابد، که قانون شولز-هاردی را توضیح می دهد.

101. لخته سازی، هتروکاگولاسیون (تعریف، مثال ها)

لخته- نوعی انعقاد که منجر به تشکیل لخته های شل و پوسته پوسته می شود.

در بسیاری از موارد، وابستگی پایداری، که از طریق هر مشخصه کمی بیان می‌شود، برای مثال c، به مقدار کلوئید «محافظت‌کننده» اضافه شده (PMC)، از حداقل مشخصی عبور می‌کند. به عبارت دیگر، هنگامی که IUD به مقدار کافی برای ایجاد یک اثر محافظتی اضافه نمی شود، مقاومت کاهش می یابد. این پدیده، به ویژه مشخصه ماکرومولکول های خطی که دارای گروه های قطبی در دو انتهای زنجیره هستند (به عنوان مثال، پلی وینیل الکل ها)، در حال حاضر با این واقعیت توضیح داده می شود که یک مولکول پلیمری طولانی در دو سر به دو ذره مختلف فاز پراکنده متصل است. نگه داشتن آنها با یک "پل" هیدروکربنی.

تفسیر کمی از پدیده لخته سازی در تئوری انجام شده است لا مرا بر اساس دیدگاه ها I. لانگمویر ، نشان داد که احتمال جذب توسط انتهای دیگر روی ذره دوم برای مولکول هایی که قبلاً روی ذره اول جذب شده اند بیشتر خواهد بود، هر چه تعداد این مولکول ها بیشتر و کسر سطح آزاد بیشتر باشد. در نتیجه، حداقل پایداری مربوط به نیمی از پر شدن لایه سطحی با ماکرومولکول ها است.

این پدیده (لخته سازی)، به دلیل ارزان بودن نسبی لخته سازها، به طور گسترده ای برای ته نشینی سوسپانسیون ها، سول ها و به ویژه برای تصفیه آب های طبیعی و پساب استفاده می شود.

هتروکاگولاسیون- تعامل بین ذرات با ترکیب یا اندازه های مختلف. مفهوم هتروکاگولاسیون عمومی است، به عنوان یک مورد خاص، تعامل دو جسم یکسان در مورد مورد نظر را شامل می شود.

نمونه ای از هتروکاگولاسیون است انعقاد متقابل ذرات با بار مخالف در این حالت نیروهای الکترواستاتیک تغییر علامت داده و تبدیل به نیروهای جاذبه می شوند. عدم وجود مانع انرژی منجر به انعقاد سریع در هر مقدار می شود با.

این فرآیند به طور گسترده ای برای تخریب عملی سیستم های پراکنده استفاده می شود که به ویژه در ارتباط با مشکل تصفیه آب های طبیعی و صنعتی اهمیت دارد. بنابراین، در ایستگاه های تامین آب، قبل از ورود آب به فیلترهای شنی، Al 2 (SO 4) 3 یا FeCl 3 به آن اضافه می شود. سل های با بار مثبت هیدرات های اکسید آهن یا Al که در نتیجه هیدرولیز تشکیل می شوند، باعث انعقاد سریع ذرات معلق با بار منفی خاک می شوند. پدیده انعقاد متقابل سول ها در تعدادی از فرآیندهای طبیعی و تکنولوژیکی از اهمیت بالایی برخوردار است. انعقاد متقابل در طبیعت رایج است (مثلاً هنگام مخلوط کردن آب دریا و رودخانه). انعقاد کلوئیدهای آب رودخانه به شرح زیر انجام می شود. یون های نمک های آب دریا بر روی ذرات باردار کلوئیدی آب رودخانه جذب می شوند. در نتیجه جذب، ذرات تخلیه می شوند، به دانه های بزرگ ترکیب می شوند و ته نشین می شوند. به همین دلیل است که به تدریج لجن زیادی در پایین جمع می شود و بعداً جزایر و سوله ها تشکیل می شوند. دلتاهای بسیاری از رودخانه های ما اینگونه شکل گرفت.

کاربرد نظریه DLFOبه فرآیندهای هتروکاگولاسیون نشان می دهد که در برخی موارد علامت نه تنها U ter، بلکه U a نیز تغییر می کند. ماهیت نیروهای لندن در این موارد تغییر نمی کند، آنها همیشه نیروهای جذب هستند. نقش مهمی در فرآیند تثبیت کلوئیدهای جذب شده توسط انعقاد آنها ایفا می کند که ناشی از بارهای مخالف ذرات جذب شده و سطح جاذب است.

L. A. Kulsky ثابت کرد که این ناخالصی های کلوئیدی آب نیستند که تحت انعقاد قرار می گیرند، بلکه هیدروکسیدهایی هستند که در طول هیدرولیز ماده منعقد کننده تشکیل می شوند. تصفیه آب به خودی خود در نتیجه انعقاد اتفاق نمی افتد، بلکه به دلیل جذب ناخالصی های کلوئیدی در سطح هیدروکسیدها است. انعقاد ذرات هیدروکسید آلومینیوم و رسوب مرتبط با آنها از آب تحت تأثیر الکترولیت های محلول در آب رخ می دهد.

102. تأثیر الکترولیت ها بر پتانسیل الکتروکینتیک. منطقه انعقاد

اندازه ζ پتانسیل با محتوای کل الکترولیت ها در محلول تعیین می شود. افزایش غلظت مستلزم کاهش ضخامت لایه انتشار است و بنابراین با کاهش پتانسیل الکتروکینتیک همراه است. این نه تنها به غلظت یون‌ها، بلکه به ظرفیت آنها نیز بستگی دارد، و یون‌های متضاد، یعنی یون‌هایی که بار آنها مخالف بار ذرات است، نقش مهمی را ایفا می‌کنند. به ویژه تأثیر قوی بر ζ پتانسیل توسط یون‌های آلی پیچیده تک ظرفیتی (رنگ‌ها، آلکالوئیدها و غیره) اعمال می‌شود که تأثیر آن‌ها متناسب با تأثیر بر پتانسیل یون‌های معدنی دو ظرفیتی است.

تجربه نشان می‌دهد که یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل، یون‌های با ظرفیت بالا (AI 3+، Fe 3+، PO 3-، یون‌های سیترات و غیره) و همچنین یون‌های آلی پیچیده آلکالوئیدها و رنگ‌ها نه تنها قادر به کاهش بسیار هستند. ζ -بالقوه، بلکه در یک غلظت خاص باعث تغییر در علامت آن می شود.

در طول انعقاد، ذرات باید به فاصله ای نزدیک شوند که در آن انرژی جاذبه متقابل بیشتر از انرژی حرکت حرارتی (براونی) باشد که ذرات را از یکدیگر دور می کند. رویکرد لازم با دافعه الکترواستاتیکی که در تماس پوسته های یونی لایه منتشر اتفاق می افتد، جلوگیری می شود. هنگامی که یک الکترولیت به یک محلول کلوئیدی وارد می شود، دو فرآیند مستقل رخ می دهد.

اولین- تبادل جذب یون‌ها در پوسته منتشر بیرونی، یعنی تبادل یون‌های لایه منتشر برای یون‌های غالب الکترولیت معرفی‌شده. این حباب آنها را در انعقاد توضیح می دهد.

فرآیند دوم- فشردگی این لایه پراکنده که در نتیجه بخشی از یون های آن به قسمت داخلی (هلمهولتز) لایه الکتریکی دوگانه می رود. به دلیل کاهش ضخامت لایه پراکنده، ذرات کلوئیدی امکان نزدیک‌تر شدن را بدون ایجاد نیروهای دافعه بین آنها به دست می‌آورند. در یک فاصله به اندازه کافی کوچک، نیروهای جاذبه متقابل می توانند باعث چسبندگی و انعقاد ذرات شوند.

فشرده سازی لایه دوگانه الکتریکی را می توان با افت قضاوت کرد ζ -پتانسیل که معمولاً با اضافه شدن الکترولیت مشاهده می شود. سقوط آن به خودی خود دلیل انعقاد نیست، بلکه به عنوان شاخصی از تغییرات رخ داده در ساختار لایه دوگانه الکتریکی عمل می کند. ارتباط ζ - پتانسیل با انعقاد به وضوح در وقوع ردیف ها یا مناطق نامنظم انعقاد آشکار می شود و می توان با یک مثال در نظر گرفت. یونهای فلزات سه ظرفیتی و چهار ظرفیتی و همچنین کاتیونهای آلی بزرگ، هنگامی که به مقدار زیاد به یک سل منفی اضافه می شوند، رفتار کاملاً خاصی دارند. در ابتدا با رسیدن به آستانه انعقاد، مانند سایر یون های منعقد کننده باعث انعقاد سل (نخستین ناحیه انعقادی) می شوند. سپس، در بخش جدیدی از سل با غلظت الکترولیت بالاتر، انعقاد رخ نمی دهد (منطقه پایداری). علاوه بر این، در غلظت الکترولیت حتی بالاتر، انعقاد دوباره رخ می دهد (منطقه دوم انعقاد). در ناحیه پایداری دوم، همانطور که می توان به راحتی با الکتروفورز مشخص کرد، ذرات کلوئیدی دیگر بار منفی ندارند، بلکه بار مثبت دارند. بدیهی است که کاتیون‌های با بار زیاد جذب شده و کاتیون‌های آلی بزرگ می‌توانند در مقادیر فوق‌العاده به بخش هلمهولتز لایه دوگانه وارد شوند. به همین دلیل آنیون های همراه آنها وارد قسمت منتشر لایه دوگانه می شوند که علامت را تغییر می دهد. ζ -پتانسیل.

