დერიაგინის წესის ფორმულირება. რკინის ჰიდროქსიდის ჰიდროზოლის სტაბილურობის შესწავლა

მიმდინარე გვერდი: 16 (სულ წიგნს აქვს 19 გვერდი) [ხელმისაწვდომი საკითხავი ამონაწერი: 13 გვერდი]

შრიფტი:

100% +

99. ანტაგონიზმი და სინერგიზმი ელექტროლიტების მოქმედების შედედების პროცესზე

ორმხრივი კოაგულაცია ხდება მაშინ, როდესაც შერეულია ორი კოლოიდი სხვადასხვა მუხტის ნიშნით. თითოეული კოლოიდი შეიძლება ჩაითვალოს ელექტროლიტად, რომელშიც ერთი იონი ნორმალურია, მეორეს კი უზარმაზარი მასა. აქედან გამომდინარეობს, რომ კოლოიდი დადებითად დამუხტული ნაწილაკებით შეასრულებს კოაგულაციის ელექტროლიტის როლს უარყოფითი ნაწილაკების მქონე ხსნარისთვის და პირიქით. ბუნებრივია, ყველაზე სრულყოფილი კოაგულაცია ხდება კოლოიდური ხსნარების გარკვეული ოპტიმალური თანაფარდობით, რომელიც შეესაბამება ნაწილაკების ურთიერთნეიტრალიზაციას. ერთ-ერთი კოლოიდის სიჭარბით მოხდება ნაწილობრივი კოაგულაცია, ან სისტემა დარჩება სტაბილური ჭარბი კოლოიდის დამუხტვის ნიშნით (დატენვა). ელექტროლიტების ნარევებით კოლოიდური ხსნარების კოაგულაციის შედეგები განსხვავებულია. აქ სამი შემთხვევაა:

1) დანამატის ფენომენი;

2) იონთა ანტაგონიზმი;

3) იონური სინერგია.

სამუშაოებში იუ.მ.გლაზმანი, ე.მატიევიჩი და სხვა ავტორებმა შეისწავლეს უფრო რთული, მაგრამ პრაქტიკისთვის ძალიან მნიშვნელოვანი შემთხვევა - კოაგულაცია ელექტროლიტების ნარევით.

დანამატიეფექტი არის ის, რომ ნარევში კოაგულაციის უნარი ემატება არითმეტიკურად შერევის წესის მიხედვით. დანამატის მოქმედების შემთხვევაში, თუ ემატება ერთი ელექტროლიტი 1/2-დან 1 სოლამდე, მაშინ კოაგულაციის მისაღწევად საჭიროა 2/2-დან დამატება. ხშირად შეინიშნება დანამატის ეფექტი, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც კოაგულაცია ხდება ელექტროლიტების ნარევებით იმავე ვალენტობის დომინანტური იონებით.

უკვე დიდი ხანია ცნობილია, რომ ორი კონტრ-იონის დანამატის კოაგულაციის მოქმედებასთან ერთად, მათ მოქმედებაში არის ანტაგონიზმისა და სინერგიზმის შემთხვევები, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ მრავალი ტექნოლოგიური პროცესისთვის, არამედ იონების ზემოქმედების ნიმუშების გასაგებად. ცოცხალი ორგანიზმის ორგანოებსა და ქსოვილებზე, რომლებშიც ბიოლოგიურად აქტიური იონები ხშირად მოქმედებენ როგორც ანტაგონისტები ან სინერგიტები.

ერთი ელექტროლიტის კოაგულაციური მოქმედება იწყება მეორის თანდასწრებით, რაც არის ფენომენი, რომელიც შეინიშნება სხვადასხვა იონების ნარევებში (მაგალითად, Al 3+ და R +), ასევე უარყოფითი სოლის კოაგულაციის დროს. დანამატისგან გადახრის მიზეზები შეიძლება იყოს იონის აქტივობის ელექტროსტატიკური დაქვეითება ელექტროლიტების ნარევში და კომპლექსების წარმოქმნა.

ელექტროლიტების ნარევებით შედედებისას, ზოგიერთ შემთხვევაში, შეინიშნება იონების სინერგიზმი (ანტაგონიზმის ფენომენის საპირისპირო ეფექტი, ე.ი. როდესაც ერთი ელექტროლიტის კოაგულაციის ეფექტი იზრდება მეორის არსებობისას). ელექტროლიტების დაბალი კონცენტრაციის დროს კოლოიდური ხსნარები განიცდიან კოაგულაციას. კოლოიდური ნაწილაკების ზედაპირზე გაძლიერებული სტრუქტურული და მექანიკური თვისებების მქონე ადსორბციული ფენების დამატებითი შექმნით შესაძლებელია ელექტრომაგნიტური კოაგულაციის წინააღმდეგ ხსნარების მდგრადობის მნიშვნელოვნად გაზრდა. ამ ფენებს შეუძლიათ ხელი შეუშალონ ელექტროლიტების კოაგულაციას. ხსნარის ასეთ სტაბილიზაციას ელექტრონებთან მიმართებაში მაკრომოლეკულური ნაერთების (ჟელატინი, აგარ-აგარი, კვერცხის ალბუმინი და ა.შ.) მცირე რაოდენობით ხსნარის დამატებით, დაცვა ეწოდება.

დამცავი ზოლები ძალიან მდგრადია ელექტროლიტების მიმართ. მაგალითად, ვერცხლის კოლოიდური ხსნარები, რომლებიც დაცულია ცილოვანი ნივთიერებებით და გამოიყენება წამლებად (პროტარგალი, საყელო), ხდება ელექტროლიტების მიმართ უგრძნობი და შეიძლება აორთქლდეს სიმშრალემდე. წყლით დამუშავების შემდეგ, მშრალი ნარჩენი კვლავ გარდაიქმნება სოლად. თუმცა, სხვადასხვა ნივთიერებებს აქვთ განსხვავებული დამცავი ეფექტი. ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც საკმარისია ამა თუ იმ სოლის კოაგულაციის თავიდან ასაცილებლად, გარკვეულ სტანდარტულ პირობებში, ემსახურება დამცავი მოქმედების ზომას. მაგალითად, ჟელატინის „ოქროს რიცხვი“ არის 0,01, რაც ნიშნავს, რომ მისი 0,01 მგ იცავს 10 მლ. ოქროს სოლი კოაგულაციის 1 მლ 10% NaCl ხსნარით კვერცხის ალბუმინის „ოქროს რიცხვი“ არის 2,5, სახამებელი 20. ანალოგიურად შეგიძლიათ შეაფასოთ „ვერცხლის ნომერი“, „გოგირდის ნომერი“ და ა.შ.

100. ძლიერ და სუსტად დამუხტული სოლების კოაგულაცია

კოლოიდური ქიმიის განვითარების პროცესში წარმოიშვა მრავალი თეორია, რომელიც ცდილობს დაუკავშიროს ჰიდროფობიური ხსნარების სტაბილურობა (კერძოდ, ელექტროლიტების კოაგულაციური ეფექტი) სისტემის სხვადასხვა პარამეტრებთან და მოვლენებთან, რომლებიც წარმოიქმნება დისპერსიული ფაზის დისპერსიასთან ურთიერთქმედებით. საშუალო. ყველაზე წარმატებული იყო სტაბილურობის თანამედროვე თეორია, რომელიც საბჭოთა მეცნიერების სახელს ატარებს და დასახელებულია როგორც DLVO თეორია. (B.V. Deryagina, L. D. ლანდაუ, ე.ვერვეია, ოვერბეკი). DLVO თეორიის თანახმად, ელექტროლიტების კონცენტრაციის ზრდა დისპერსიულ გარემოში იწვევს დიფუზური ფენის სისქის შემცირებას. დიფუზური ფენის სისქე მცირდება იმ ზომამდე, რომლითაც იწყება მოლეკულური მიზიდულობის ძალები. შედეგად, ხდება აგრეგატის, შემდეგ კი კინეტიკური სტაბილურობის დაკარგვა. კოაგულაციის DLVO ფიზიკური თეორია არის პირველი რაოდენობრივი თეორია. მისი გამოყენება შესაძლებელია კოაგულაციის ზღვრის გამოსათვლელად. შედეგად, შულც-ჰარდის წესი ამ თეორიიდან გამომდინარეობს.

"მეექვსე ხარისხის კანონი" Deryagin Z 6 Z 6 ადგენს კოაგულაციის ზღურბლზე ან კოაგულაციის უნარზე დამოკიდებულებას ( ვ k = 1/Sk) იონის მუხტზე. რაოდენობები ვ k ერთი, ორი და სამი დამუხტული კონტრაიონებისთვის კორელაციაშია ერთმანეთთან, როგორც 1:64:729 შულც-ჰარდის წესის შესაბამისად.

თუ კოაგულაცია ხდება ნაწილაკების მოკლე დიაპაზონის ურთიერთქმედების შედეგად, მაშინ ასეთი სისტემები არასტაბილურია და კოაგულაცია უმეტეს შემთხვევაში შეუქცევად მიმდინარეობს, რადგან პირველი მინიმალური სიღრმე ჩვეულებრივ kT-ზე მეტია. ბარიერის სიმაღლის შემცირება შეიძლება გამოწვეული იყოს სპეციფიკური ადსორბციით. აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვისაუბროთ კოაგულაციის ორ ტიპზე: კონცენტრაცია და ადსორბცია.

უნდა აღინიშნოს, რომ განხილული მარტივი თეორიის შედარება გამოცდილებასთან z > 2-ისთვის შეუძლებელია, რადგან თეორიის ეს ვერსია არ ითვალისწინებს ψ 1 (с) გამრავლებით დამუხტულ კონტრიონებს, როგორც სიდიდის, ისე ნიშნის მიმართ. ψ 1 .

DLVO თეორიის შემდგომი განვითარებით მეორე მინიმუმში ნაწილაკების ორმხრივი ფიქსაციისთვის, შესაძლებელია მიაღწიოთ მაჩვენებლის მნიშვნელობას ტოლი 3,5–2,5. ამას ადასტურებს წარმოსახვითი ექსპერიმენტული მონაცემები შემდგომი ურთიერთქმედების შესახებ.

ყველა თანამშრომლობა ეფუძნება DLVO თეორიას, რომელიც ადგენს კავშირს ელექტრული ფენის თვისებებსა და დისპერსიული სისტემების სტაბილურობას შორის. ამ სამუშაოებში განიხილება უფრო რთული შემთხვევები (მაგალითად, იონების ადსორბციის გათვალისწინებით) და, შესაბამისად, ψ 1 ცვლილება, რომელიც მოდის კოაგულაციის ზონების ფენომენამდე.

ელექტრული ბუნების ან მოგერიების იდეა უფრო ლეგიტიმური ხდება, როდესაც მყარდება კავშირი კოაგულაციის ზონებსა და ψ 1 ცვლილებების ბუნებას ელექტროლიტების ხსნარებში მრავალჯერ დამუხტული კონტრიონებით. ერთი და იგივე შემადგენლობის დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების იგივე მუხტით, აშკარაა, რომ მათ ერთმანეთი ელექტროსტატიკურად უნდა მოიგერიონ.

შესაბამისად, ხარისხობრივი გათვალისწინების ფარგლებში, დიფუზური შრის დეფორმაციისას წარმოიქმნება მოგერიების ძალები და იმისათვის, რომ ნაწილაკები ერთმანეთს მიუახლოვდნენ, საჭიროა გადალახოს ბარიერი, რაც უფრო მაღალია, რაც უფრო მაღალია ψ1 და რაც უფრო ჩამორჩება ზედაპირს, მით უფრო დიდია დიფუზური ფენის სისქე.

მრავალვალენტიანი კონტრაიონებისთვის, ψ 1-ის მნიშვნელობები მცირდება კონცენტრაციის მატებასთან ერთად ბევრად უფრო სწრაფად, რაც განმარტავს შულზე-ჰარდის წესს.

101. ფლოკულაცია, ჰეტეროკოაგულაცია (განმარტებები, მაგალითები)

ფლოკულაცია- კოაგულაციის სახეობა, რომელიც იწვევს ფხვიერი, ქერცლიანი კოაგულატების - ფლოკულების წარმოქმნას.