این پدیده نامیده می شود مناطق انعقادیکه شامل ظهور دومین ناحیه پایداری بعد از ناحیه انعقاد با افزایش غلظت الکترولیت است. در این ناحیه دوم، بار ذرات بر خلاف بار در ناحیه پایداری اولیه است. با رشد بیشتر بادر یک مقدار بحرانی جدید s"kمنطقه دوم انعقاد آغاز می شود.

103. سینتیک انعقاد سریع. نظریه اسمولوچوفسکی

در یک محدوده غلظت باریک افزایش سریع وجود دارد vبه مقدار معینی که با افزایش بیشتر تغییر نمی کند با. مطابق با این، سه ناحیه به وضوح مشخص شده را می توان تشخیص داد: پایداری، انعقاد آهسته (با آستانه sk m) و انعقاد سریع (با آستانه sk b).

زیرا با رشد باارتفاع سد انرژی U کاهش می یابد، می توانیم الگوی مشاهده شده را با این واقعیت توضیح دهیم که در c = sk m احتمال معینی از عبور "گرم ترین" ذرات از مانع وجود دارد. (T ≥ U)ذرات؛ بیشتر این احتمال افزایش می یابد و در c > sk b به مقدار محدود - یک می رسد. به عبارت دیگر، در این منطقه سد به قدری کاهش می یابد که همه ذرات بر آن غلبه می کنند و تعداد برخوردهای مؤثر منجر به اتصال ذرات دیگر تغییر نمی کند. این عدد فقط به غلظت ذرات بستگی دارد vو سرعت آنها

منطقه انعقاد سریع به عنوان منطقه ای تعریف می شود که همه تاثیرات در آن موثر است.

محاسبه v برای این منطقه به طور قابل توجهی ساده شده است، زیرا به شمارش تعداد برخوردها می رسد. با این حال، مشکلات زیادی در اینجا ایجاد می شود، زیرا لازم است برخورد نه تنها ذرات اولیه، بلکه پیچیده تر نیز که در طول فرآیند انعقاد ایجاد می شود، در نظر گرفته شود. این کار به طرز درخشانی حل شد M. Smoluchowski (1916)، که تفسیر کمی از سینتیک انعقاد سریع را بر اساس در نظر گرفتن حرکت براونی (انتشار) ذرات ارائه کرد.

سرعت فرآیند v تابعی از غلظت v و ​​شدت حرکت براونی است که با ضریب انتشار مشخص می شود. D.

سینتیک انعقاد توسط M. Smoluchowski در رابطه با ساده ترین مورد ذرات کروی همگن توسعه داده شد. هنگامی که یک غلظت الکترولیت شناخته شده مربوط به حد پایداری به دست می آید، ذرات تک اولیه با هم برخورد می کنند و ذرات مضاعف را تشکیل می دهند. آنها به نوبه خود، در برخورد با یکدیگر یا با ذرات اولیه، سنگدانه های پیچیده (پنج، شش، و غیره) فزاینده ای را تشکیل می دهند. اگر غلظت ذرات متشکل از یک، دو، سه ذرات اولیه را با p 1، p 2، p 3، ... نشان دهیم، آنگاه تعداد کل همه ذرات پس از شروع انعقاد، Σp = p 1 + p 2 است. + ص 3 + ...

از آنجایی که هر بار که دو ذره با هم ترکیب می شوند، یکی تشکیل می شود (نصف شدن اتفاق می افتد)، فرآیند انعقاد به طور رسمی به عنوان یک واکنش دو مولکولی ادامه می یابد، به عنوان مثال، تعداد کل ذرات در طول زمان با توجه به معادله سینتیک واکنش مرتبه دوم کاهش می یابد:

جایی که ک- ثابت سرعت انعقاد، بسته به ثابت سرعت انتشار ذرات و شعاع حوزه جذب.

نظریه اسمولوچوفسکیبارها مورد آزمایش تجربی قرار گرفته است. ارزش های v(سرعت فرآیند) و ξ ، (دوره انعقاد) به صورت تجربی تعیین می شود: یا به طور مستقیم - با شمارش تعداد ذرات در واحد حجم با استفاده از روش اولترا میکروسکوپی در مقاطع مختلف از زمان، با ساخت منحنی ها. v – t،یا به روش پراکندگی نور با استفاده از فرمول ریلی. ارزش های v توسط مماس زاویه تمایل مماس به منحنی، مقادیر ξ - توسط مماس زاویه میل خط مستقیم در مختصات. لازم به ذکر است که برای یک برآورد تقریبی vو از بهمعمولاً از زمان سپری شده از شروع قرار گرفتن در معرض عامل منعقد کننده تا شروع کدورت قابل توجه محلول و همچنین نسبت چگالی نوری (یا پراکندگی نور) سل در یک نقطه استاندارد معین استفاده می شود. به عنوان مثال، 1 یا 24 ساعت از شروع) تا چگالی نوری اولیه. این روش معمولاً کدورت سنجی یا نفلومتریک نامیده می شود. تایید تجربی تئوری انعقاد سریع، دلیلی عالی بر صحت مفاهیم اساسی تئوری انتشار و حرکت براونی است.

104. سینتیک انعقاد. برگشت پذیری فرآیند انعقاد پپتیزاسیون

تئوری توسعه یافته توسط فیزیکدان و شیمیدان شوروی N. A. Fuksدر ابتدا برای انعقاد آئروسل ها، برهمکنش ذرات را با وارد کردن مقدار سد انرژی در معادلات جنبشی در نظر می گیرد.

جایی که دبلیو- ضریب کندی انعقاد یا ضریب تصادفی که نشان می دهد چند برابر سرعت فرآیند در مقایسه با انعقاد سریع کاهش می یابد.

از معادله مشخص است که با افزایش ارتفاع سد انرژی، انعقاد به شدت کند می شود تو،به واحد بیان می شود kTو همچنین با افزایش ضخامت لایه منتشر (ترمز در رویکردهای "دور") و با کاهش شعاع ذره.

تئوری یک رابطه خطی را نشان می دهد دبلیواز جانب با، به صورت تجربی تایید شد. معنای فیزیکی نتیجه با این واقعیت مطابقت دارد که سرعت انعقاد در میدان نیرو بیشتر از انعقاد سریع در غیاب میدان است. در نتیجه، تأثیر پارامترهای انرژی بر سینتیک فرآیند با تئوری انعقاد آهسته توصیف می‌شود.

انعقاد آهستهرا می توان با بازده ناقص برخوردها به دلیل وجود مانع انرژی توضیح داد.

برگشت پذیری فرآیند انعقاد- توانایی سیستم های منعقد شده برای پپتیزاسیون.

بارشی که در حین انعقاد می بارد ساختار متفاوتی دارد. برخی از آنها متراکم و فشرده هستند که نشان دهنده تماس نزدیک ذرات است و انعقاد غیر قابل برگشت است. سایر مواد منعقد شده حجم زیادی را اشغال می کنند و ساختاری شل و روباز دارند. ذرات موجود در آنها جدا می مانند و توسط لایه های نازک مایع و لایه های الکتریکی فشرده از هم جدا می شوند. می توان فرض کرد که با افزایش درجه انتشار لایه دوگانه الکتریکی، می توان دوباره منعقد را به حالت سل منتقل کرد. در واقع، در برخی موارد، با رهایی از منعقد کننده الکترولیت با شستشوی رسوب، می توان فرآیند معکوس انعقاد - پپتیزاسیون (انتقال کواژل به یک سل) را القا کرد.

پپتیزاسیون- این جدا شدن ذرات، بر هم خوردن ارتباط بین آنها، جدا شدن آنها از یکدیگر است. پپتیزاسیون احتمال بیشتری دارد که سل اصلی لیوفیلیزه تر باشد و زمان کمتری از انعقاد بگذرد، زیرا با گذشت زمان، در طی برهمکنش نزدیک، ذرات به تدریج با کاهش پراکندگی و انرژی سطحی با هم ترکیب می شوند. در این حالت انعقاد برگشت ناپذیر می شود و پپتیزاسیون حذف می شود. روش اجرای عملی پپتیزاسیونبستگی به دلایل ایجاد انعقاد دارد. در واقع، پپتیزاسیون در صورتی امکان پذیر خواهد بود که انعقاد از الکترولیت با آب شسته شود (با استفاده از تخلیه، فیلتراسیون یا دیالیز). به عنوان مثال، با شستن می توان به تازه، به ویژه رسوبات دی اکسید سیلیکون، دی اکسید قلع، سولفیدهای فلزی و گوگرد منعقد شده با یون های دارای بار منفرد را پپتیز کرد. نمونه ای از پپتیزاسیون با مایع خالص پپتیزاسیون خاک رس تحت تأثیر آب است. هنگام برهم کنش با آب، لایه های یون-حلول بر روی سطح ذرات رس ظاهر می شوند و پیوند بین ذرات رس را تضعیف می کنند. در نتیجه، یک سوسپانسیون نسبتاً پایدار از خاک رس در آب تشکیل می شود. پپتیزاسیون با اضافه کردن مقدار کمی از عامل پپتیزاسیون آسان تر است، که به شما امکان می دهد ساختار لایه دوگانه الکتریکی را بازیابی کنید. پپتایزرها الکترولیت هایی هستند که پتانسیل تشکیل می دهند. خاکها دارای نفوذپذیری آب، افزایش تورم، بدون ساختار و در یک کلام پپتیزه هستند. اثر شوینده صابون نیز با فرآیند پپتیزاسیون همراه است. یون های اسید چرب روی سطح ذرات "کثیف" جذب می شوند، در نتیجه آنها را از سطح آلوده جدا می کنند و آنها را به حالت sol تبدیل می کنند - پپت کننده. سل با جریانی از آب و حباب های کف از جسم خارج می شود.

هنگام مطالعه انعقاد sols، نظریه های بسیاری مطرح شد که با کمک آنها سعی کردند تمام الگوهای مشاهده شده را در سطوح کیفی و کمی توضیح دهند.

بنابراین، در سال 1908، G. Freundlich مقررات اصلی را تدوین کرد تئوری جذب انعقاددر هنگام افزودن الکترولیت ها به سل مشاهده می شود. بر اساس این نظریه، تجمع ذرات کلوئیدی به دلیل جذب یون های متقابل توسط سطح گرانول و کاهش مقدار پتانسیل زتا آن رخ می دهد. با این حال، این نظریه کاربرد محدودی داشت، زیرا فقط تأثیر الکترولیت ها را در نظر گرفت و نتوانست آن حقایقی را توضیح دهد که در آنها چسبندگی ذرات فقط با تغییرات در لایه منتشر میسل همراه بود و مقدار پتانسیل ζ گرانول بدون تغییر باقی ماند.

بعدها توسط G. Muller توسعه یافت نظریه الکترواستاتیک، که قبلاً از این واقعیت ناشی می شود که ورود یک الکترولیت به یک سل باعث تغییر بار کل در لایه دوگانه الکتریکی ذره نمی شود، بلکه باعث فشرده سازی (کاهش اندازه) لایه منتشر می شود. این امر منجر به کاهش پایداری سیستم می شود.

جذب، الکترواستاتیک و تعدادی دیگر از تئوری های انعقاد نمی توانند تمام واقعیت های تجربی مشاهده شده را توضیح دهند، اما نقش مثبتی در توسعه ایده ها در مورد پایداری سیستم های کلوئیدی ایفا کردند. مهم‌ترین مفاد آن‌ها بخشی از تئوری مدرن پایداری است که با رفتار سیستم‌های پراکنده لیوفوبیک معمولی مطابقت دارد.

این نظریه در سالهای 1937-1943 توسعه یافت. مستقل از یکدیگر B.V. Deryagin و L.D. لاندو در اتحاد جماهیر شوروی و E. Verwey و J. T. Overbeck در هلند. مطابق با حروف اول نام خانوادگی نویسندگان، این نظریه DLFO نامیده می شود.

بر اساس این نظریه، ذرات کلوئیدی در یک محلول، به دلیل حرکت براونی، می توانند به راحتی به یکدیگر نزدیک شوند تا زمانی که با پوسته یا لایه های منتشر مایع خود تماس پیدا کنند. در این صورت هیچ نیروی تعاملی بین آنها ایجاد نمی شود. برای نزدیک شدن بیشتر، ذرات باید پوسته های منتشر خود را تغییر شکل دهند تا روی هم قرار گیرند (یا به یکدیگر نفوذ کنند). اما مایعات به خوبی فشرده نمی شوند و در پاسخ به تغییر شکل به اصطلاح نیروهای فشار از هم گسسته، از اجرای این فرآیند جلوگیری می کند. علاوه بر این، هر چه ابعاد لایه پراکنده بزرگتر باشد، نیروهای فشار جدایی بیشتر می شود.

بوریس ولادیمیرویچ دریاگین (1902 - 1994)- شیمیدان فیزیک روسی، استاد (1935)، عضو متناظر آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی (1946)، آکادمیک آکادمی علوم روسیه (1992). او دکترین نیروهای سطحی و تأثیر آنها بر فشار از هم گسیخته و خواص لایه های مایع نازک را ایجاد کرد. جایزه به نام M. V. Lomonosov آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی (1958)، جایزه دولتی اتحاد جماهیر شوروی (1991). از سال 1936 تا 1994، او سرپرست آزمایشگاه و بخش فرآیندهای جذب در مؤسسه شیمی فیزیک آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی بود که او ایجاد کرد. او سال‌ها سردبیر مجله شیمی کلوئیدی بود. در سال های 1962 - 1973 وجود نوع خاصی از آب - پلی آب را فرض کرد. سپس با کشف تأثیر بحرانی ناخالصی ها - سیلیکات ها، خود را رد کرد.

اگر ذرات در حال برخورد منبع کافی انرژی جنبشی برای غلبه بر عمل این نیروها داشته باشند، لایه های پراکنده آنها با هم همپوشانی پیدا می کنند، اما در این لحظه نیروهای دافعه الکترواستاتیکی بین آنها و گرانول ها ایجاد می شود (زیرا آنها دارای بارهایی با علامت یکسان هستند). (شکل 68).

برنج. 68. طرح برهمکنش ذرات کلوئیدی: آ- سیستم به طور کلی پایدار؛ ب- همپوشانی لایه های پراکنده؛ V- انعقاد

L Ev Davidovich Landau (1908 - 1968)اغلب به عنوان داو شناخته می شود - فیزیکدان شوروی، آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی (انتخاب در سال 1946). برنده جایزه نوبل، لنین و سه جایزه استالین، قهرمان کار سوسیالیستی. عضو آکادمی های علوم دانمارک، هلند، ایالات متحده آمریکا، فرانسه، انجمن فیزیک لندن و انجمن سلطنتی لندن. مبتکر ایجاد و مؤلف مشترک دوره فیزیک نظری، که چندین نسخه را پشت سر گذاشته و به زبان های بسیاری ترجمه شده است. یک مدال طلا که از سال 1998 توسط گروه فیزیک هسته ای آکادمی علوم روسیه اعطا می شود، به نام لاندو نامگذاری شده است.

هر چه پتانسیل ζ گرانول ها بیشتر باشد، دافعه متقابل ذرات قوی تر است.

در صورت غلبه بر این نیروها و نزدیک کردن گرانول ها به فاصله ≈ 10-7 سانتی متر یا کمتر (یعنی فاصله ای برابر یا کمتر از اندازه یک مولکول محیط پراکندگی)، به اصطلاح واندر نامیده می شود. نیروهای جاذبه والسی که ماهیتی فیزیکی دارند بین آنها پدید می آید. آنها باعث چسبندگی (اتصال) ذرات کلوئیدی به یکدیگر می شوند.

به طور معمول، در یک خاکستر آبگریز تثبیت شده، تنها بخش کوچکی از ذرات فعال دارای منبع کافی انرژی جنبشی برای غلبه بر تمام نیروهای فوق در هنگام ضربه هستند. بنابراین، چنین سیستم های کلوئیدی برای مدت زمان کم و بیش طولانی (بسته به درجه تثبیت آنها) پایداری خود را حفظ می کنند. با افزایش دما، سرعت و شدت حرکت براونی افزایش می یابد. این منجر به افزایش ذخیره انرژی جنبشی ذرات کلوئیدی می شود. تعداد فزاینده ای از آنها در حال فعال شدن هستند. در نتیجه، در هنگام برخورد، آنها اغلب شروع به چسبیدن به یکدیگر می کنند و پایداری تجمعی سل کاهش می یابد.

هر گونه تأثیر خارجی دیگری که بر روی سل اعمال می شود و منجر به کاهش اندازه لایه های منتشر و مقدار پتانسیل ζ می شود نیز به وقوع فرآیندهای انعقادی کمک می کند.

کمترین پایداری سیستم‌های کلوئیدی هستند، ذرات فاز پراکنده که در آن لایه الکتریکی مضاعف و پوسته محافظی از مولکول‌های حلال ندارند.

در این حالت، نیروهای دافعه الکترواستاتیکی و نیروهای فشار از هم گسسته بین ذرات ایجاد نمی شود و بنابراین تقریباً هرگونه برخورد آنها با یکدیگر منجر به چسبندگی متقابل می شود.

تئوری فیزیکی انعقاد DLFO دارای یک دستگاه ریاضی بزرگ است و امکان محاسبات کمی مختلف را فراهم می کند که با واقعیت های تجربی مشاهده شده مطابقت خوبی دارند.