ხშირ შემთხვევაში, სტაბილურობის დამოკიდებულება, რომელიც გამოიხატება რაოდენობრივი მახასიათებლით, მაგალითად c-დან, დამატებული „დამცავი“ კოლოიდის (HMC) რაოდენობაზე, გადის მკაფიოდ განსაზღვრულ მინიმუმზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სტაბილურობა მცირდება, როდესაც IUD-ს ემატება დამცავი ეფექტისთვის არასაკმარისი რაოდენობით. ეს ფენომენი, რომელიც განსაკუთრებით დამახასიათებელია ხაზოვანი მაკრომოლეკულებისთვის, რომლებსაც აქვთ პოლარული ჯგუფები ჯაჭვის ორივე ბოლოში (მაგალითად, პოლივინილის სპირტები), ამჟამად აიხსნება იმით, რომ გრძელი პოლიმერული მოლეკულა ორივე ბოლოზე მიმაგრებულია დისპერსიული ფაზის ორ სხვადასხვა ნაწილაკზე. , ატარებს მათ ნახშირწყალბადის "ხიდით".

თეორიაში განხორციელებული ფლოკულაციის ფენომენის რაოდენობრივი ინტერპრეტაცია ლა მერა შეხედულებებზე დაყრდნობით I. Langmuir , აჩვენა, რომ მეორე ნაწილაკზე ადსორბციის ალბათობა მეორე ნაწილაკზე უკვე ადსორბირებული მოლეკულებისთვის რაც მეტი იქნება, მით მეტია ამ მოლეკულების რაოდენობა და უფრო დიდია თავისუფალი ზედაპირის ფრაქცია. შესაბამისად, მინიმალური სტაბილურობა შეესაბამება ზედაპირის ფენის ნახევრად შევსებას მაკრომოლეკულებით.

ეს ფენომენი (ფლოკულაცია), ფლოკულანტების შედარებითი სიიაფის გამო, ფართოდ გამოიყენება სუსპენზიების, ხსნარების დასალექად და განსაკუთრებით ბუნებრივი და ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად.

ჰეტეროკოაგულაცია- ურთიერთქმედება ნაწილაკებს შორის, რომლებიც განსხვავდება შემადგენლობით ან ზომით. ჰეტეროკოაგულაციის კონცეფცია ზოგადია, ის მოიცავს, როგორც განსაკუთრებულ შემთხვევას, ჩვენს მიერ განხილული ორი იდენტური სხეულის ურთიერთქმედებას.

ჰეტეროკოაგულაციის მაგალითია ორმხრივი კოაგულაცია საპირისპიროდ დამუხტული ნაწილაკები. ამ შემთხვევაში ელექტროსტატიკური ძალები ცვლის ნიშანს და იქცევა მიმზიდველ ძალებად. ენერგეტიკული ბარიერის არარსებობა იწვევს სწრაფ კოაგულაციას ნებისმიერ მნიშვნელობებზე თან.

ეს პროცესი ფართოდ გამოიყენება დისპერსიული სისტემების პრაქტიკული განადგურებისთვის, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ბუნებრივი და სამრეწველო წყლების გაწმენდის პრობლემასთან დაკავშირებით. ასე რომ, წყალსადენის დროს, სანამ წყალი ქვიშის ფილტრებში შევა, მას ემატება Al 2 (SO 4) 3 ან FeCl 3; ჰიდროლიზის შედეგად წარმოქმნილი Fe ან Al ოქსიდების ჰიდრატების დადებითად დამუხტული სოლები იწვევენ ნიადაგის შეჩერებული უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების სწრაფ კოაგულაციას. სოლების ურთიერთკოაგულაციის ფენომენს დიდი მნიშვნელობა აქვს მთელ რიგ ბუნებრივ და ტექნოლოგიურ პროცესებში. ორმხრივი შედედება ბუნებაში ხშირია (მაგალითად, ზღვისა და მდინარის წყლის შერევისას). მდინარის წყლის კოლოიდების კოაგულაცია ხდება შემდეგნაირად. ზღვის წყლის მარილის იონები ადსორბირდება მდინარის წყლის დამუხტულ კოლოიდურ ნაწილაკებზე. ადსორბციის შედეგად ნაწილაკები გამოიყოფა, გაერთიანებულია დიდ აგრეგატებში და დეპონირდება. ამიტომ ფსკერზე თანდათან გროვდება ბევრი სილა, მოგვიანებით კი კუნძულები და ზედაპირები წარმოიქმნება. ასე წარმოიქმნა ჩვენი მრავალი მდინარის დელტა.

DLVO თეორიის გამოყენებაჰეტეროკოაგულაციის პროცესებზე გვიჩვენებს, რომ ზოგიერთ შემთხვევაში, არა მხოლოდ U ter, არამედ U ნიშანს ცვლის. ლონდონის ძალების ბუნება ამ შემთხვევებში არ იცვლება, ისინი ყოველთვის მიზიდულობის ძალები არიან. ადსორბირებული კოლოიდების ფიქსაციის პროცესში არსებით როლს თამაშობს მათი კოაგულაცია, რომელიც გამოწვეულია ადსორბირებული ნაწილაკების და ადსორბენტის ზედაპირის საპირისპირო მუხტებით.

ლ.ა.კულსკი აღმოჩნდა, რომ კოაგულაციას განიცდის არა წყლის კოლოიდური მინარევები, არამედ კოაგულანტის ჰიდროლიზის დროს წარმოქმნილი ჰიდროქსიდები. თავად წყლის გაწმენდა ხდება არა კოაგულაციის შედეგად, არამედ ჰიდროქსიდების ზედაპირზე კოლოიდური მინარევების ადსორბციის გამო. ალუმინის ჰიდროქსიდის ნაწილაკების კოაგულაცია და მათთან დაკავშირებული ნალექი წყლიდან ხდება წყალში გახსნილი ელექტროლიტების მოქმედებით.

102. ელექტროლიტების გავლენა ელექტროკინეტიკური პოტენციალზე. კოაგულაციის ზონა

ღირებულება ζ -პოტენციალი განისაზღვრება ხსნარში ელექტროლიტების მთლიანი შემცველობით. კონცენტრაციის ზრდა იწვევს დიფუზური ფენის სისქის შემცირებას და, შესაბამისად, თან ახლავს ელექტროკინეტიკური პოტენციალის შემცირებას. ეს დამოკიდებულია არა მხოლოდ იონების კონცენტრაციაზე, არამედ მათ ვალენტობაზეც და კონტრიონები, ანუ იონები, რომელთა მუხტი საპირისპიროა ნაწილაკების მუხტისა, განსაკუთრებით მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ. განსაკუთრებით ძლიერი გავლენა ζ -პოტენციალს ახორციელებენ ერთვალენტიანი რთული ორგანული იონები (საღებავები, ალკალოიდები და ა.შ.), რომელთა მოქმედება შეესაბამება ორვალენტიანი არაორგანული იონების პოტენციალის ზემოქმედებას.

გამოცდილება აჩვენებს, რომ წყალბადის და ჰიდროქსიდის იონები, მაღალი ვალენტურობის იონები (AI 3+, Fe 3+, PO 3-, ციტრატის იონები და ა. ζ -პოტენციური, მაგრამ ასევე გარკვეული კონცენტრაციით იწვევს მისი ნიშნის ცვლილებას.

კოაგულაციის დროს ნაწილაკები უნდა მიუახლოვდნენ ისეთ მანძილზე, რომ ურთიერთმიზიდულობის ენერგია მეტი იყოს თერმული (ბრაუნის) მოძრაობის ენერგიაზე, რომელიც აშორებს ნაწილაკებს ერთმანეთისგან. საჭირო მიდგომას ხელს უშლის ელექტროსტატიკური მოგერიება, რომელიც ხდება დიფუზური ფენის იონური გარსების შეხებისას. როდესაც ელექტროლიტი შედის კოლოიდურ ხსნარში, ხდება ორი დამოუკიდებელი პროცესი.

Პირველი- იონების გაცვლის ადსორბცია გარე დიფუზურ გარსში, ანუ დიფუზური ფენის იონების გაცვლა შეყვანილი ელექტროლიტის დომინანტური იონებისთვის; ეს ხსნის მათ გატაცებას კოაგულუმის მიმართ.

მეორე პროცესი– ამ დიფუზური ფენის შეკუმშვა, რის შედეგადაც მისი ზოგიერთი იონი გადადის ელექტრული ორმაგი შრის შიდა (ჰელმჰოლცის) ნაწილში. დიფუზური ფენის სისქის შემცირების გამო კოლოიდური ნაწილაკები იძენენ უფრო ახლოს მიახლოების შესაძლებლობას მათ შორის საგრებელი ძალების გარეშე; საკმარისად მცირე მანძილზე, ურთიერთმიზიდულობის ძალებს შეუძლიათ გამოიწვიონ ადჰეზია, ნაწილაკების კოაგულაცია.

ელექტრული ორმაგი ფენის შეკუმშვა შეიძლება შეფასდეს ინციდენტის მიხედვით ζ -პოტენციალი, რომელიც ჩვეულებრივ შეინიშნება ელექტროლიტის დამატებისას. მისი ვარდნა თავისთავად არ არის კოაგულაციის მიზეზი, მაგრამ ემსახურება როგორც ელექტრული ორმაგი ფენის სტრუქტურაში მომხდარი ცვლილებების ინდიკატორი. კავშირი ζ -კოაგულაციის პოტენციალი კარგად ვლინდება არარეგულარული რიგების ან კოაგულაციის ზონების გამოჩენაში და შეიძლება მივიჩნიოთ მაგალითად. სამ და ოთხვალენტიანი ლითონების იონები, ისევე როგორც დიდი ორგანული კათიონები, როდესაც ემატება უარყოფით ხსნარს მზარდი რაოდენობით, სულ სხვაგვარად იქცევა. თავდაპირველად, კოაგულაციის ზღურბლის მიღწევისას, ისინი, სხვა კოაგულაციური იონების მსგავსად, იწვევენ სოლის (პირველი კოაგულაციის ზონის) კოაგულაციას. შემდეგ, ხსნარის ახალ ნაწილში ელექტროლიტების უფრო მაღალი კონცენტრაციით, კოაგულაცია არ ხდება (სტაბილურობის ზონა). გარდა ამისა, ელექტროლიტების კიდევ უფრო მაღალი კონცენტრაციით, კოაგულაცია კვლავ ხდება (კოაგულაციის მეორე ზონა). მეორე სტაბილურობის ზონაში, როგორც ადვილი დასადგენია ელექტროფორეზით, კოლოიდურ ნაწილაკებს აღარ აქვთ უარყოფითი მუხტი, არამედ დადებითი. ცხადია, მაღალადსორბირებული მაღალ დამუხტული კათიონები და დიდი ორგანული კათიონები შეიძლება შევიდნენ ორმაგი შრის ჰელმჰოლცის ნაწილში სუპერექვივალენტური რაოდენობით. ამის გამო მათ თანმხლები ანიონები შედიან ორმაგი შრის დიფუზურ ნაწილში, რაც ცვლის ნიშანს. ζ - პოტენციალი.

ეს ფენომენი დასახელდა კოაგულაციის ზონები, რომელიც შედგება მეორე სტაბილურობის ზონის გამოჩენაში კოაგულაციის ზონის შემდეგ ელექტროლიტების კონცენტრაციის გაზრდით. ამ მეორე ზონაში ნაწილაკების მუხტი საპირისპირო სტაბილურობის ზონაში მუხტის საპირისპიროა. შემდგომი ზრდით თანრაღაც ახალ კრიტიკულ მნიშვნელობაზე დან - მდეხდება კოაგულაციის მეორე ზონა.

103. სწრაფი კოაგულაციის კინეტიკა. სმოლუჩოვსკის თეორია

კონცენტრაციების ვიწრო დიაპაზონში აღინიშნება სწრაფი ზრდა ვგარკვეულ მნიშვნელობამდე, რომელიც არ იცვლება შემდგომი გაზრდით თან. ამის მიხედვით შეიძლება გამოიყოს სამი მკაფიოდ გამოყოფილი ზონა: სტაბილურობა, ნელი კოაგულაცია (ზღვრული sk m) და სწრაფი კოაგულაცია (ck b ზღვრით).

რადგან ზრდასთან ერთად თან U ენერგეტიკული ბარიერის სიმაღლე მცირდება, დაკვირვებული კანონზომიერება შეგვიძლია ავხსნათ იმით, რომ c=ccm-ზე არის გარკვეული ალბათობა, რომ „ყველაზე ცხელი“ (T ≥ U)ნაწილაკები; გარდა ამისა, ეს ალბათობა იზრდება და c > ck-სთვის b აღწევს ზღვრულ მნიშვნელობას - ერთიანობას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ რეგიონში ბარიერი იმდენად შემცირებულია, რომ ყველა ნაწილაკი გადალახავს მას და ნაწილაკების შეერთებამდე მიმავალი ეფექტური შეჯახების რაოდენობა აღარ იცვლება. ეს რიცხვი დამოკიდებულია მხოლოდ ნაწილაკების კონცენტრაციაზე ვდა მათი სიჩქარე.

სწრაფი კოაგულაციის რეგიონი განისაზღვრება, როგორც რეგიონი, რომელშიც ყველა ზემოქმედება ეფექტურია.

ამ რეგიონისთვის v-ის გამოთვლა ძალიან გამარტივებულია, რადგან ის მცირდება შეჯახების რაოდენობის დათვლამდე. თუმცა, აქ ბევრი სირთულე წარმოიქმნება, რადგან უნდა გავითვალისწინოთ არა მხოლოდ პირველადი ნაწილაკების შეჯახება, არამედ კოაგულაციის პროცესში წარმოქმნილი უფრო რთული. ეს ამოცანა ბრწყინვალედ მოგვარდა მ.სმოლუჩოვსკი (1916), რომელმაც შესთავაზა სწრაფი კოაგულაციის კინეტიკის რაოდენობრივი ინტერპრეტაცია ნაწილაკების ბრაუნის მოძრაობის (დიფუზიის) გათვალისწინებით.

პროცესის სიჩქარე ვ არის v კონცენტრაციისა და ბრაუნის მოძრაობის ინტენსივობის ფუნქცია, რომელიც ხასიათდება დიფუზიის კოეფიციენტით. დ.

კოაგულაციის კინეტიკა შეიმუშავა მ. სმოლუჩოვსკიმ ერთგვაროვანი სფერული ნაწილაკების უმარტივეს შემთხვევასთან მიმართებაში. როდესაც მიღწეულია ელექტროლიტის ცნობილი კონცენტრაცია, რომელიც შეესაბამება სტაბილურობის ზღვარს, საწყისი ერთი ნაწილაკები, შეჯახებისას, წარმოქმნიან ორმაგ ნაწილაკებს; ისინი, თავის მხრივ, ერთმანეთს ან პირველადი ნაწილაკების შეჯახებისას წარმოქმნიან უფრო და უფრო რთულ (ხუთი, ექვსი და ა.შ.) აგრეგატებს. თუ ჩვენ აღვნიშნავთ p 1, p 2, p 3, ... ნაწილაკების კონცენტრაციას, რომელიც შედგება ერთი, ორი, სამი საწყისიდან, მაშინ ყველა ნაწილაკების საერთო რაოდენობა კოაგულაციის დაწყების შემდეგ არის Σp = p 1 + p 2. + p 3 + ...

ვინაიდან ორი ნაწილაკების ყოველი კომბინაციით ერთი წარმოიქმნება (განახევრება ხდება), კოაგულაციის პროცესი ფორმალურად მიმდინარეობს ბიმოლეკულური რეაქციის სახით, ანუ ნაწილაკების საერთო რაოდენობა დროთა განმავლობაში მცირდება მეორე რიგის რეაქციის კინეტიკური განტოლების მიხედვით:

სად კარის კოაგულაციის სიჩქარის მუდმივა, რომელიც დამოკიდებულია ნაწილაკების დიფუზიის სიჩქარის მუდმივზე და მიზიდულობის სფეროს რადიუსზე.

სმოლუჩოვსკის თეორიაარაერთხელ დაექვემდებარა ექსპერიმენტულ შემოწმებას. ღირებულებები ვ(პროცესის სიჩქარე) და ξ , (კოაგულაციის პერიოდი) განისაზღვრება ექსპერიმენტულად: ან პირდაპირი გზით - ულტრამიკროსკოპიული მეთოდით ნაწილაკების რაოდენობის დათვლით ერთეულ მოცულობით დროის სხვადასხვა მომენტში, მრუდების აგებით. v-t,ან სინათლის გაფანტვის მეთოდით რეილის ფორმულის გამოყენებით. ღირებულებები ვ გვხვდება მრუდეზე ტანგენსის დახრილობის ტანგენსი, მნიშვნელობები ξ - კოორდინატებში სწორი ხაზის დახრილობის ტანგენტით. უნდა აღინიშნოს, რომ სავარაუდო შეფასებისთვის ვდა დან - მდეხშირად გამოიყენება კოაგულაციური აგენტის ზემოქმედების დაწყებიდან ხსნარის შესამჩნევი დაბინდვის დაწყებამდე გასული დრო, აგრეთვე ხსნარის ოპტიკური სიმკვრივის (ან სინათლის გაფანტვის) თანაფარდობა მოცემულ სტანდარტულ დროში ( მაგალითად, დაწყებიდან 1 ან 24 საათი) საწყის ოპტიკურ სიმკვრივემდე. ამ მეთოდს ჩვეულებრივ უწოდებენ ტურბიდიმეტრულ ან ნეფელომეტრულს. სწრაფი კოაგულაციის თეორიის ექსპერიმენტული დადასტურება არის დიფუზიისა და ბრაუნის მოძრაობის თეორიის ძირითადი იდეების სისწორის შესანიშნავი დასტური.

104. კოაგულაციის კინეტიკა. კოაგულაციის პროცესის შექცევადობა. პეპტიზაცია

საბჭოთა ფიზიკოსისა და ქიმიკოსის N.A.Fuchs-ის მიერ შემუშავებული თეორიათავდაპირველად აეროზოლური კოაგულაციისთვის, იგი ითვალისწინებს ნაწილაკების ურთიერთქმედებას კინეტიკურ განტოლებებში ენერგიის ბარიერის მნიშვნელობის შეყვანით.

სად ვ- კოაგულაციის შენელების კოეფიციენტი ან შემთხვევითი ფაქტორი, რომელიც აჩვენებს რამდენჯერ მცირდება პროცესის სიჩქარე სწრაფ კოაგულაციასთან შედარებით.

განტოლებიდან ჩანს, რომ კოაგულაცია მკვეთრად ნელდება ენერგეტიკული ბარიერის სიმაღლის მატებასთან ერთად. შენ,გამოხატული ერთეულებით კტ, ასევე დიფუზური ფენის სისქის მატებით (დამუხრუჭება „შორეულ“ მიდგომებთან) და ნაწილაკების რადიუსის შემცირებით.

თეორია აჩვენებს ხაზოვან ურთიერთობას ვსაწყისი თანექსპერიმენტულად დადასტურებული. შედეგის ფიზიკური მნიშვნელობა შეესაბამება იმ ფაქტს, რომ კოაგულაციის სიჩქარე ძალის ველში უფრო მეტია, ვიდრე სწრაფი კოაგულაციის შემთხვევაში ველის არარსებობის შემთხვევაში. შესაბამისად, ენერგიის პარამეტრების გავლენა პროცესის კინეტიკაზე აღწერილია ნელი კოაგულაციის თეორიით.

ნელი კოაგულაციაშეიძლება აიხსნას ენერგეტიკული ბარიერის არსებობის გამო შეჯახებების არასრული ეფექტურობით.

კოაგულაციის პროცესის შექცევადობა- კოაგულირებული სისტემების პეპტიზაციის უნარი.

ნალექებს, რომლებიც ცვივა კოაგულაციის დროს, განსხვავებული სტრუქტურა აქვთ. ზოგიერთი მათგანი მკვრივი, კომპაქტურია, რაც მიუთითებს ნაწილაკების მჭიდრო კონტაქტზე და კოაგულაცია შეუქცევადია. სხვა კოაგულატები იკავებენ დიდ მოცულობას და აქვთ ფხვიერი, ღია სტრუქტურა. ნაწილაკები მათში რჩება იზოლირებული, გამოყოფილი თხევადი და შეკუმშული ელექტრული ფენების თხელი ფენებით. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ელექტრული ორმაგი ფენის დიფუზიის ხარისხის გაზრდით, შეიძლება კვლავ გადავიდეს კოაგულატი sol მდგომარეობაში. მართლაც, ზოგიერთ შემთხვევაში, ელექტროლიტ-კოაგულატორის მოშორებით ნალექის გარეცხვით, შესაძლებელია მოხდეს პროცესის ინდუქცია, რომელიც არის კოაგულაციის საპირისპირო - პეპტიზაცია (კოაგელის სოლში გადასვლა).

პეპტიზაცია- ეს არის ნაწილაკების დაშლა, მათ შორის კავშირის დარღვევა, მათი ერთმანეთისგან დაშორება. მით უფრო სავარაუდოა პეპტიზაცია, რაც უფრო ლიოფილიზებულია საწყისი სოლი და რაც უფრო ნაკლები დრო გადის კოაგულაციის მომენტიდან, რადგან დროთა განმავლობაში, მოკლე დიაპაზონის ურთიერთქმედებისას, ნაწილაკების თანდათანობითი შერწყმა ხდება დისპერსიისა და ზედაპირის ენერგიის შემცირებით. ამ შემთხვევაში კოაგულაცია შეუქცევადი ხდება, პეპტიზაცია გამორიცხულია. როგორ ვივარჯიშოთ პეპტიზაციადამოკიდებულია კოაგულაციის მიზეზებზე. მართლაც, პეპტიზაცია შესაძლებელი იქნება, თუ კოაგულატი გამოირეცხება ელექტროლიტიდან წყლით (დეკანტაციის, ფილტრაციის ან დიალიზის გამოყენებით). მაგალითად, გარეცხვით შესაძლებელია სილიციუმის დიოქსიდის, კალის დიოქსიდის, ლითონის სულფიდების და გოგირდის ახალი ნალექების პეპტიზირება, განსაკუთრებით შედედებული ერთჯერადი დამუხტული იონებით. სუფთა სითხით პეპტიზაციის მაგალითია თიხის პეპტიზაცია წყლის მოქმედებით. წყალთან ურთიერთქმედებისას თიხის ნაწილაკების ზედაპირზე ჩნდება იონ-ხსნარების ფენები, რომლებიც ასუსტებს კავშირს თიხის ნაწილაკებს შორის; შედეგად წარმოიქმნება წყალში თიხის საკმაოდ სტაბილური სუსპენზია. პეპტიზაცია უფრო მარტივად მიმდინარეობს მცირე რაოდენობით პეპტიზირებული აგენტის დამატებით, რაც შესაძლებელს ხდის ელექტრული ორმაგი ფენის სტრუქტურის აღდგენას. პეპტიზერები პოტენციური წარმომქმნელი ელექტროლიტებია. ნიადაგები წყალგამტარია, ძლიერ ადიდებული, უსტრუქტურო, ერთი სიტყვით, პეპტიზირებული. საპნის გამრეცხვის მოქმედებაც დაკავშირებულია პეპტიზაციის პროცესთან. ცხიმოვანი მჟავების იონები ადსორბირდება "ჭუჭყიანი" ნაწილაკების ზედაპირზე, რითაც აშორებენ მათ დაბინძურებულ ზედაპირს და გარდაქმნიან სოლ მდგომარეობაში - ისინი პეპტირდებიან; წყლისა და ქაფის ბუშტების ნაკადი აშორებს ხსნარს ობიექტიდან.

სოლის კოაგულაციის შესწავლისას წარმოიშვა მრავალი თეორია, რომელთა დახმარებით ისინი ცდილობდნენ აეხსნათ ყველა დაკვირვებული ნიმუში ხარისხობრივ და რაოდენობრივ დონეზე.

ასე რომ, 1908 წელს გ.ფრაინდლიხმა ჩამოაყალიბა ძირითადი დებულებები კოაგულაციის ადსორბციის თეორიაშეინიშნება როდესაც ელექტროლიტები ემატება sol. ამ თეორიის მიხედვით, კოლოიდური ნაწილაკების აგრეგაცია ხდება გრანულის ზედაპირის მიერ კონტრაიონების ადსორბციისა და მისი ზეტა პოტენციალის მნიშვნელობის შემცირების გამო. თუმცა, ეს თეორია შეზღუდული იყო, რადგან მხედველობაში მიიღო მხოლოდ ელექტროლიტების ეფექტი და ვერ ახსნა ის ფაქტები, რომლებშიც ნაწილაკების გადაბმა დაკავშირებული იყო მხოლოდ მიცელის დიფუზური შრის ცვლილებებთან, ხოლო გრანულის ζ პოტენციალის მნიშვნელობა უცვლელი რჩებოდა.

მოგვიანებით განვითარდა გ.მიულერი ელექტროსტატიკური თეორია, რაც უკვე გამომდინარეობს იქიდან, რომ ელექტროლიტის შეყვანა ხსნარში არ ცვლის მთლიან მუხტს ნაწილაკების ელექტრო ორმაგ შრეში, არამედ იწვევს დიფუზური ფენის შეკუმშვას (ზომაში შემცირებას). ეს იწვევს სისტემის სტაბილურობის შემცირებას.