عمل اولیه انعقاد در نتیجه "برهم کنش کوتاه برد" ذرات اتفاق می افتد. بارش متراکم و غیرقابل برگشت است، زیرا انرژی جاذبه بسیار بیشتر از انرژی دافعه است. در اینجا تماس مستقیم بین ذرات وجود دارد؛ در فواصل مربوط به حداقل اول، ساختارهای تراکم-بلور یا پراکندگی درشت تشکیل می شود. 2. اگر ارتفاع مانع بزرگ و عمق مینیمم دوم کوچک باشد، ذرات نمی توانند بر مانع غلبه کرده و بدون برهمکنش پراکنده شوند. این مورد یک «سیستم کاملاً پایدار» است. این ثبات را می توان از دو طریق شکست. الف) افزایش انرژی جنبشی ذرات منجر به افزایش تعداد برخوردها می شود. اگر انرژی ذرات سریع از مانع پتانسیل بیشتر شود، آنگاه ذرات می توانند به هم بچسبند. بنابراین افزایش دما می تواند منجر به انعقاد سیستم شود. ب) با افزودن الکترولیت به سیستم می توان مانع پتانسیل را کاهش داد. در این حالت EDL در اثر فشردگی قسمت منتشر فشرده می شود که در نتیجه ذرات در فواصل کوتاه تری به یکدیگر نزدیک می شوند که در آن نیروهای جاذبه افزایش می یابد. شکل 4.3 نمودار تأثیر الکترولیت بر انعقاد: 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 یک حالت پایدار دوباره رخ می دهد (بخش 2-3). در بخش 3-4، سیستم دوباره طبق طرح انعقاد متمرکز منعقد می شود. بر خلاف بخش 1-2، که در آن انعقاد با یون های Al3+ رخ می دهد، در منطقه 3-4 انعقاد با یون های Cl- انجام می شود، زیرا بار ذرات مثبت شده است. 4.10 انعقاد با مخلوط الکترولیت ها در شرایط صنعتی از یک الکترولیت برای انعقاد استفاده نمی شود، بلکه مخلوطی از چندین الکترولیت است. اثر انعقادی مخلوطی از دو الکترولیت اغلب غیرافزودنی است. گاهی اوقات بیش از یکی از آنها در مخلوط الکترولیت ها مورد نیاز است - این پدیده تضاد است. اگر مخلوطی از الکترولیت ها مؤثرتر از یک الکترولیت باشد، آنگاه پدیده هم افزایی ظاهر می شود؛ کمتر از هر یک به طور جداگانه به آنها در مخلوط نیاز است. با اثر افزایشی، الکترولیت ها مستقل از یکدیگر منعقد می شوند. برای مشخص کردن مخلوطی از دو الکترولیت، استفاده از نموداری از وابستگی آستانه انعقاد g 1 به آستانه انعقاد g 2 راحت است. با عمل افزایشی، وابستگی g 1 - g 2 خطی است. سینرژیسم با منحنی 2 مشخص می شود، اگر اولین الکترولیت به مقدار g 1/2 گرفته شود، سپس دوم - به مقدار 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

برای به دست آوردن یک ماده دارویی ریز آسیاب شده در هنگام پراکندگی، توصیه می شود یک حلال به نصف جرم ماده دارویی خرد شده اضافه کنید.

توضیح قاعده[ویرایش]

ذرات دارو دارای ترک هایی هستند (شکاف های گریفیث) که مایع به داخل آن نفوذ می کند. مایع فشار جدایی بر ذره وارد می کند، که از نیروهای انقباضی فراتر می رود، که باعث آسیاب می شود. اگر ماده‌ای که آسیاب می‌شود متورم می‌شود، آن را کاملاً به شکل خشک آسیاب می‌کنند و تنها پس از آن مایع به آن اضافه می‌کنند. پس از آسیاب کردن ماده دارویی، از هم زدن برای تکه تکه کردن ذرات استفاده می شود. زنگ زدگی به این معنی است که وقتی یک ماده جامد با مایعی 10-20 برابر حجم آن بیشتر از جرم آن مخلوط می شود، ذرات ریز معلق می شوند و ذرات بزرگ به ته می نشینند. این اثر با نرخ های مختلف ته نشینی ذرات با اندازه های مختلف توضیح داده می شود (قانون استوکس). سوسپانسیون خرد شده ترین ذرات تخلیه می شود و رسوب مجددا خرد شده و با قسمت جدیدی از مایع هم زده می شود تا زمانی که کل رسوب به یک سوسپانسیون نازک تبدیل شود.

کاربرد در فناوری[ویرایش]

معنی دستور غذا: 200 میلی لیتر آب تصفیه شده در پایه اندازه گیری می شود. در هاون 3 گرم نشاسته و 3 گرم نیترات بیسموت بازی را با 3 میلی لیتر آب آسیاب کنید (طبق قانون Deryagin) سپس 60-90 میلی لیتر آب اضافه کنید و مخلوط را هم بزنید و چند دقیقه بگذارید. سوسپانسیون نازک از رسوب را با دقت در یک بطری بریزید. رسوب مرطوب علاوه بر این، با یک سمعک آسیاب می شود، با بخش جدیدی از آب مخلوط می شود و تخلیه می شود. آسیاب و هم زدن تا زمانی که تمام ذرات بزرگ به یک سوسپانسیون نازک تبدیل شوند تکرار می شود.

کتاب راهنمای شیمیدان 21

شیمی و فناوری شیمیایی

نسبت محاسبه‌شده با نسبت آستانه‌های انعقاد سریع، که از قانون Deryagin-Landau (قانون شولز-هاردی) ناشی می‌شود، مقایسه می‌شود.

توضیح کمی و توجیه نظری قاعده شولز-هاردی توسط Deryagin و Landau ارائه شد. برای محاسبه آستانه انعقاد، این نظریه فرمول زیر را ارائه می دهد

قانون Deryagin-Landau که توسط نویسندگان بر اساس مفاهیم نظریه فیزیکی انعقاد به دست آمده است، تعیین مقدار آستانه انعقاد سریع را امکان پذیر می کند که مربوط به ناپدید شدن سد انرژی در منحنی است. برهمکنش کلی ذرات کلوئیدی بسته به فاصله بین آنها. مقادیر آستانه انعقاد محاسبه شده با استفاده از این قانون همیشه با مقادیر تجربی منطبق نیست، زیرا اثر انعقادی یون ها نه تنها به ظرفیت، بلکه به جذب خاص نیز بستگی دارد، که توسط آن در نظر گرفته نمی شود. معادله بالا

توانایی انعقاد یک الکترولیت با آستانه انعقاد مشخص می شود، یعنی حداقل غلظت الکترولیت در یک محلول کلوئیدی که باعث انعقاد آن می شود. آستانه انعقاد به ظرفیت یون منعقد کننده بستگی دارد. این وابستگی با قاعده اهمیت (قانون شولز-هاردی) بیان می شود. یک رابطه کمی دقیق تر و از لحاظ نظری اثبات شده بین آستانه انعقاد سریع y و ظرفیت یون توسط قانون Deryagin-Landau بیان می شود.

این نتیجه که برای اولین بار به صورت نظری توسط دریاگین و لاندو به دست آمد، قانون شولز-هاردی را اصلاح می کند.

ایده های نظری در مورد دلایل تعیین پایداری سول های لیوفوبیک بیشتر در آثار B.V. Deryagin و L.D. Landau توسعه یافت. بر اساس دیدگاه‌های نظری و داده‌های تجربی Deryagin، یک لایه مایع محصور در بین دو جسم جامد غوطه‌ور در آن، فشار متمایزی بر آنها وارد می‌کند و در نتیجه از نزدیک شدن آنها جلوگیری می‌کند. عمل با نازک شدن لایه به سرعت افزایش می یابد و با حضور الکترولیت ها به شدت کاهش می یابد. از این دیدگاه، از انعقاد ذرات با اثر گوه‌زنی لایه‌های جداکننده آن‌ها جلوگیری می‌شود. ورود الکترولیت ها به سل منجر به تغییر در لایه دوگانه الکتریکی، فشرده سازی قسمت پخش شده آن و تغییر در استحکام لایه های جداکننده ذرات و در نتیجه به نقض پایداری سل می شود. نظریه ریاضی ثبات و انعقاد به خوبی توسعه یافته توسط Deryagin و Landau منجر به توجیه فیزیکی دقیق قانون ظرفیت شولز-هاردی می شود و در عین حال مبنای فیزیکی برای الگوهای تجربی کشف شده توسط استوالد فراهم می کند.

اصول اولیه انعقاد تحت تأثیر الکترولیت ها. تغییر در پایداری سول ها با تغییر در محتوای الکترولیت ها در آنها قبلاً برای اولین محققان سیستم های کلوئیدی شناخته شده بود (F. Selmi, T. Graham, M. Faraday, G. I. Borschov). متعاقباً، به لطف کار G. Schultz، W. Hardy، G. Picton، O. Linder، G. Freundlich، W. Pauli، G. Kreut، N. P. Peskov، A. V. Dumansky و دیگران، مواد تجربی گسترده و اساسی جمع آوری شد. تعمیم های نظری انجام شد. سهم بزرگی در توسعه تئوری انعقاد الکترولیت توسط دانشمندان شوروی B.V. Deryagin و همکاران، P.A. Rebinder و مدرسه او انجام شد. الگوهای تثبیت شده تجربی در طول انعقاد با الکترولیت ها به عنوان قوانین انعقاد شناخته می شوند

نمودار وابستگی چگالی نوری O به غلظت الکترولیت Se را ترسیم کنید (شکل III.5). از نقطه تلاقی ادامه هر دو بخش مستقیم منحنی، یک عمود بر روی محور آبسیسا پایین می آید و آستانه انعقاد سریع برای هر الکترولیت پیدا می شود. با تقسیم مقادیر به‌دست‌آمده آستانه‌های انعقادی بر کوچک‌ترین آنها، قاعده معناداری به دست می‌آید و با قانون Deryagin-Landau مقایسه می‌شود.

وجود جهش شدید در خواص در فاصله معینی از بستر قبلاً توسط V.V. Karasev و B.V. Deryagin هنگام اندازه گیری وابستگی ویسکوزیته برخی مایعات آلی به فاصله تا دیواره جامد کشف شده بود. همه اینها این حق را می دهد که چنین لایه هایی را یک فاز مرزی خاص بنامیم، زیرا وجود یک رابط تیز تعریف اصلی فاز است. تفاوت فازهای معمولی در این است که ضخامت فاز مرزی یک مقدار کاملاً مشخص برای دمای معین است.

نظریه Deryagin-Verwey-Overbeck ثابت می کند که C با توان ششم ظرفیت یون منعقد کننده نسبت معکوس دارد. همین وابستگی توسط قانون شولز-هاردی که به طور تجربی پیدا شده است منعکس می شود. توافق عالی به دست آمده به خوبی صحت تئوری انعقاد sols لیوفوبیک را تایید می کند.

اشیاء متعددی نشان داده اند که آستانه انعقاد با ظرفیت یون های منعقد کننده به توان 5 تا 9 و اغلب به توان 6 نسبت معکوس دارد. مقادیر کمتری از توان (2-3) نیز مشاهده شده است. بنابراین، قانون شولز-هاردی تنها درجه بالایی از وابستگی آستانه انعقاد را به ظرفیت (g) ضدیونها فرض می کند. با این وجود، گاهی اوقات با قانون 2 دریاگین-لانداو مشتق شده از لحاظ نظری شناسایی می شود.

تأثیر ظرفیت یون های منعقد کننده بر آستانه انعقاد توسط قانون شولز-هاردی تعیین می شود: هر چه ظرفیت یون های منعقد کننده بیشتر باشد، نیروی انعقاد آنها بیشتر یا آستانه انعقاد کمتر است. توجیه نظری این قاعده در سال 1945 توسط B.V. Deryagin و L.D. Landau ارائه شد. رابطه ای که آنها بین آستانه انعقاد و ظرفیت یون های منعقد کننده پیدا کردند به این شکل بیان می شود.

اگر در نظر بگیریم که در مورد مکانیزم مانع در r

برای به دست آوردن سوسپانسیون های آبی نازک تر و پایدارتر از مواد متورم کننده آبدوست (نیترات بیسموت پایه، اکسید روی، اکسید منیزیم، فسفات کلسیم، کربنات و گلیسروفسفات، کوآلین، بی کربنات سدیم، گلیسروفسفات آهن که توصیه می شود از آن استفاده شود) یک نوع روش پراکندگی است. ماهیت تکنیک این است که ماده ابتدا به شکل خشک پراکنده می شود، سپس با در نظر گرفتن قانون Deryagin. خمیر نازک حاصل تقریباً 10 بار با آب (محلول) رقیق می شود، آسیاب می شود و لایه بالایی سوسپانسیون برای توزیع در یک بطری ریخته می شود. عملیات هم زدن تا زمانی که تمام ماده پراکنده شده و به صورت سوسپانسیون ریز به دست آید، تکرار می شود.

تأثیر یک روان کننده بر پارامترهای اصطکاک تحت شرایط روانکاری مرزی، به عنوان یک قاعده، با مقدار جذب روغن (متوسط) و فعالیت شیمیایی آن ارزیابی می شود. ظرفیت جذب عمدتاً برای مورد استفاده از یک محیط روان کننده غیر فعال شیمیایی در نظر گرفته می شود. بنابراین، B.V. Deryagin پیشنهاد کرد که اثربخشی فیلم روغن را با توجه به معیار روغنی بودن، که نسبت زبری سطوح روغن کاری شده و روغن کاری نشده است، ارزیابی کند. یکی دیگر از معیارهای روانکاری با نسبت تفاوت در کار انجام شده توسط نیروهای اصطکاک سطوح روغن کاری نشده و روغن کاری شده در طول زمان لازم برای ساییدن یک لایه ضخامت / گرم به ضخامت این فیلم مشخص می شود. معیارهای روغنی عمدتاً با مدت زمان ماندگاری مولکول های روغن (روان کننده) روی سطح اصطکاک و فعالیت روان کننده تعیین می شود.

در انعقاد الکترولیت با توجه به مکانیسم غلظت (برای ذرات باردار بالا)، آستانه انعقاد C مطابق با قانون Deryagin-Landau (منطقی برای قانون تجربی شولز-هاردی) با بار 2 ضد یون 13 به ششم نسبت معکوس دارد. قدرت، یعنی

تئوری لایه دوگانه الکتریکی در آثار فرومکین و دریاگین توسعه یافت. طبق نظر آنها، لایه داخلی یون‌های لایه الکتریکی دوگانه، که تشکیل پتانسیل نامیده می‌شود، نزدیک به بخش خاصی از یون‌های دارای بار مخالف است (شکل 50، a)، که یون‌های مخالف نامیده می‌شوند. این قسمت از یون‌های متقابل با ذره حرکت می‌کند و یک لایه ضخیم ۶ اینچی به نام جذب تشکیل می‌دهد. در شکل 50، و مرز بین چنین ذره و محیط با یک خط نقطه نشان داده شده است. کنتریون های باقی مانده در یک محیط پراکندگی قرار دارند، جایی که معمولاً به صورت پراکنده توزیع می شوند.

با این حال، اخیراً داده های تجربی به دست آمده است که نشان دهنده عدم کاربرد قاعده شولز-هاردی در برخی موارد در قالب قانون Deryagin-Landau است. در تجربه، اغلب انحرافات قابل توجهی از این الگو مشاهده می شود، یعنی در تعدادی از موارد. ، اثر انعقادی الکترولیت ها با ظرفیت یون های مقابله به درجه ای کمتر از شش متناسب است. به گفته I. F. Efremov و O. G. Usyarov ، این یک انحراف است

کاربرد تئوری Deryagin و قانون شولز-هاردی برای انعقاد ترکیبات مولکولی بالا با استفاده از مثال لاتکس های لاستیکی هنگامی که آنها با الکترولیت های ظرفیت های مختلف (وویوتسکی، نویمان، ساندومیرسکی) در تعامل هستند نشان داده شد.

با این حال، حتی در اولین تقریب در نظر گرفته شده، این نظریه تطابق خوبی با داده های تجربی دارد (به عنوان مثال، داده های شنکل و کیچنر به دست آمده در لاتکس های تک پراکنده)، اما شاید مهم ترین دستاورد آن اثبات قانون شولز-هاردی باشد که به درستی است. سنگ بنای آزمایش تئوری های پایداری در نظر گرفته شده است. بیایید این توضیح را در نظر بگیریم. تجزیه و تحلیل شرایط برای پایداری سیستم های پراکنده نشان می دهد که شرایط مرزی برای انعقاد سریع بر اساس نظریه Deryagin را می توان به صورت Utyakh = O و dOmax/ek = 0 نوشت که در آن C/max حداکثر انرژی است (شکل XIII). 7). این شرایط کاهش ارتفاع مانع را به صفر بیان می کند.

در ساده ترین حالت، q = onst. Coef. دمای استراحت معمولاً بیشتر از ضریب است. حرکتی T.، به طوری که نیروی راه اندازی (گشتاور راه اندازی) بیشتر از مقاومت در برابر حرکت یکنواخت است. دقیق تر فیزیکی فرآیندهای در طول T. خشک توسط به اصطلاح منعکس شده است. طبق قانون اصطکاک دو بخشی Deryagin q = F/(N + PgS)، که در آن / با فشار ناشی از نیروهای بین مولکولی به N اضافه می شود. اثر متقابل مالش اجسام، و S-pov-et واقعی. تماس اجسام مالشی به دلیل موج دار بودن و ناهمواری سطوح T. تماس اجسام کامل نیست.

در آثار 1937 و 1940. Deryagin با استفاده از فرمول فوکس برای سرعت انعقاد ذرات برهم کنش، معیاری برای پایداری تجمعی ذرات کلوئیدی با بار ضعیف برای دو حالت محدود که شعاع ذرات بسیار کمتر از ضخامت اتمسفر یونی است، استخراج کرد. به عبارت دیگر، طول مشخصه Debye، و زمانی که شعاع ذرات بسیار بیشتر از ضخامت اتمسفر یونی است. در مورد دوم، معیار، قانون تجربی اویلر-کورف را تعمیم داده و به صورت کمی اصلاح می‌کند، که با تعدادی از واقعیت‌های تجربی همخوانی دارد. در همان زمان، وجود حداقل دور بر روی منحنی نشان داده شد که وابستگی نیروی برهمکنش (دفعه) به فاصله را بیان می کند.

یک مشکل شناخته شده برای این نظریه این است که قاعده درجه شش معکوس (قانون هاردی-شولز که توسط Deryagin و Landau پالایش شده است) نیز زمانی مشاهده می شود که پتانسیل بدون بعد سطح نه تنها کوچک، بلکه کمتر از وحدت باشد. همانطور که گلازمن و همکاران نشان دادند این امکان پذیر است. ، اگر حاصلضرب پتانسیل و بار یون مخالف با تغییر دومی کمی تغییر کند. توضیح کمی برای این امر بر اساس استقلال بار جذب ضدیون توسط یوسیاروف ارائه شد.