ადსორბცია, ელექტროსტატიკური და კოაგულაციის სხვა მრავალი თეორია ვერ ხსნიდა ყველა დაკვირვებულ ექსპერიმენტულ ფაქტს, მაგრამ მათ დადებითი როლი ითამაშეს კოლოიდური სისტემების სტაბილურობის შესახებ იდეების განვითარებაში. მათი ყველაზე მნიშვნელოვანი დებულებები გახდა სტაბილურობის თანამედროვე თეორიის განუყოფელი ნაწილი, რომელიც კარგად ეთანხმება ტიპიური ლიოფობიური დისპერსიული სისტემების ქცევას.

ეს თეორია შეიქმნა 1937-1943 წლებში. ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად ბ.ვ. დერიაგინი და ლ.დ. ლანდაუ სსრკ-ში და ე.ვერვეი და ჯ.ტ.ოვერბეკი ჰოლანდიაში. ავტორების სახელების პირველი ასოების შესაბამისად, თეორიას ეწოდება DLFO.

ამ თეორიის მიხედვით, ბრაუნის მოძრაობის გამო ხსნარში მყოფ კოლოიდურ ნაწილაკებს შეუძლიათ თავისუფლად მიუახლოვდნენ ერთმანეთს, სანამ არ შეეხებიან მათ თხევად დიფუზურ გარსებს ან ფენებს. ამ შემთხვევაში, მათ შორის ურთიერთქმედების ძალები არ წარმოიქმნება. შემდგომი მიახლოებისთვის, ნაწილაკებმა უნდა დეფორმირონ თავიანთი დიფუზური გარსი ისე, რომ მოხდეს მათი ურთიერთგადახურვა (ან შეღწევა ერთმანეთში). მაგრამ სითხეები ცუდად შეკუმშულია და დეფორმაციის საპასუხოდ ე.წ წნევის ძალების დაშლარაც აფერხებს ამ პროცესის განხორციელებას. უფრო მეტიც, რაც უფრო დიდია დიფუზური ფენის ზომები, მით მეტია დაშლილი წნევის ძალები.

ბორის ვლადიმიროვიჩ დერიაგინი (1902 - 1994)- რუსი ფიზიკოსი, პროფესორი (1935), სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის წევრ-კორესპონდენტი (1946), რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი (1992). მან შექმნა დოქტრინა ზედაპირული ძალების და მათი გავლენის შესახებ დაშლილ წნევაზე და თხელი თხევადი ფენების თვისებებზე. პრიზი მათთვის. მ.ვ.ლომონოსოვის სახელობის სსრკ მეცნიერებათა აკადემია (1958), სსრკ სახელმწიფო პრემია (1991). 1936-1994 წლებში ხელმძღვანელობდა მის მიერ შექმნილ ლაბორატორიას და სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ფიზიკური ქიმიის ინსტიტუტის სორბციის პროცესების განყოფილებას. მრავალი წლის განმავლობაში იყო ჟურნალ „კოლოიდების ქიმიის“ მთავარი რედაქტორი. 1962 - 1973 წლებში ივარაუდა წყლის განსაკუთრებული სახეობის - პოლიწყლის არსებობა. შემდეგ მან უარყო საკუთარი თავი, აღმოაჩინა მინარევების - სილიკატების კრიტიკული გავლენა.

თუ შეჯახებულ ნაწილაკებს აქვთ საკმარისი კინეტიკური ენერგია ამ ძალების მოქმედების დასაძლევად, მაშინ მათი დიფუზური ფენები გადაიფარება, მაგრამ ამ მომენტში მათსა და გრანულებს შორის წარმოიქმნება ელექტროსტატიკური მოგერიების ძალები (რადგან მათ აქვთ იგივე ნიშნის მუხტი) (ნახ. 68).

ბრინჯი. 68. კოლოიდური ნაწილაკების ურთიერთქმედების სქემა: ა- აგრეგატულად სტაბილური სისტემა; ბ- დიფუზური ფენების გადახურვა; ვ- კოაგულაცია

ლ ev Davidovich Landau (1908 - 1968),ხშირად მოიხსენიება როგორც დაუ - საბჭოთა ფიზიკოსი, სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი (აირჩიეს 1946 წელს). ნობელის, ლენინის და სამი სტალინის პრემიის ლაურეატი, სოციალისტური შრომის გმირი. დანიის, ნიდერლანდების, აშშ-ს, საფრანგეთის, ლონდონის ფიზიკური საზოგადოებისა და ლონდონის სამეფო საზოგადოების მეცნიერებათა აკადემიების წევრი. თეორიული ფიზიკის კურსის შექმნის ინიციატორი და თანაავტორი, რომელმაც გაიარა მრავალი გამოცემა და ითარგმნა მრავალ ენაზე. რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ბირთვული ფიზიკის დეპარტამენტის მიერ 1998 წლიდან დაჯილდოვებული ოქროს მედალი ლანდაუს სახელს ატარებს.

რაც უფრო დიდია გრანულების ζ პოტენციალი, მით უფრო ძლიერია ნაწილაკების ურთიერთ მოგერიება.

ამ ძალების გადალახვის და გრანულების მიახლოების შემთხვევაში ≈ 10-7 სმ ან ნაკლები მანძილით (ანუ დისპერსიული საშუალების ერთი მოლეკულის ზომაზე ტოლი ან ნაკლები მანძილი), ე.წ. მათ შორის წარმოიქმნება ვაალის მიზიდულობის ძალები, რომლებსაც აქვთ ფიზიკური ბუნება. ისინი იწვევენ კოლოიდური ნაწილაკების ერთმანეთთან ადჰეზიას (დაკავშირებას).

ჩვეულებრივ, სტაბილიზირებულ ჰიდროფობიურ ხსნარში, ეგრეთ წოდებული აქტიური ნაწილაკების მხოლოდ მცირე ნაწილს აქვს კინეტიკური ენერგიის საკმარისი მარაგი, რათა გადალახოს ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი ძალის ეფექტი დარტყმის დროს. ამიტომ, ასეთი კოლოიდური სისტემები ინარჩუნებენ სტაბილურობას მეტ-ნაკლებად დიდი ხნის განმავლობაში (დამოკიდებულია მათი სტაბილიზაციის ხარისხზე). ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ბრაუნის მოძრაობის სიჩქარე და ინტენსივობა. ეს იწვევს კოლოიდური ნაწილაკების კინეტიკური ენერგიის ზრდას. მათი რიცხვი სულ უფრო აქტიურდება. შედეგად, ზემოქმედებისთანავე, ისინი უფრო ხშირად იწყებენ ერთმანეთთან შეკვრას და სოლის აგრეგაციული სტაბილურობა მცირდება.

ნებისმიერი სხვა გარეგანი ზემოქმედება, რომელიც მოქმედებს სოლზე და იწვევს დიფუზური ფენების ზომის და ζ პოტენციალის მნიშვნელობის შემცირებას, ასევე ხელს შეუწყობს კოაგულაციის პროცესებს.

ყველაზე ნაკლებად სტაბილურია კოლოიდური სისტემები, რომლებშიც დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს არ აქვთ ორმაგი ელექტრული ფენა და გამხსნელის მოლეკულების დამცავი გარსი.

ამ შემთხვევაში, მოგერიების ელექტროსტატიკური ძალები და დაშლილი წნევის ძალები არ წარმოიქმნება ნაწილაკებს შორის და, შესაბამისად, მათ შორის პრაქტიკულად ნებისმიერი შეჯახება გამოიწვევს ორმხრივ ადჰეზიას.

DLVO-ს კოაგულაციის ფიზიკურ თეორიას აქვს დიდი მათემატიკური აპარატურა და შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა რაოდენობრივი გამოთვლების განხორციელებას, რომლებიც კარგად შეესაბამება დაკვირვებულ ექსპერიმენტულ ფაქტებს.

კოაგულაციის ელემენტარული აქტი ხდება ნაწილაკების "ახლოვე ურთიერთქმედების" შედეგად. ნალექი მკვრივია და შეუქცევადია, რადგან მიზიდულობის ენერგია გაცილებით მეტია, ვიდრე მოგერიების ენერგია. აქ ნაწილაკებს შორის პირდაპირი კონტაქტია, პირველი მინიმალურის შესაბამისი დისტანციებზე წარმოიქმნება კონდენსაცია-კრისტალიზაციის სტრუქტურები ან უხეში დისპერსიები. 2. თუ ბარიერის სიმაღლე დიდია და მეორე მინიმუმის სიღრმე მცირეა, ნაწილაკები ვერ გადალახავენ ბარიერს და განსხვავდებიან ურთიერთქმედების გარეშე. ეს არის „აგრეგატიულად სტაბილური სისტემის“ შემთხვევა. ეს სტაბილურობა შეიძლება დაირღვეს ორი გზით. ა) ნაწილაკების კინეტიკური ენერგიის ზრდა იწვევს შეჯახების რაოდენობის ზრდას. თუ სწრაფი ნაწილაკების ენერგია აჭარბებს პოტენციურ ბარიერს, მაშინ ნაწილაკები შეიძლება ერთმანეთს შეეკრას. ამიტომ ტემპერატურის მატებამ შეიძლება გამოიწვიოს სისტემის კოაგულაცია. ბ) პოტენციური ბარიერი შეიძლება შემცირდეს სისტემაში ელექტროლიტების დამატებით. ამ შემთხვევაში დიფუზური ნაწილის შეკუმშვის გამო ხდება DEL შეკუმშვა, რის შედეგადაც ნაწილაკები უახლოვდებიან ერთმანეთს უფრო მცირე მანძილზე, სადაც იზრდება მიზიდულობის ძალები. ნახ.4.3 ელექტროლიტური ზემოქმედების სქემა კოაგულაციაზე: 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, სტაბილური მდგომარეობა კვლავ ხდება (ნაწილი 2-3). განყოფილებაში 3-4, სისტემა კვლავ კოაგულირებულია კონცენტრირებული კოაგულაციის სქემის მიხედვით. 1-2 განყოფილებისგან განსხვავებით, სადაც კოაგულაცია ხდება Al3+ იონებით, 3-4 ზონაში კოაგულაცია ხორციელდება Cl– იონებით, ვინაიდან ნაწილაკების მუხტი დადებითი გახდა. 4.10 კოაგულაცია ელექტროლიტების ნარევით სამრეწველო პირობებში კოაგულაციისთვის გამოიყენება არა ერთი ელექტროლიტი, არამედ რამდენიმე ელექტროლიტის ნარევი. ორი ელექტროლიტის ნარევის კოაგულაციის მოქმედება ხშირად არ არის დანამატი. ზოგჯერ ელექტროლიტი საჭიროა ერთზე მეტი მათგანის ნარევში - ეს არის ანტაგონიზმის ფენომენი. თუ ელექტროლიტების ნარევი ერთ ელექტროლიტზე უფრო ეფექტურია, მაშინ ჩნდება სინერგიის ფენომენი, მათ ნარევში ნაკლები სჭირდებათ, ვიდრე თითოეულს ცალკე. ადიტიური მოქმედების დროს ელექტროლიტები კოაგულირებენ ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად. ორი ელექტროლიტის ნარევის დასახასიათებლად მოსახერხებელია გამოვიყენოთ კოაგულაციის ზღურბლის g 1 დამოკიდებულება კოაგულაციის ზღურბლზე g 2 . დანამატის მოქმედებით, დამოკიდებულება g 1 - g 2 არის წრფივი. სინერგიზმს ახასიათებს მრუდი 2, თუ პირველი ელექტროლიტი მიიღება გ 1/2 ოდენობით, მაშინ მეორე ელექტროლიტი მიიღება გ 2 ოდენობით.< 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

მისი დისპერსიის დროს წვრილად დაფქული სამკურნალო ნივთიერების მისაღებად რეკომენდებულია გამხსნელის დამატება დაქუცმაცებული სამკურნალო ნივთიერების მასის ნახევარში.

წესის ახსნა[რედაქტირება]

სამკურნალო ნივთიერების ნაწილაკებს აქვთ ბზარები (გრიფითსის ხარვეზები), რომლებშიც სითხე აღწევს. სითხე ახდენს ნაწილაკზე განცალკევებულ წნევას, რომელიც აღემატება შეკუმშვის ძალებს, რაც ხელს უწყობს დაფქვას. თუ დასაფქვავი ნივთიერება შეშუპებულია, მაშინ მას კარგად დაფქვავენ მშრალი სახით და მხოლოდ ამის შემდეგ უმატებენ სითხეს. სამკურნალო ნივთიერების დაფქვის შემდეგ, აჟიტაცია გამოიყენება ნაწილაკების ფრაქციაციისთვის. რეზუსპენზია მდგომარეობს იმაში, რომ როდესაც მყარი აურიეთ სითხეში, მისი მოცულობით 10-20-ჯერ აღემატება მასას, მცირე ნაწილაკები სუსპენზიაშია, ხოლო მსხვილი ნაწილაკები ძირში დნება. ეს ეფექტი აიხსნება სხვადასხვა ზომის ნაწილაკების დალექვის სხვადასხვა სიჩქარით (სტოქსის კანონი). ყველაზე დაქუცმაცებული ნაწილაკების სუსპენზია დრენირებულია, ნალექი კვლავ დაქუცმაცებულია და აურიეთ სითხის ახალი ნაწილით, სანამ მთელი ნალექი არ გადავა წვრილ სუსპენზიაში.

გამოყენება ტექნოლოგიაში[რედაქტირება]

რეცეპტის ღირებულება: 200 მლ გაწმენდილი წყალი იზომება სადგამში. 3გრ სახამებელს და 3გრ ძირითად ბისმუტის ნიტრატს აჭრიან ხსნარში 3მლ წყალთან ერთად (დერიაგინის წესის მიხედვით), შემდეგ უმატებენ 60-90მლ წყალს, ნარევს ურევენ და ტოვებენ რამდენიმე წუთის განმავლობაში. ფრთხილად გადაწურეთ წვრილი სუსპენზია ნალექიდან ფლაკონში. სველ ნალექს დამატებით ასუფთავებენ ღვეზელით, ურევენ წყლის ახალ პორციას და აშრობენ. დაფქვა და შერევა მეორდება მანამ, სანამ ყველა დიდი ნაწილაკი არ გადაიქცევა წვრილ სუსპენზიაში.

ქიმიკოსის სახელმძღვანელო 21

ქიმია და ქიმიური ტექნოლოგია

გამოთვლილი თანაფარდობა შედარებულია სწრაფი კოაგულაციის ზღურბლების თანაფარდობასთან, რომელიც გამომდინარეობს Deryagin-Landau წესიდან (შულზე-ჰურდის წესი).

შულც-ჰარდის წესის რაოდენობრივი დახვეწა და თეორიული დასაბუთება მისცეს დერიაგინმა და ლანდაუმ. კოაგულაციის ზღურბლის გამოსათვლელად, თეორია იძლევა შემდეგ ფორმულას

დერიაგინ-ლანდაუს წესი, რომელიც ავტორების მიერ იქნა მიღებული კოაგულაციის ფიზიკური თეორიის ცნებების საფუძველზე, შესაძლებელს ხდის დადგინდეს სწრაფი კოაგულაციის ზღურბლის მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება ენერგეტიკული ბარიერის გაქრობას მრუდეზე. კოლოიდური ნაწილაკების ზოგადი ურთიერთქმედება მათ შორის მანძილის მიხედვით. ამ წესის მიხედვით გამოთვლილი კოაგულაციის ზღურბლის მნიშვნელობები ყოველთვის არ ემთხვევა ექსპერიმენტულ მნიშვნელობებს იმის გამო, რომ იონების კოაგულაციის ეფექტი დამოკიდებულია არა მხოლოდ ვალენტობაზე, არამედ სპეციფიკურ ადსორბციაზე, რომელიც არ არის გათვალისწინებული. გაანგარიშება ზემოაღნიშნული განტოლებით.

ელექტროლიტის კოაგულაციის უნარი ხასიათდება კოაგულაციის ზღურბლით, ანუ კოლოიდურ ხსნარში ელექტროლიტის D მინიმალური კონცენტრაციით, რაც იწვევს მის შედედებას. კოაგულაციის ბარიერი დამოკიდებულია კოაგულაციის იონის ვალენტობაზე. ეს დამოკიდებულება გამოიხატება მნიშვნელობის წესით (შულზე-ჰურდის წესი). უფრო მკაცრი, თეორიულად დასაბუთებული რაოდენობრივი კავშირი სწრაფი კოაგულაციის ზღურბლს y და იონურ ვალენტობას შორის გამოიხატება დერიაგინ-ლანდაუს წესით.

ეს შედეგი, რომელიც პირველად თეორიულად იქნა მიღებული დერიაგინისა და ლანდაუს მიერ, აუმჯობესებს შულც-ჰარდის წესს.

თეორიული იდეები მიზეზების შესახებ, რომლებიც განსაზღვრავენ ლიოფობიური სოლის სტაბილურობას, შემდგომ განვითარდა B.V. Deryagin-ისა და L.D. Landau-ს ნაშრომებში. დერიაგინის თეორიული შეხედულებებისა და ექსპერიმენტული მონაცემების მიხედვით, მასში ჩაძირულ ორ მყარ სხეულს შორის ჩასმული თხევადი ფილმი ახდენს მათზე განსხვავებულ წნევას და ამით ხელს უშლის მათ მიახლოებას. მოქმედება სწრაფად იზრდება ფირის გათხელებასთან ერთად და დიდწილად მცირდება ელექტროლიტების არსებობის გამო. ამ თვალსაზრისით, ნაწილაკების კოაგულაცია ხელს უშლის მათ გამიჯნული ფირების შეკვრის მოქმედებით. ელექტროლიტების შეყვანა ხსნარში იწვევს ელექტრული ორმაგი ფენის ცვლილებას, მისი დიფუზური ნაწილის შეკუმშვას და ნაწილაკების გამყოფი ფილმების სიძლიერის ცვლილებას და, შესაბამისად, ხსნარის სტაბილურობის დარღვევას. დერიაგინისა და ლანდაუს სტაბილურობისა და კოაგულაციის ჰარმონიულად განვითარებული მათემატიკური თეორია იწვევს შულზე-ჰარდის ვალენტობის წესის მკაცრ ფიზიკურ დასაბუთებას და, ამავე დროს, ფიზიკურ საფუძველს აძლევს ოსტვალდის მიერ აღმოჩენილ ემპირიულ კანონზომიერებებს.

კოაგულაციის ძირითადი კანონზომიერებები ელექტროლიტების მოქმედების ქვეშ. სოლის სტაბილურობის ცვლილება მათში ელექტროლიტების შემცველობის ცვლილებით უკვე ცნობილი იყო კოლოიდური სისტემების პირველი მკვლევრებისთვის (ფ. სელმი, ტ. გრეჰემი, მ. ფარადეი, გ. ი. ბორშჩოვი). მოგვიანებით, გ.შულცის, ვ.ჰარდის, გ.პიქტონის, ო.ლინდერის, გ.ფრაინდლიხის, ვ.პაულის, გ.კროიტის, ნ.პ.პესკოვის, ა.ვ.დუმანსკის და სხვათა ნაშრომების წყალობით, დაგროვდა და დამზადდა ვრცელი ექსპერიმენტული მასალა. ძირითადი თეორიული განზოგადება. ელექტროლიტური კოაგულაციის თეორიის შემუშავებაში დიდი წვლილი შეიტანეს საბჭოთა მეცნიერებმა B.V. Deryagin et al., P.A. Rebinder და მისმა სკოლამ. ელექტროლიტებით კოაგულაციის ექსპერიმენტულად დადგენილი კანონზომიერებები ცნობილია როგორც კოაგულაციის წესები.

O ოპტიკური სიმკვრივის დამოკიდებულების გრაფიკები ელექტროლიტური ნაკრების კონცენტრაციაზე (ნახ. III.5). მრუდის ორივე მართკუთხა მონაკვეთის გაგრძელების გადაკვეთის ადგილიდან პერპენდიკულარი ქვეითდება აბსცისის ღერძამდე და ვლინდება სწრაფი კოაგულაციის ბარიერი თითოეული ელექტროლიტისთვის. კოაგულაციის ზღურბლების მიღებული მნიშვნელობების მათგან უმცირესზე გაყოფით, მნიშვნელობის წესი მიიღება და შედარება დერიაგინ-ლანდაუს წესთან.

სუბსტრატიდან გარკვეულ მანძილზე თვისებებში მკვეთრი ნახტომის არსებობა კიდევ უფრო ადრე აღმოაჩინეს V.V. Karasev-მა და B.V. Deryagin-მა ზოგიერთი ორგანული სითხის სიბლანტის დამოკიდებულების გაზომვისას მყარ კედელამდე მანძილს. ეს ყველაფერი იძლევა უფლებას ასეთ ფენებს ვუწოდოთ სპეციალური, სასაზღვრო ფაზა, ვინაიდან მკვეთრი ინტერფეისის არსებობა ფაზის მთავარი განმარტებაა. განსხვავება ჩვეულებრივ ფაზებთან მდგომარეობს იმაში, რომ სასაზღვრო ფაზის სისქე არის საკმაოდ განსაზღვრული მნიშვნელობა მოცემული ტემპერატურისთვის.

Deryagin - Verwey - Overbeck-ის თეორია ადგენს, რომ Sk უკუპროპორციულია კოაგულაციის იონის ვალენტობის მეექვსე ხარისხთან. იგივე დამოკიდებულება ასახავს ექსპერიმენტულად აღმოჩენილ შულზე-ჰარდის წესს. მიღებული შესანიშნავი შეთანხმება კარგად ადასტურებს ლიოფობიური სოლის კოაგულაციის თეორიის სისწორეს.

მრავალმა ობიექტმა აჩვენა, რომ კოაგულაციის ზღურბლი უკუპროპორციულია კოაგულაციის იონების ვალენტობასთან 5-დან 9-მდე, ხშირად 6-ის სიმძლავრით. ასევე დაფიქსირდა მაჩვენებლის ქვედა მნიშვნელობები (2-3). ამრიგად, შულცე-ჰარდის წესი ითვალისწინებს კოაგულაციის ზღურბლის მხოლოდ მაღალი დონის დამოკიდებულების კონტრიონების ვალენტობაზე (r). მიუხედავად ამისა, იგი ზოგჯერ იდენტიფიცირებულია დერიაგინ-ლანდაუს თეორიულად მიღებული კანონით 2.

კოაგულაციური იონების ვალენტობის გავლენა კოაგულაციის ზღურბლზე განისაზღვრება შულზე-ჰარდის წესით: რაც უფრო დიდია კოაგულაციის იონების ვალენტობა, მით მეტია მათი შედედების ძალა ან ქვედა კოაგულაციის ბარიერი. ამ წესის თეორიული დასაბუთება 1945 წელს მისცეს B.V. Deryagin-მა და L. D. Landau-მ. მათ მიერ ნაპოვნი კავშირი კოაგულაციის ზღურბლსა და შედედების იონების ვალენტობას შორის გამოხატულია ფორმით

თუ გავითვალისწინებთ, რომ ბარიერი მექანიზმის შემთხვევაში რ

ჰიდროფილური შეშუპებული ნივთიერებების უფრო თხელი და სტაბილური წყალხსნარის სუსპენზიების მისაღებად (ბაზისური ბისმუტის ნიტრატი, თუთიის ოქსიდი, მაგნიუმის ოქსიდი, კალციუმის ფოსფატი, კარბონატი და გლიცეროფოსფატი, კოალინი, ნატრიუმის ბიკარბონატი, რკინის გლიცეროფოსფატი, რომელიც ყველაზე მიზანშეწონილია გამოიყენოთ) არის ერთგვარი დისპერსიული მეთოდი. ტექნიკის არსი მდგომარეობს იმაში, რომ ნივთიერება ჯერ მშრალი ფორმით იშლება, შემდეგ - დერიაგინის წესის გათვალისწინებით. მიღებული თხელი რბილობი განზავებულია დაახლოებით 10-ჯერ წყლით (ხსნარით), ატრიალებენ და სუსპენზიის ზედა ფენას ასხამენ დისპენსიის ბოთლში. მორევის ოპერაცია მეორდება მანამ, სანამ მთელი ნივთიერება არ გაიფანტება და არ მიიღება წვრილი ნაფხის სახით.