توسعه یافته ترین تئوری در مورد پایداری محلول های کلوئیدی تثبیت شده با یون به تعدادی از نتایج اساسی منجر شده است. تئوری sols با بار زیاد، که فقط انعقاد غلظت را در نظر می گیرد، امکان اثبات قاعده شولز-هاردی را در قالب قانون Deryagin-Laidau 2 فراهم کرد. در پتانسیل متوسط ​​ذرات کلوئیدی، آستانه انعقاد با ظرفیت یون های متقابل مطابق قانون 2 تغییر می کند که در آن 2 a 6 نیز مطابق است. با قانون شولز-هاردی این تئوری امکان اثبات الگوهای مختلف عمل انعقاد مخلوط الکترولیت ها و اثر هم افزایی را فراهم کرد که هیچ توضیحی برای آن یافت نشد. همچنین لازم به ذکر است که بر اساس نظریه، غیرقانونی گسترده از

با به دست آوردن مقادیر آستانه انعقاد دقیق برای همه الکترولیت ها، یک قانون معنادار به دست می آید که برای آن مقادیر آستانه یافت شده بر پایین ترین آستانه انعقاد (برای AI I3) تقسیم می شود. نسبت تجربی آستانه های انعقاد با نظری که بر اساس قانون Deryagin-Landau محاسبه شده است، مقایسه می شود، که بر اساس آن Y a b Vai u 11 1. نتایج مقایسه تجزیه و تحلیل می شود و کار در یک مجله آزمایشگاهی مستند می شود.

به صفحاتی که این اصطلاح ذکر شده است مراجعه کنید قانون دریاگین: پلیمرهای مصنوعی در چاپ (1961) - [p.130]

توضیح قاعده

کاربرد در تکنولوژی

Bismuthi subnitratis ana 3.0

M.D.S. صورتت را پاک کن

قانون دریاگین- قاعده ای که توسط شیمیدان B.V. Deryagin در مورد فن آوری بسیاری از اشکال دوز ایجاد شده است.

Aqua destillatae 200 میلی لیتر

یادداشت

1. Sinev D. N., Marchenko L. G., Sineva T. D. راهنمای مرجع در مورد فناوری دارویی داروها. ویرایش دوم، تجدید نظر شده. و اضافی - سنت پترزبورگ: انتشارات SPHFA, Nevsky Dialect, 2001. - 316 p.
2. نیکولایف L. A. داروها. ویرایش دوم، برگردان و اضافی - مینسک: مدرسه عالی، 1988.
3. Bobylev R.V.، Gryadunova G.P.، ​​Ivanova L.A. و همکاران فناوری اشکال دوز. T. 2. - M.: "پزشکی"، 1991.

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید "قاعده Deryagin" در سایر لغت نامه ها چیست:

قانون دریاگین- قانون Deryagin قاعده ای است که توسط شیمیدان B.V. Deryagin در مورد فناوری بسیاری از اشکال دارویی ایجاد شده است. این قانون به این شکل است: "برای به دست آوردن یک ماده دارویی ریز آسیاب شده هنگام پراکنده کردن آن، توصیه می شود ... ویکی پدیا

دریاگین، بوریس ولادیمیرویچ- Boris Vladimirovich Deryagin تاریخ تولد: 9 اوت 1902 (1902 08 09) محل تولد: مسکو تاریخ مرگ: 16 مه 1994 (1994 05 16) (91 ساله) ... ویکی پدیا

انجمن بین المللی برای آگاهی کریشنا- مقاله با موضوع تاریخ هندوئیسم · مسیرهای پانتئون ... ویکی پدیا

پدوفیلی- پدوفیلی… ویکی پدیا

نمایشگاه گرایی- ICD 10 F ... ویکی پدیا

جنایت خشونت آمیز- یکی از اجزای ساختار کلی جرم که شامل اعمال مربوط به خشونت جسمی و روحی علیه شخص یا تهدید به استفاده از آن است. جنایت خشونت آمیز را می توان به معنای وسیع درک کرد، اما شامل... ... ویکی پدیا نیز می شود

نمایشگاه گرایی

نمایشگاه دار- نمایشگاه گرایی (lat. exhibeo exhibit، نشان دادن) نوعی رفتار جنسی منحرف، زمانی که رضایت جنسی با نشان دادن اندام تناسلی به غریبه ها، معمولاً از جنس مخالف، و همچنین در ملاء عام حاصل می شود... ... ویکی پدیا

عقده جنسی- اینها عقاید شخصی است که دارای مفهوم عاطفی منفی (احساس نارضایتی، ترس، گناه) مرتبط با روابط جنسی است که تأثیر قابل توجه و گاه تعیین کننده ای بر زندگی جنسی و در کل ... ... ویکی پدیا

انعقاد- (از لاتین coagulatio coagulation، ضخیم شدن)، ترکیب ذرات فاز پراکنده به سنگدانه ها به دلیل انسجام (چسبندگی) ذرات در هنگام برخورد آنها. برخوردها در نتیجه حرکت براونی و همچنین رسوب گذاری، حرکت ذرات ... دایره المعارف شیمیایی

فصل 20. تعلیق

سیستم های تعلیق (سیستم های تعلیق)- یک فرم دوز مایع برای استفاده داخلی، خارجی و تزریقی، حاوی به عنوان یک فاز پراکنده، یک یا چند ماده دارویی پودر خرد شده توزیع شده در یک محیط پخش مایع (GF XI، شماره 2، ص 214). اندازه ذرات فاز پراکنده سوسپانسیون ها نباید از 50 میکرون تجاوز کند. مطابق با الزامات فارماکوپه ایالات متحده و کد داروسازی بریتانیا، باید 10-20 میکرون باشد.

سوسپانسیون ها مایعات مات با اندازه ذرات مشخص شده در مقالات خصوصی هستند که از فیلتر کاغذی عبور نمی کنند و در زیر میکروسکوپ معمولی قابل مشاهده هستند. به عنوان سیستم های ریزهتروژن، سوسپانسیون ها با ناپایداری جنبشی (رسوب) و تجمعی (تراکم) مشخص می شوند.

تعلیق در طول ذخیره سازی ناپایدار است، بنابراین:

- قبل از استفاده، سوسپانسیون را به مدت 1-2 دقیقه تکان دهید.

- مواد قوی و سمی به شکل دوز آزاد نمی شوند.

استثنا زمانی است که مقدار ماده تجویز شده در نسخه از بالاترین دوز منفرد تجاوز نکند.

اگر ماده ای از فهرست A در نسخه ای به مقدار تک دوز بالاتر تجویز شود، محصول دارویی قابل تولید نیست.

20.1. مزایای تعلیق

مزایای سوسپانسیون نسبت به سایر اشکال دارویی عبارتند از:

- راحتی فرم دوز برای بیماران، به ویژه برای کودکانی که نمی توانند قرص یا کپسول را قورت دهند.

- طعم کم‌تر سوسپانسیون‌ها نسبت به محلول‌ها. علاوه بر این، می توان با معرفی شربت ها و طعم دهنده ها طعم داروها را اصلاح کرد.

- داروهای موجود در سوسپانسیون پایدارتر از محلول هستند. این امر به ویژه هنگام تهیه فرم های دارویی حاوی آنتی بیوتیک اهمیت دارد.

20.2. معایب تعلیق

معایب تعلیق عبارتند از:

- ناپایداری فیزیکی: ته نشینی (رسوب)، ترکیب و افزایش اندازه ذرات (تجمع) و ترکیب فازهای جامد و مایع (تراکم). این پدیده های فیزیکی منجر به رسوب یا شناور شدن فاز جامد می شود. اصل یکنواختی دوز نقض شده است.

- نیاز بیمار به مخلوط کردن شدید سوسپانسیون قبل از استفاده برای بازگرداندن حالت همگن.

- عمر مفید نامطلوب کوتاه - 3 روز (دستور وزارت بهداشت فدراسیون روسیه؟ 214).

20.3. ویژگی های فیزیکی تعلیق ها

پایداری ته نشینی سوسپانسیون ها توسط قانون استوکس تعیین می شود که بر اساس آن نرخ ته نشینی با مجذور قطر ذره، تفاوت در چگالی ذرات و محیط پراکنده نسبت مستقیم دارد و 18 برابر با ویسکوزیته نسبت معکوس دارد. از رسانه:

از قانون استوکس چنین است: هر چه درجه آسیاب ذرات بیشتر و ویسکوزیته محیط بالاتر باشد، پایداری ته نشینی سوسپانسیون ها بالاتر است. علاوه بر این، پایداری سوسپانسیون ها به میزان میل ترکیبی ماده دارویی به محیط پراکندگی و وجود بار الکتریکی روی ذرات بستگی دارد. در سوسپانسیون ها، ذرات فاز جامد، در صورت ترشوندگی خوب توسط محیط پراکندگی، با پوسته های حل شونده پوشانده می شوند که از ادغام (ترکیب) ذرات جلوگیری می کند.

tits (تعلیق مواد با خاصیت آب دوست). بنابراین، معرفی سورفکتانت ها (سورفکتانت ها) الزامی نیست. با ترشوندگی ضعیف، پوسته‌های حل‌پذیری تشکیل نمی‌شوند و در نتیجه ذرات جامد رسوب یا شناور می‌شوند (تعلیق مواد با خواص آبگریز مشخص).