საპოხი მასალის გავლენა ხახუნის პარამეტრებზე სასაზღვრო შეზეთვის პირობებში ჩვეულებრივ შეფასებულია ზეთის (საშუალო) ადსორბციული ღირებულებით და მისი ქიმიური აქტივობით. ადსორბციული სიმძლავრე გათვალისწინებულია ძირითადად ქიმიურად არააქტიური საპოხი მასალის გამოყენების შემთხვევაში. ასე რომ, B.V. Deryagin-მა შესთავაზა შეაფასოს ზეთის ფილმის ეფექტურობა შეზეთვის კრიტერიუმით, რაც არის შეზეთილი და არასაპოხი ზედაპირების უხეშობის თანაფარდობა. შეზეთვის კიდევ ერთი კრიტერიუმი ხასიათდება შეუზეთავი და შეზეთოვანი ზედაპირების ხახუნის ძალების მუშაობის სხვაობის თანაფარდობით იმ დროის განმავლობაში, რომელიც საჭიროა სისქის /r ფირის გახეხვისთვის ამ ფილმის სისქესთან. საპოხი კრიტერიუმები ძირითადად განისაზღვრება ზეთის (საპოხი მასალის) მოლეკულების ხახუნის ზედაპირზე და ლუბრიკანტის აქტივობით ყოფნის დროით.

ელექტროლიტური კოაგულაციის დროს კონცენტრაციის მექანიზმის მიხედვით (ძლიერად დამუხტული ნაწილაკებისთვის), კოაგულაციის ბარიერი Cc, დერიაგინ-ლანდაუს წესის შესაბამისად (შულზე-ჰარდის ემპირიული წესის დასაბუთება), უკუპროპორციულია 2 კონტრიონო13-ის მუხტის მიმართ. მეექვსე ძალა, ე.ი.

ელექტრული ორმაგი ფენის თეორია განვითარდა ფრუმკინისა და დერიაგინის ნაშრომებში. მათი იდეების მიხედვით, ელექტრული ორმაგი შრის იონების შიდა ფენა, რომელსაც პოტენციალის ფორმირებადი ეწოდება, მჭიდროდ არის მიმდებარე ზოგიერთ საპირისპიროდ დამუხტულ იონთან (ნახ. 50, ა), რომელსაც კონტრ იონებს უწოდებენ და. კონტრაიონების ეს ნაწილი ნაწილაკთან ერთად მოძრაობს და ქმნის 6 ინჩის სისქის ფენას, რომელსაც ეწოდება ადსორბციული ფენა. ნახ. 50, და საზღვარი ასეთ ნაწილაკსა და საშუალოს შორის მითითებულია წერტილოვანი ხაზით. დარჩენილი კონტრიონები განლაგებულია დისპერსიულ გარემოში, სადაც ისინი ნაწილდება, როგორც წესი, დიფუზურად.

თუმცა, ახლახან მოპოვებულია ექსპერიმენტული მონაცემები, რომლებიც მიუთითებს შულზე-ჰარდის წესის ზოგიერთ შემთხვევაში გამოუყენებლობაზე დერიაგინ-ლანდაუს კანონის სახით. ექსპერიმენტულად ხშირად შეიმჩნევა მნიშვნელოვანი გადახრები ამ ნიმუშიდან, კერძოდ, ზოგიერთ შემთხვევაში, ელექტროლიტების კოაგულაციური ეფექტი პროპორციულია კონტრაიონების ვალენტობის ექვსზე ნაკლები ხარისხით. I.F. Efremov-ისა და O.G. Usyarov-ის აზრით, ეს არის გადახრა

დერიაგინის თეორიისა და შულზე-ჰარდის წესის გამოყენებადობა მაკრომოლეკულური ნაერთების კოაგულაციისთვის ნაჩვენები იყო რეზინის ლატექსების მაგალითზე, როდესაც ისინი ურთიერთქმედებენ სხვადასხვა ვალენტობის ელექტროლიტებთან (ვოიუტსკი, ნეუმანი, სანდომირსკი).

თუმცა, განხილულ პირველ მიახლოებაშიც კი, თეორია კარგ შეთანხმებას იძლევა ექსპერიმენტულ მონაცემებთან (მაგალითად, შენკელისა და კიჩენერის მონაცემები მონოდისპერსული ლატექსებზე მიღებული), მაგრამ, შესაძლოა, მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიღწევაა შულზე-ჰარდის წესის დასაბუთება. სამართლიანად ითვლება ქვაკუთხედად სტაბილურობის თეორიების შესამოწმებლად. განვიხილოთ ეს ახსნა. დისპერსიული სისტემების სტაბილურობის პირობების ანალიზი აჩვენებს, რომ სწრაფი კოაგულაციის სასაზღვრო პირობები დერიაგინის თეორიის მიხედვით შეიძლება დაიწეროს როგორც Umax = 0 და domax/ek = 0, სადაც C/max არის მაქსიმალური ენერგია (ნახ. XIII. 7). ეს პირობები გამოხატავს ბარიერის სიმაღლის ნულამდე შემცირებას.

უმარტივეს შემთხვევაში, u = onst. კოფ. T. დანარჩენი, როგორც წესი, მეტი კოეფიციენტი. კინემატიკური T., ისე, რომ საწყისი ძალა (საწყისი ბრუნი) მეტია, ვიდრე წინააღმდეგობა ერთგვაროვანი მოძრაობის მიმართ. უფრო სწორად, ფიზიკური პროცესები მშრალი თ.-ით აისახება ე.წ. ორმხრივი დერიაგინის ხახუნის კანონით ts = F / (N + PgS), სადაც / - ავსებს, N-ს ინტერმოლის ძალებით გამოწვეულ წნევას. ურთიერთქმედება სხეულების გახეხვა და S-pov-et რეალურად. ზედაპირების ტალღოვანობისა და უხეშობის გამო ხახუნის სხეულების შეხება T. სხეულების კონტაქტი არ არის სრული.

1937 და 1940 წლების ნაშრომებში. დერიაგინი, ფუქსის ფორმულების გამოყენებით ურთიერთმოქმედი ნაწილაკების კოაგულაციის სიჩქარისთვის, მიღებული აქვს კრიტერიუმი სუსტად დამუხტული კოლოიდური ნაწილაკების აგრეგაციული სტაბილურობისთვის ორი შემზღუდველი შემთხვევისთვის, როდესაც ნაწილაკების რადიუსი გაცილებით ნაკლებია იონური ატმოსფეროს სისქეზე, ან, სხვა სიტყვებით, დამახასიათებელი Debye სიგრძე და როდესაც ნაწილაკების რადიუსი ბევრად აღემატება იონური ატმოსფეროს სისქეს. მეორე შემთხვევაში კრიტერიუმი აზოგადებს და რაოდენობრივად აზუსტებს ეილერს-კორფის ემპირიულ წესს, რომელიც თანხმდება მთელ რიგ ექსპერიმენტულ ფაქტებთან. ამავდროულად, ნაჩვენები იყო შორეული მინიმუმის არსებობა მრუდზე, რომელიც გამოხატავს ურთიერთქმედების (მოგერიების) ძალის დამოკიდებულების მანძილს.

თეორიის ცნობილი სირთულე იყო ის, რომ შებრუნებული მეექვსე ხარისხის წესი (ჰარდი-შულზეს წესი, დახვეწილი დერიაგინისა და ლანდაუს მიერ) ასევე შეინიშნება, როდესაც ზედაპირის განზომილებიანი პოტენციალი არა მხოლოდ მცირეა, არამედ ერთიანობაზე ნაკლები. ეს შესაძლებელია, როგორც აჩვენა გლაზმანმა და სხვებმა. თუ პოტენციალის ნამრავლი და კონტრ-იონის მუხტი ოდნავ იცვლება ამ უკანასკნელის ცვლილებისას. ამის რაოდენობრივი ახსნა მუხტისგან კონტრიონების ადსორბციის დამოუკიდებლობის საფუძველზე მისცა უსიაროვმა.

იონოსტაბილიზებული კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობის ყველაზე განვითარებულმა თეორიამ გამოიწვია მრავალი ფუნდამენტური შედეგი. ძლიერად დამუხტული სოლის თეორიამ, მხოლოდ კონცენტრაციის კოაგულაციის გათვალისწინებით, შესაძლებელი გახადა შულზე-ჰარდის წესის დასაბუთება Deryagin-Laidau კანონის სახით 2. კოლოიდური ნაწილაკების ზომიერი პოტენციალის დროს, კოაგულაციის ზღურბლები იცვლება კონტრაიონების ვალენტობით კანონის მიხედვით 2, სადაც 2 a 6, რომელიც ასევე შეესაბამება. შულზე-ჰურდის წესით. თეორიამ შესაძლებელი გახადა ელექტროლიტური ნარევების კოაგულაციური მოქმედების სხვადასხვა კანონზომიერება და სინერგიზმის ეფექტის დასაბუთება, რაც აქამდე ვერ აიხსნებოდა. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ თეორიის საფუძველზე უკანონობა ფართოდ გავრცელებული

ყველა ელექტროლიტის ზუსტი კოაგულაციის ზღურბლის მნიშვნელობების მიღებით, მიღებულია მნიშვნელობის წესი, რომლისთვისაც ნაპოვნი ზღვრული მნიშვნელობები იყოფა კოაგულაციის ყველაზე მცირე ზღურბლზე (AI I3-სთვის). კოაგულაციის ზღურბლების ექსპერიმენტული თანაფარდობა შედარებულია დერიაგინ-ლანდაუს წესით გამოთვლილ თეორიულ თანაფარდობასთან, რომლის მიხედვითაც Y a b Vai u 11 1. შედარების შედეგები გაანალიზებულია და სამუშაო რეგისტრირდება ლაბორატორიულ ჟურნალში.

იხილეთ გვერდები, სადაც ეს ტერმინია ნახსენები დერიაგინის წესი: სინთეზური პოლიმერები ბეჭდვაში (1961) - [c.130]

წესის ახსნა

გამოყენება ტექნოლოგიაში

Bismuthi subnitratis ana 3.0

M.D.S. მოიწმინდეთ სახის კანი

დერიაგინის წესი- ქიმიკოსის B.V. Deryagin-ის მიერ შემუშავებული წესი მრავალი დოზის ფორმის ტექნოლოგიასთან დაკავშირებით.

Aquae destillatae 200 მლ

შენიშვნები

1. Sinev D. N., Marchenko L. G., Sineva T. D. საცნობარო სახელმძღვანელო წამლების ფარმაცევტული ტექნოლოგიის შესახებ. მე-2 გამოცემა, შესწორებული. და დამატებითი - სანკტ-პეტერბურგი: SPKhFA გამომცემლობა, ნეველის დიალექტი, 2001. - 316 გვ.
2. ნიკოლაევი L.A. მედიცინა. მე-2 გამოცემა, რევ. და დამატებითი - მინსკი: უმაღლესი სკოლა, 1988 წ.
3. ბობილევი რ.ვ., გრიადუნოვა გ.პ., ივანოვა ლ.ა. და სხვ. დოზირების ფორმების ტექნოლოგია. T. 2. - M .: "მედიცინა", 1991 წ.

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წელი.

ნახეთ, რა არის "დერიაგინის წესი" სხვა ლექსიკონებში:

დერიაგინის წესი- დერიაგინის წესი - ქიმიკოსის B.V. Deryagin-ის მიერ შემუშავებული წესი, რომელიც ეხება მრავალი დოზის ფორმის ტექნოლოგიას. თავად წესი ასე ჟღერს: „წვრილად დაყოფილი სამკურნალო ნივთიერების დისპერსიის დროს მოსაპოვებლად რეკომენდებულია ... ვიკიპედია

დერიაგინი, ბორის ვლადიმროვიჩი- ბორის ვლადიმიროვიჩ დერიაგინი დაბადების თარიღი: 1902 წლის 9 აგვისტო (1902 08 09) დაბადების ადგილი: მოსკოვი გარდაცვალების თარიღი: 1994 წლის 16 მაისი (1994 05 16) (91 წლის) ... ვიკიპედია

კრშნას ცნობიერების საერთაშორისო საზოგადოება- სტატია ინდუიზმის ისტორიის შესახებ პანთეონის მიმართულებები ... ვიკიპედია

პედოფილია- პედოფილია ... ვიკიპედია

ექსპოზიციონიზმი- ICD 10 F ... ვიკიპედია

ძალადობრივი დანაშაული- დანაშაულის ზოგადი სტრუქტურის ერთ-ერთი კომპონენტი, რომელიც მოიცავს პირის მიმართ ფიზიკურ და ფსიქიკურ ძალადობასთან ან მისი გამოყენების საფრთხესთან დაკავშირებულ ქმედებებს. ძალადობრივი დანაშაული შეიძლება გავიგოთ ფართო გაგებით, ხოლო მასში ... ... ვიკიპედია

ექსჰიბიციონიზმი

გამოფენისტი- ექსჰიბიციონიზმი (ლათ. exhibeo to exhibit, ჩვენება) არის დევიანტური სექსუალური ქცევის ფორმა, როდესაც სექსუალური კმაყოფილება მიიღწევა სასქესო ორგანოების დემონსტრირებით უცხო ადამიანებისთვის, როგორც წესი, საპირისპირო სქესის წარმომადგენლებთან, ასევე საჯაროდ ... ... ვიკიპედია.

სექსუალური კომპლექსი- ეს არის სექსუალურ ურთიერთობებთან დაკავშირებული უარყოფითი ემოციური შეფერილობის მქონე პიროვნების გამოსახულებები (უკმაყოფილების, შიშის, ცოდვის განცდა), რომლებიც მნიშვნელოვან და ზოგჯერ გადამწყვეტ გავლენას ახდენენ როგორც სექსუალურ ცხოვრებაზე, ისე ზოგადად ... ... ვიკიპედიაზე.

კოაგულაცია- (ლათინურიდან coagulatio კოაგულაცია, გასქელება), დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების გაერთიანება აგრეგატებად ნაწილაკების შეჯახებისას ადჰეზიის (ადჰეზიის) გამო. შეჯახება ხდება ბრაუნის მოძრაობის შედეგად, ასევე დალექვის, ნაწილაკების მოძრაობის შედეგად ... ქიმიური ენციკლოპედია

თავი 20. შეჩერებები

შეჩერებები (შეჩერებები)- თხევადი დოზირების ფორმა შიდა, გარეგანი და პარენტერალური გამოყენებისთვის, რომელიც შეიცავს დისპერსიულ ფაზაში ერთ ან მეტ ფხვნილ სამკურნალო ნივთიერებას, განაწილებულ თხევად დისპერსიულ გარემოში (SP XI, ნომერი 2, გვ. 214). სუსპენზიების დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომა არ უნდა აღემატებოდეს 50 მკმ-ს. აშშ-ს ფარმაკოპეის, ბრიტანეთის ფარმაცევტული კოდექსის მოთხოვნების შესაბამისად, ის უნდა იყოს 10-20 მიკრონი.

სუსპენზიები არის გაუმჭვირვალე სითხეები კერძო სტატიებში მითითებული ნაწილაკების ზომით, რომლებიც არ გადის ქაღალდის ფილტრში და ჩანს ჩვეულებრივი მიკროსკოპით. როგორც მიკროჰეტეროგენული სისტემები, სუსპენზიებს ახასიათებთ კინეტიკური (დალექვა) და აგრეგატიული (კონდენსაციის) არასტაბილურობა.

შეჩერებები არასტაბილურია შენახვის დროს, ამიტომ:

- გამოყენებამდე სუსპენზია შეირყევა 1-2 წუთის განმავლობაში;

- ძლიერი და შხამიანი ნივთიერებები არ გამოიყოფა დოზირების ფორმაში.

გამონაკლისი არის შემთხვევა, როდესაც რეცეპტში მითითებული ნივთიერების რაოდენობა არ აღემატება უმაღლეს ერთჯერად დოზას.

როდესაც A სიის ნივთიერება ინიშნება რეცეპტში უფრო მაღალი ერთჯერადი დოზის ოდენობით, სამკურნალო პროდუქტი არ ექვემდებარება წარმოებას.

20.1. შეჩერების უპირატესობები

სუსპენზიის უპირატესობები სხვა დოზირების ფორმებთან შედარებით არის:

- დოზის ფორმის მოხერხებულობა პაციენტებისთვის, განსაკუთრებით ბავშვებისთვის, რომლებსაც არ შეუძლიათ ტაბლეტების ან კაფსულების გადაყლაპვა;

- სუსპენზიების ნაკლებად ინტენსიური გემო, ვიდრე ხსნარები. გარდა ამისა, არსებობს სიროფების, არომატიზატორების დანერგვით წამლების გემოს გამოსწორების შესაძლებლობა;

- სუსპენზიებში შემავალი მედიკამენტები უფრო სტაბილურია, ვიდრე ხსნარში. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ანტიბიოტიკებით დოზირების ფორმების წარმოებაში.

20.2. შეჩერების ნაკლოვანებები

შეჩერების უარყოფითი მხარეა:

— ფიზიკური არასტაბილურობა: დალექვა (დალექვა), ნაწილაკების ზომის შეერთება და გაზრდა (აგრეგაცია) და მყარი და თხევადი ფაზების შეერთება (კონდენსაცია). ეს ფიზიკური მოვლენები იწვევს მყარი ფაზის ნალექს ან ცურვას. დარღვეულია დოზირების ერთგვაროვნების პრინციპი;

- პაციენტის საჭიროება ინტენსიურად შეურიოს სუსპენზია გამოყენებამდე ერთგვაროვანი მდგომარეობის აღსადგენად;

- არადამაკმაყოფილებელი მოკლე შენახვის ვადა - 3 დღე (რუსეთის ფედერაციის ჯანდაცვის სამინისტროს ბრძანება? 214).

20.3. შეჩერების ფიზიკური თვისებები

სუსპენზიების დალექვის სტაბილურობა განისაზღვრება სტოქსის კანონით, რომლის მიხედვითაც დალექვის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია ნაწილაკების დიამეტრის კვადრატის, ნაწილაკების სიმკვრივისა და გაფანტული გარემოს სხვაობისა და 18-ჯერ უკუპროპორციულია სიბლანტის მიმართ. საშუალო:

სტოქსის კანონიდან გამომდინარეობს, რომ რაც უფრო მაღალია ნაწილაკების ზომის შემცირების ხარისხი და რაც უფრო მაღალია გარემოს სიბლანტე, მით უფრო მაღალია სუსპენზიების დალექვის სტაბილურობა. გარდა ამისა, სუსპენზიების სტაბილურობა დამოკიდებულია სამკურნალო ნივთიერების აფინურობის ხარისხზე დისპერსიული საშუალების მიმართ, ნაწილაკების ელექტრული მუხტის არსებობაზე. სუსპენზიებში მყარი ფაზის ნაწილაკები, დისპერსიული გარემოს მიერ კარგი დასველებადობის შემთხვევაში, დაფარულია სოლვატური გარსებით, რაც ხელს უშლის შერწყმას (კომბინაციას).

ნაწილაკები (ჰიდროფილური თვისებების მქონე ნივთიერებების სუსპენზია). ამიტომ ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების (სურფაქტანტების) შეყვანა საჭირო არ არის. ცუდი დატენიანებით, სოლვატის გარსები არ წარმოიქმნება, რის შედეგადაც ხდება მყარი ნაწილაკების ნალექი ან მცურავი (მკვეთრად გამოხატული ჰიდროფობიური თვისებების მქონე ნივთიერებების სუსპენზია).

20.4. სუსპენზიის წარმოების მეთოდები

ფარმაცევტულ ტექნოლოგიაში გამოიყენება სუსპენზიების დამზადების 2 მეთოდი:

- კონდენსაცია (კონტროლირებული კრისტალიზაციის გზით). მაგალითად, წყალს უმატებენ ბორის, სალიცილის და სხვა მჟავების ეთანოლის ხსნარებს.ნალექი კრისტალები ქმნიან სუსპენზიას;

- დისპერსია (კრისტალური ნივთიერებების დაფქვით დისპერსიულ გარემოში).

20.5. დამხმარე ნივთიერებები, რომლებიც გამოიყენება სუსპენსიების სტაბილიზაციისთვის

ჰიდროფობიური ნივთიერებებით სუსპენზიების სტაბილურობის გასაზრდელად გამოიყენეთ:

ა გასქელება- ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ უმნიშვნელო ზედაპირული აქტივობა, მაგრამ უზრუნველყოფენ სუსპენზიის სტაბილურობას სისტემის სიბლანტის გაზრდით.

- ნატურალური (ღრძილები, ალგინატები, კარაგენები, გუარის რეზინი, ჟელატინი);

- სინთეზური (M!, ნატრიუმის კარბოქსიმეთილცელულოზა - კარბოპოლი?);

- არაორგანული (აეროსილი, ბენტონიტი, მაგნიუმის ალუმინოსილიკატი - Veegum?).

- ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც აქვეითებენ ინტერფეისურ დაძაბულობას ფაზის საზღვარზე (tweens, ცხიმოვანი შაქარი, პენტოლი, T-2 ემულგატორი და ა.შ.).

ცხრილში 20.1 ნაჩვენებია სტაბილიზატორები და მათი კონცენტრაციები, რომლებიც გამოიყენება ჰიდროფობიური ნივთიერებების სუსპენზიების დასამზადებლად.

ცხრილი 20.1.შეჩერების სტაბილიზატორები

სტაბილიზატორის რაოდენობა (გ) 1.0 სამკურნალო ნივთიერებაზე

გამოხატული ჰიდროფობიური თვისებებით

მსუბუქად გამოხატული ჰიდროფობიური თვისებებით

Შენიშვნა.გოგირდის გარე გამოყენების სუსპენზიის დასასტაბილურებლად რეკომენდებულია სამედიცინო საპნის გამოყენება 1,0გრ გოგირდზე 0,1-0,2გრ ოდენობით. სამედიცინო თვალსაზრისით მიზანშეწონილია საპნის დამატება, რადგან ის ხსნის კანის ფორებს, არის სურფაქტანტი და ხელს უწყობს გოგირდის ღრმა შეღწევას, რომელიც გამოიყენება სკაბებისა და კანის სხვა დაავადებების სამკურნალოდ. გასათვალისწინებელია, რომ საპონი, როგორც გოგირდის სტაბილიზატორი, რეკომენდებულია მხოლოდ ექიმის მითითებით. თუ რეცეპტი შეიცავს ორვალენტიანი ლითონების მარილებს, მაშინ საპნის რაოდენობა იზრდება 0,3-0,4 გ-მდე 10 გ გოგირდზე. ამავდროულად, რეკომენდებულია გოგირდის სტერილიზაცია სუსპენზიებში ალკოჰოლით და გლიცერინით.

გამოხატული ჰიდროფობიური თვისებების მქონე სამკურნალო ნივთიერებების სტაბილიზაციისთვის გამოიყენება ჟელატოზა 1:1 თანაფარდობით, ხოლო მსუბუქად გამოხატული თვისებებით - 1:0.5.

გამონაკლისი: გოგირდის სქელი (იხ. ცხრილი 20.1).

20.6. შეჩერების მოპოვების ტექნოლოგია

დისპერსიული მეთოდით შეჩერების მოპოვების ტექნოლოგიური სქემა შედგება შემდეგი ეტაპებისაგან:

1. მოსამზადებელი ეტაპი მოიცავს შემდეგ ტექნოლოგიურ ოპერაციებს:

- სამუშაო ადგილის მომზადება;

- მასალების, აღჭურვილობის მომზადება;

- გამოთვლები, PPC-ის უკანა მხარის დიზაინი;

- შეჩერებული ნივთიერებების აწონვა.

2. დაფქვის ეტაპი მოიცავს 2 ტექნოლოგიურ ოპერაციას:

- კონცენტრირებული სუსპენზიის (რბილობი) მიღება;

- განზავებული სუსპენზიის მიღება, ფრაქციაციის ჩათვლით (შეჩერება და დალექვა).

Შენიშვნა.ეს ეტაპი სავალდებულოა ჰიდროფილური თვისებების მქონე ნივთიერებების სუსპენზიებისთვის და არ არის აუცილებელი ჰიდროფობიური თვისებების მქონე ნივთიერებების სუსპენზიებისთვის. ეს აიხსნება პირველის დანალექი არასტაბილურობით და ამ უკანასკნელის აგრეგატიული არასტაბილურობით.

ა კონცენტრირებული სუსპენზიის მოპოვების ოპერაცია.კონცენტრირებული სუსპენზიის მისაღებად გამოიყენება თხევადი გარემოში სახეხი. სითხის შეყვანა ხელს უწყობს ნაწილაკების უფრო წვრილ დაფქვას ზედაპირული დაძაბულობის ძალების გაყოფის მოქმედების გამო (რეჰბინდერის ეფექტი) (ნახ. 20.1).