20.4. روش های ساخت تعلیق

در فناوری دارویی از 2 روش برای تولید سوسپانسیون استفاده می شود:

- تراکم (با کریستالیزاسیون کنترل شده). به عنوان مثال، محلول های اتانول اسیدهای بوریک، سالیسیلیک و غیره به آب اضافه می شود.

- پراکنده (با آسیاب کردن مواد کریستالی در یک محیط پراکندگی).

20.5. مواد کمکی که برای تثبیت تعلیق ها استفاده می شود

برای افزایش پایداری سوسپانسیون ها با مواد آبگریز، از موارد زیر استفاده کنید:

الف. قوام دهنده ها- موادی که فعالیت سطحی ناچیزی دارند، اما با افزایش ویسکوزیته سیستم، پایداری سیستم تعلیق را تضمین می کنند.

- طبیعی (صمغ، آلژینات، کاراگینان، صمغ گوار، ژلاتین)؛

- مصنوعی (M!، سدیم کربوکسی متیل سلولز - Carbopol؟)؛

- غیر آلی (آئروسیل، بنتونیت، آلومینوسیلیکات منیزیم - Veegum؟).

- سورفکتانت هایی که کشش سطحی سطح را در سطح مشترک کاهش می دهند (Tweens، قندهای چرب، پنتول، امولسیفایر T-2 و غیره).

جدول 20.1 تثبیت کننده ها و غلظت آنها را که برای تهیه سوسپانسیون های مواد آبگریز استفاده می شود، نشان می دهد.

جدول 20.1.تثبیت کننده های تعلیق

مقدار تثبیت کننده (گرم) در هر 1.0 ماده دارویی

با خواص آبگریز برجسته

با خواص آبگریز خفیف بیان شده است

توجه داشته باشید.برای تثبیت سوسپانسیون گوگرد برای استفاده خارجی، توصیه می شود از صابون طبی به مقدار 0.1-0.2 گرم در هر 1.0 گرم گوگرد استفاده شود. از نظر پزشکی، افزودن صابون توصیه می شود، زیرا منافذ پوست را شل می کند، سورفکتانت است و باعث نفوذ عمیق گوگرد می شود که در درمان گال و سایر بیماری های پوستی استفاده می شود. باید در نظر داشت که صابون به عنوان تثبیت کننده گوگرد توصیه می شود فقط طبق دستور پزشک استفاده شود. اگر دستور غذا حاوی نمک های فلزات دو ظرفیتی باشد، مقدار صابون به 0.3-0.4 گرم در هر 10 گرم گوگرد افزایش می یابد. در عین حال، استریل کردن گوگرد در سوسپانسیون ها با الکل و گلیسیرین توصیه می شود.

برای تثبیت مواد دارویی با خواص آبگریز برجسته، از ژلاتو به نسبت 1: 1 و با خواص کمتر - 1: 0.5 استفاده می شود.

استثنا: سوسپانسیون گوگرد (جدول 20.1 را ببینید).

20.6. فن آوری برای به دست آوردن تعلیق

طرح فن آوری برای تولید تعلیق با استفاده از روش پراکندگی شامل مراحل زیر است:

1. مرحله آماده سازی شامل عملیات فن آوری زیر است:

- آماده سازی محل کار؛

- آماده سازی مواد و تجهیزات؛

- محاسبات، ثبت سمت معکوس PPK؛

- توزین مواد معلق

2. مرحله سنگ زنی شامل 2 عملیات تکنولوژیکی است:

- به دست آوردن یک سوسپانسیون غلیظ (پالپ)؛

- به دست آوردن سوسپانسیون رقیق شده، از جمله تفکیک (تعلیق و ته نشینی).

توجه داشته باشید.این مرحله برای سوسپانسیون مواد با خواص آبدوست لازم است و برای سوسپانسیون مواد با خواص آبگریز اختیاری است. این با بی ثباتی رسوب اولی و ناپایداری تجمعی دومی توضیح داده می شود.

الف- عملیات به دست آوردن سوسپانسیون غلیظ.برای بدست آوردن سوسپانسیون غلیظ، از عملیات آسیاب در محیط مایع استفاده می شود. معرفی مایع به دلیل عمل تقسیم نیروهای کشش سطحی (اثر Rehbinder) باعث آسیاب ریزتر ذرات می شود (شکل 20.1).

برنج. 20.1.اثر Rebinder

برای اولین بار، اثر گوه‌زنی یک مایع و کاهش استحکام جامدات ناشی از این اثر توسط دانشمند داخلی P.A. Rehbinder در سال 1928. اثر Rehbinder بر اساس اثر مخرب تفاوت نیروهای کشش سطحی مایع در داخل یک ترک در یک جامد است (شکل 20.1 را ببینید). اثر با ساختار جامد (وجود نابجایی، ترک)، خواص مایع (ویسکوزیته) و کمیت آن تعیین می شود. در نتیجه عمل نیروهای کشش سطحی، کاهش مکرر استحکام و افزایش شکنندگی جسم جامد رخ می دهد. این کار آسیاب مکانیکی مواد مختلف را تسهیل و بهبود می بخشد.

B.V. Deryagin تأثیر اثر Rebinder را بر آسیاب کردن پودرهای دارویی بررسی کرد. او نسبت بهینه جرم مایع به جرم جامد را تعیین کرد که تقریباً 1/2 است.

برای به دست آوردن مواد دارویی ریز آسیاب شده، توصیه می شود ابتدا یک سوسپانسیون غلیظ با آسیاب کردن مواد معلق در آب، محلول های مواد دارویی یا سایر مایعات کمکی به مقدار 1/2 جرم ماده دارویی خرد شده به دست آورید. قانون B.V. Deryagin، بر اساس اثر Rebinder).

ب-عملیات به دست آوردن سوسپانسیون رقیق شامل تفکیک (تعلیق و ته نشینی).هدف از این عملیات به دست آوردن ذرات کوچکتر از 50 میکرون است. ذرات با این اندازه سوسپانسیون هایی تشکیل می دهند که به مدت 2-3 دقیقه همگن باقی می مانند. زمان مورد نیاز برای دوز و مصرف فرم دارویی توسط بیمار.

پس از به دست آوردن سوسپانسیون غلیظ، آب به مقدار بیش از 10-20 برابر فاز پراکنده اضافه می شود. سپس سوسپانسیون به شدت مخلوط می شود (روش هم زدن) و به مدت 2-3 دقیقه به منظور تکه تکه شدن ذرات باقی می ماند. ذرات کوچک معلق هستند، ذرات بزرگ در ته نشست می شوند. سوسپانسیون نازک تخلیه می شود، رسوب دوباره خرد شده و با قسمت جدیدی از مایع هم زده می شود. این عملیات تا زمانی تکرار می شود که تمام رسوبات به یک سوسپانسیون نازک تبدیل شوند.

Bismuthi subnitratis ana 3.0 Aq. دکل 200 میلی لیتر

200 میلی لیتر آب تصفیه شده در جایگاه اندازه گیری می شود. در هاون 3.0 گرم نشاسته و 3.0 گرم نیترات بیسموت را با 3 میلی لیتر آب آسیاب می کنند (قاعده B.V. Deryagin)، 60-90 میلی لیتر آب اضافه می کنند، مخلوط را هم می زنیم و به مدت 2-3 دقیقه به حال خود رها می کنیم. سوسپانسیون نازک با دقت از رسوب در یک بطری ریخته می شود. باقی مانده در ملات علاوه بر آن با یک پاستول آسیاب می شود، با قسمت جدیدی از آب مخلوط می شود و تخلیه می شود. آسیاب و هم زدن تا زمانی که تمام ذرات بزرگ به یک سوسپانسیون نازک تبدیل شوند تکرار می شود.

هنگام تولید سوسپانسیون مواد آبگریز با خواص برجسته، لازم است اتانول اضافه شود، مانند هنگام پراکندگی موادی که آسیاب کردن آنها دشوار است.

Rp.: Solutionis Natrii bromidi 0.5٪ - 120 میلی لیتر

Coffeini-natrii benzoatis 0.5

M.D.S. 1 قاشق غذاخوری 3 بار در روز.

112 میلی لیتر آب تصفیه شده، 5 میلی لیتر محلول کافئین-بنزوات سدیم (1:10) و 3 میلی لیتر محلول برومید سدیم (1:5) در جایگاه اندازه گیری می شود. در هاون 1.0 گرم کافور را با 10 قطره اتانول 95 درصد خرد کنید تا حل شود، 1.0 گرم ژلاتین و 1 میلی لیتر محلول آماده شده از مواد دارویی را اضافه کنید، مخلوط کنید تا خمیر نازکی به دست آید. خمیر را با محلول کافئین-بنزوات سدیم و برومید سدیم داخل یک بطری توزیع کنید و آن را در قسمت هایی اضافه کنید.

هنگام تولید سوسپانسیون های حاوی مواد دارویی در غلظت 3 درصد یا بیشتر، آنها بر حسب وزن تهیه می شوند، بنابراین در این مورد، گذرنامه کنترل کتبی باید وزن ظرف و وزن سوسپانسیون تهیه شده را نشان دهد.

مثال 3 Rp.: Zinci oxydi Talci ana 5.0

ق. purificata 100 میلی لیتر

M.D.S. صورتت را پاک کن

در هاون 5.0 گرم اکسید روی و 5.0 گرم تالک را ابتدا به صورت خشک مخلوط کنید سپس تقریباً 5 میلی لیتر آب تصفیه شده (قاعده B.V. Deryagin) به آن اضافه کنید و آن را آسیاب کنید تا یک توده خمیری تشکیل شود. آب تصفیه شده باقیمانده را در قسمت هایی به خمیر نازک اضافه می کنند، با یک پاستول هم می زنند، به یک بطری منتقل می کنند و پر می کنند.

تعلیق ها فیلتر نمی شوند.

3. مرحله اختلاطشامل تجویز سایر مواد دارویی به شکل محلول است. از ویژگی های این مرحله، نیاز به بررسی سازگاری هر دو ماده دارویی و تأثیر آنها بر پایداری ته نشینی سوسپانسیون ها است. الکترولیت های قوی و مواد قطبی به شدت پایداری سوسپانسیون ها را بدتر می کنند.

اگر سوسپانسیون حاوی نمک های معدنی است، بهتر است سوسپانسیون غلیظ را با مالش ماده با آب تصفیه شده و سپس افزودن یک تثبیت کننده و سپس محلول های نمک به ترتیب غلظت افزایش دهید.

4. مرحله طراحی و بسته بندیسوسپانسیون ها به طور مشابه به اشکال دوز مایع در ظروف بسته بندی می شوند که حفظ کیفیت دارو را در طول عمر مفید تضمین می کند. راحت ترین راه بسته بندی سوسپانسیون ها در سرنگ های مجهز به آداپتور و توزیع کننده است (شکل 20.2).

هنگام ثبت نام، داشتن اخطارهای اضافی روی برچسب الزامی است: "قبل از استفاده تکان دهید"، "انجماد غیرقابل قبول است"، "مدت ماندگاری 3 روز".

5. ارزیابی کیفیت تعلیق.کیفیت سوسپانسیون های آماده شده مانند سایر اشکال دوز مایع ارزیابی می شود. اسناد را بررسی کنید

برنج. 20.2.سرنگ و نازل برای توزیع سوسپانسیون

یون (دستور پخت، گذرنامه)، طراحی، بسته بندی، رنگ، بو، عدم وجود اجزاء مکانیکی، انحراف در حجم یا وزن. شاخص‌های کیفیت خاص برای سوسپانسیون‌ها، قابلیت تعلیق مجدد و یکنواختی ذرات فاز پراکنده است.

قابلیت تعلیق مجدددر حضور رسوب، سوسپانسیون به توزیع یکنواخت ذرات در کل حجم با تکان دادن به مدت 20-40 ثانیه پس از 24 ساعت نگهداری و 40-60 ثانیه پس از 24-72 ساعت ذخیره سازی بازیابی می شود.

یکنواختی ذرات فاز پراکندههیچ ذرات بزرگ ناهمگن فاز پراکنده نباید وجود داشته باشد.

توجه داشته باشید.اندازه ذرات با میکروسکوپ تعیین می شود. اندازه ذرات فاز پراکنده نباید از اندازه های مشخص شده در مقالات خصوصی در مورد سوسپانسیون مواد دارویی منفرد (FS، VFS) تجاوز کند.

20.7. نمونه هایی از دستور العمل های تعلیق (دستور وزارت بهداشت اتحاد جماهیر شوروی؟ 223 از 08/12/1991)

1. تعلیق یدوفرم و اکسید سینیکی در گلیسرول Rp.: Iodoformii 9.0

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

اقدامات و نشانه ها:ضد عفونی کننده

2. سوسپانسیون گوگرد با کلرامفنیکل و اسید الکلی سالیسیلیک

Rp.: Laevomycetini Ac. salicylici ana 1.5 Sulfuris praecip. 2.5 اسپ. aethylici 70٪ - 50 میلی لیتر M.D.S. پوست را پاک کنید.

اقدامات و نشانه ها:عامل ضد باکتری و ضد عفونی کننده برای بیماری های پوستی.

3. سوسپانسیون اکسید روی، تالک و نشاسته Rp.: Zinci oxydi

ق. پور. 100 میلی لیتر M.D.S. خارجی.

اقدامات و نشانه ها:ضد عفونی کننده، قابض.

4. تعلیق "Novocindol" Rp.: Zinci oxydi

Sp. aethylici 96٪ - 21.4 میلی لیتر

ق. рш\ ad 100.0 M.D.S. پوست را چرب کنید.

اقدامات و نشانه ها:ضد عفونی کننده، قابض و بی حس کننده موضعی.

5. سوسپانسیون الکل گلیسیرین اکسید روی، تالک، نشاسته و بیهوشی

Anesthesini ana 12.0

Sp. aethylici 70٪ - 20.0 میلی لیتر Aq. پور. تبلیغ 100.0

M.D.S. روی پوست بمالید.

اقدامات و نشانه ها:ضد عفونی کننده، قابض، بی حس کننده موضعی.

6. سوسپانسیون آب گلیسریک اکسید روی، نشاسته، تالک، بی حس کننده و اسید بوریک

Rp.: Zinci oхidi Amyli

Talci ana 30.0 Anesthesini 5.0

سول Ac. بوریسی 2٪ - 200.0

1. تعريف سوسپانسيون ها به عنوان دوز چيست؟ او چیست

ویژگی ها به عنوان یک سیستم ناهمگن؟

2. انواع پایداری سیستم تعلیق به عنوان یک سیستم ناهمگن چیست؟

3. چه عواملی بر پایداری سیستم تعلیق تأثیر می گذارد؟

4. چگونه سوسپانسیون مواد آبدوست تهیه کنیم؟

5. نحوه توضیح اعمال قاعده پروفسور. B.V. دریاگین و روش هم زدن در ساخت سوسپانسیون؟

6. نقش تثبیت کننده ها و مکانیسم اثر آنها چیست؟

7. انتخاب تثبیت کننده برای سوسپانسیون های مواد آبگریز چگونه توجیه می شود؟

8. چگونه می توان سوسپانسیون را از موادی با خواص آبگریز خفیف تهیه کرد؟

9. نحوه تهیه سوسپانسیون از مواد با هیدرو- مشخص

10. تهیه سوسپانسیون گوگردی چه ویژگی هایی دارد؟

11. شاخص های اصلی برای ارزیابی کیفیت تعلیق چیست؟

12. تعلیق ها در طول نگهداری چه تغییراتی می توانند داشته باشند؟

1. قبل از استفاده، سوسپانسیون را برای موارد زیر تکان دهید:

2. مواد سمی موجود در سوسپانسیون:

2. در صورتی تجویز می شود که مقدار ماده سمی تجویز شده در نسخه از بالاترین دوز منفرد تجاوز نکند.

3. سرعت ته نشینی با:

1. مربع قطر ذره.

2. چگالی ذرات و محیط پراکنده.

3. ویسکوزیته محیط.

4. مزایای سوسپانسیون نسبت به سایر اشکال دارویی عبارتند از:

1. پایداری فیزیکی (رسوب).

2. راحتی فرم دارویی برای بیماران (کودکان) که نمی توانند قرص یا کپسول را قورت دهند.

3. عمر مفید کوتاه - 3 روز.

5. از قانون استوکس چنین است: هر چه درجه آسیاب ذرات بالاتر باشد، پایداری ته نشینی سوسپانسیون ها:

6. از قانون استوکس چنین است: هر چه ویسکوزیته محیط بیشتر باشد، پایداری ته نشینی سوسپانسیون ها:

7. برای تثبیت مواد دارویی با خواص آبگریز برجسته، از ژلاتو به نسبت زیر استفاده می شود:

8. برای تثبیت مواد دارویی با خواص آبگریز خفیف، از ژلاتو به نسبت زیر استفاده می شود:

9. تفکیک (تعلیق و ته نشینی) برای سوسپانسیون موادی که دارای:

1. خواص آب دوست.

2. خواص آبگریز.

10. برای به دست آوردن مواد دارویی ریز آسیاب شده، توصیه می شود ابتدا یک سوسپانسیون غلیظ با آسیاب کردن مواد معلق در آب، محلول های مواد دارویی یا مایع کمکی دیگر به مقدار:

1. 1/1 وزن ماده دارویی در حال له شدن.

2. 1/2 وزن ماده دارویی خرد شده.

3. 2/1 وزن ماده دارویی خرد شده.

11. هنگام تهیه سوسپانسیون های حاوی مواد دارویی با غلظت 3٪، آنها تهیه می شوند:

13. اگر سوسپانسیون حاوی نمک های معدنی باشد، بهتر است سوسپانسیون غلیظ را با مالش مواد با:

1. محلول نمک.

2. آب تصفیه شده.

14. برای تهیه دستور غذا:

Rp.: Solutionis Natrii bromidi 0.5% 120 ml Camphorae 1.0 Coffeini-natrii benzoatis 0.5 ژلاتین مورد نیاز:

15. حجم کل دستور پخت:

Rp.: Solutionis Natrii bromidi 0.5% 120 ml Camphorae 1.0 Coffeini-natrii benzoatis 0.5:

3. دستور غذا بر اساس وزن درست می شود.

16. Rp.: Zinci oxydi; Talci ana 5.0 Aquae purificata 100 میلی لیتر