ბრინჯი. 20.1.რებინდერის ეფექტი

პირველად, სითხის შეკვრის ეფექტი და ამ ეფექტის გამო მყარი ნივთიერებების სიძლიერის დაქვეითება შეისწავლა რუსმა მეცნიერმა P.A. რეჰბინდერი 1928 წელს. რეჰბინდერის ეფექტი ეფუძნება მყარი სხეულის ბზარის შიგნით სითხის ზედაპირული დაძაბულობის ძალების სხვაობის დესტრუქციულ ეფექტს (იხ. სურ. 20.1). ეფექტი განისაზღვრება მყარი სხეულის აგებულებით (დისლოკაციების არსებობა, ბზარები), სითხის თვისებები (სიბლანტე) და მისი რაოდენობა. ზედაპირული დაძაბულობის ძალების მოქმედების შედეგად ხდება სიძლიერის მრავალჯერადი ვარდნა, მყარის მტვრევადობის ზრდა. ეს აადვილებს და აუმჯობესებს სხვადასხვა მასალის მექანიკურ დაფქვას.

ბ.ვ. დერიაგინმა გამოიკვლია რებინდერის ეფექტის გავლენა ფარმაცევტული ფხვნილების დაფქვაზე. მან დაადგინა სითხის მასის ოპტიმალური თანაფარდობა მყარი ნივთიერების მასასთან, რომელიც დაახლოებით უდრის 1/2-ს.

წვრილად დაყოფილი სამკურნალო ნივთიერებების მისაღებად რეკომენდებულია ჯერ კონცენტრირებული სუსპენზიის მიღება წყალში შეჩერებული ნივთიერებების დაფქვით, სამკურნალო ნივთიერებების ხსნარებში ან სხვა დამხმარე სითხეში, მიღებული დაქუცმაცებული სამკურნალო ნივთიერების მასის 1/2 ოდენობით ( B.V. Deryagin-ის წესი, ეფუძნება Rebinder ეფექტს).

ბ. განზავებული სუსპენზიის მოპოვების ოპერაცია, ფრაქციაციის ჩათვლით (შეჩერება და ჩამოსხმა).ოპერაციის მიზანია 50 მკმ-ზე მცირე ნაწილაკების მიღება. ამ ზომის ნაწილაკები ქმნიან სუსპენზიებს, რომლებიც ერთგვაროვანი რჩება 2-3 წუთის განმავლობაში, ე.ი. პაციენტის მიერ დოზირებისა და დოზირების ფორმის მიღებისათვის საჭირო დრო.

კონცენტრირებული სუსპენზიის მიღების შემდეგ უმატებენ წყალს დისპერსიულ ფაზაზე 10-20-ჯერ მეტი რაოდენობით. შემდეგ სუსპენზია ინტენსიურად ურევენ (აჟიოტაჟის მიღება) და ჩერდებიან 2-3 წუთის განმავლობაში ნაწილაკების დანაწილების მიზნით. მცირე ნაწილაკები სუსპენზიაშია, დიდი ნაწილაკები ძირს დნება. წვრილი სუსპენზიის დრენირება ხდება, ნალექი ხელახლა ჭყლეტილია და აურიეთ სითხის ახალი ნაწილით. ოპერაცია მეორდება მანამ, სანამ მთელი ნალექი არ გადავა წვრილ სუსპენზიაში.

Bismuthi subnitratis ana 3.0 Aq. გაყალბება. 200 მლ

გაზომეთ 200 მლ გაწმენდილი წყალი სადგამში. 3,0გრ სახამებელს და 3,0გრ ძირითად ბისმუტის ნიტრატს აჭრიან ხსნარში 3მლ წყალთან ერთად (ბ.ვ.დერიაგინის წესი), უმატებენ 60-90მლ წყალს, ნარევს ურევენ და ტოვებენ 2-3 წუთის განმავლობაში. თხელი სუსპენზია ნალექიდან ფრთხილად ასხამენ ფლაკონში. ნაღმტყორცნებში დანარჩენს დამატებით ფქვავენ ნაღმტყორცნებით, ურევენ წყლის ახალ პორციას, წურავენ. დაფქვა და შერევა მეორდება მანამ, სანამ ყველა დიდი ნაწილაკი არ გადაიქცევა წვრილ სუსპენზიაში.

გამოხატული თვისებების მქონე ჰიდროფობიური ნივთიერებების სუსპენზიების მომზადებისას აუცილებელია ეთანოლის დამატება, როგორც ძნელად დასაფქვავი ნივთიერებების დისპერსიის შემთხვევაში.

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

Coffeini-natrii benzoatis 0.5

M.D.S. 1 სუფრის კოვზი 3-ჯერ დღეში.

სადგამში გაზომილია 112 მლ გაწმენდილი წყალი, 5 მლ კოფეინ-ნატრიუმის ბენზოატის ხსნარი (1:10) და 3 მლ ნატრიუმის ბრომიდის ხსნარი (1:5). 1,0გრ კამფორი 95%-იანი ეთანოლის 10 წვეთით დაფქვათ ხსნარში, სანამ არ გაიხსნება, უმატებენ 1,0გრ ჟელატოზას და სამკურნალო ნივთიერებების მომზადებულ ხსნარს 1 მლ, ურევენ თხელი რბილობის მიღებამდე. რბილობი გადააქვთ გასანაწილებელ ფლაკონში კოფეინ-ნატრიუმის ბენზოატის და ნატრიუმის ბრომიდის ხსნარით, ნაწილ-ნაწილ ამატებენ მას.

3% და მეტი კონცენტრაციით სამკურნალო ნივთიერებების შემცველი სუსპენზიების წარმოებისას ისინი მზადდება წონით, ამიტომ წერილობით საკონტროლო პასპორტში ამ შემთხვევაში აუცილებელია მიეთითოს ტარის წონა და წარმოებული სუსპენზიის მასა. .

მაგალითი 3 Rp.: Zinci oxydi Talci ana 5.0

აკ. purificata 100 მლ

M.D.S. მოიწმინდეთ სახის კანი.

ნაღმტყორცნებში 5,0გრ თუთიის ოქსიდს და 5,0გრ ტალკს ურევენ ჯერ მშრალ ფორმაში, შემდეგ უმატებენ დაახლოებით 5მლ გასუფთავებულ წყალს (B.V. Deryagin-ის წესი), შეიზილეთ სანამ არ მიიღწევა დაფქული მასა. დარჩენილ გაწმენდილ წყალს ნაწილ-ნაწილ უმატებენ თხელ რბილობს, ურევენ ღვეზელს, გადააქვთ ფლაკონში და ამზადებენ.

შეჩერებები არ არის გაფილტრული.

3. შერევის ეტაპიმოიცავს სხვა სამკურნალო ნივთიერებების შეყვანას ხსნარის სახით. ამ ეტაპის თავისებურებაა ორივე სამკურნალო ნივთიერების თავსებადობისა და მათი გავლენის შემოწმების აუცილებლობა სუსპენზიების დალექვის სტაბილურობაზე. ძლიერი ელექტროლიტები და პოლარული ნივთიერებები მკვეთრად აუარესებს სუსპენზიების სტაბილურობას.

თუ სუსპენზია შეიცავს არაორგანულ მარილებს, მაშინ უმჯობესია მოამზადოთ კონცენტრირებული სუსპენზია ნივთიერების გასუფთავებული წყლით გახეხვით, შემდეგ სტაბილიზატორის დამატებით, შემდეგ კი მარილის ხსნარებით კონცენტრაციის აღმავალი წესით.

4. დიზაინისა და შეფუთვის ეტაპი.სუსპენზიები იფუთება თხევადი დოზირების ფორმების მსგავსად კონტეინერში, რომელიც უზრუნველყოფს პრეპარატის ხარისხის შენარჩუნებას ვარგისიანობის ვადის განმავლობაში. ყველაზე მოსახერხებელია სუსპენზიების შეფუთვა ადაპტერებითა და დისპენსერებით აღჭურვილ შპრიცებში (სურ. 20.2).

რეგისტრაციისას აუცილებელია ეტიკეტზე დამატებითი გამაფრთხილებელი წარწერები: „გამოყენებამდე შეანჯღრიეთ“, „გაყინვა დაუშვებელია“, „შენახვის ვადა 3 დღე“.

5. შეჩერების ხარისხის შეფასება.მომზადებული სუსპენზიების ხარისხი ფასდება ისევე, როგორც სხვა თხევადი დოზირების ფორმებისთვის, ე.ი. შეამოწმეთ დოკუმენტი

ბრინჯი. 20.2.შპრიცები და საქშენები სუსპენზიების გასაცემად

ცია (რეცეპტი, პასპორტი), დიზაინი, შეფუთვა, ფერი, სუნი, მექანიკური მინარევების არარსებობა, მოცულობის ან მასის გადახრები. შეჩერების სპეციფიკური ხარისხის მაჩვენებლებია დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ხელახალი შეჩერება და ერთგვაროვნება.

ხელახალი შეჩერება.ნალექის თანდასწრებით, სუსპენზიები აღდგება ნაწილაკების ერთგვაროვან განაწილებამდე მთელ მოცულობაში შერყევით 20-40 წამის განმავლობაში შენახვის 24 საათის შემდეგ და 40-60 წამის განმავლობაში შენახვის 24-72 საათის შემდეგ.

დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ერთგვაროვნება.არ უნდა იყოს დისპერსიული ფაზის ჰეტეროგენული დიდი ნაწილაკები.

Შენიშვნა.ნაწილაკების ზომის განსაზღვრა ხორციელდება მიკროსკოპით. დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომა არ უნდა აღემატებოდეს ინდივიდუალური სამკურნალო ნივთიერებების (FS, VFS) სუსპენზიების შესახებ კერძო სტატიებში მითითებულ ზომებს.

20.7. შეჩერების რეცეპტების მაგალითები (სსრკ სამინისტროს ბრძანება? 223 12.08.1991 წ.)

1. იოდოფორმისა და ცინიკური ოქსიდის შეჩერება გლიცერინში Rp.: Iodoformii 9.0

თუთია ოქსიდი 10.0 გლიცერინი ad 25.0 M.D.S. გარე.

მოქმედება და ჩვენებები:ანტისეპტიკური.

2. გოგირდის სუსპენზია ქლორამფენიკოლით და სალიცილის მჟავას სპირტით

Rp.: Laevomycetini Ac. salicylici ana 1.5 Sulfuris praecip. 2,5 ს/კ. aethylici 70% - 50 მლ M.D.S. გაწურეთ კანი.

მოქმედება და ჩვენებები:ანტიბაქტერიული და ანტისეპტიკური კანის დაავადებებისათვის.

3. თუთიის ოქსიდის, ტალკის და სახამებლის სუსპენზიარპ.: თუთიის ოქსიდი

აკ. პურ. 100 მლ M.D.S. გარე.

მოქმედება და ჩვენებები:ანტისეპტიკური, შემკვრელი.

4. შეჩერება "ნოვოცინდოლი"რპ.: თუთიის ოქსიდი

sp. aethylici 96% - 21,4 მლ

აკ. rsh \ ad 100.0 M.D.S. შეზეთეთ კანი.

მოქმედება და ჩვენებები:ანტისეპტიკური, შემკვრელი და ადგილობრივი საანესთეზიო.

5. თუთიის ოქსიდის, ტალკის, სახამებლის და ანესთეზიის ალკოჰოლ-გლიცერინის სუსპენზია

ანესთეზია ანა 12.0

sp. aethylici 70% - 20,0 მლ აკ. პურ. რეკლამა 100.0

M.D.S. წაისვით კანზე.

მოქმედება და ჩვენებები:ანტისეპტიკური, შემკვრელი, ადგილობრივი საანესთეზიო.

6. თუთიის ოქსიდის, სახამებლის, ტალკის, ანესტეზინის და ბორის მჟავის სუსპენზია, წყალ-გლიცერინი

რპ.: Zinci ohidi Amyli

ტალციანა 30.0 ანესთეზინი 5.0

სოლ. აკ. ბორიცი 2% - 200,0

1. როგორია სუსპენზიების განმარტება, როგორც დოზის ფორმა? რა არიან მისი

მახასიათებლები, როგორც ჰეტეროგენული სისტემა?

2. როგორია შეჩერების სტაბილურობის სახეები, როგორც ჰეტეროგენული სისტემა?

3. რა ფაქტორები მოქმედებს შეჩერების სტაბილურობაზე?

4. როგორ მოვამზადოთ ჰიდროფილური ნივთიერებების სუსპენზია?

5. როგორ აიხსნას პროფ. ბ.ვ. დერიაგინი და შეჩერების მეთოდი სუსპენზიების წარმოებაში?

6. როგორია სტაბილიზატორების როლი და მათი მოქმედების მექანიზმი?

7. როგორ გავამართლოთ სტაბილიზატორის არჩევანი ჰიდროფობიური ნივთიერებების სუსპენზიებისთვის?

8. როგორ მოვამზადოთ სუსპენზიები მსუბუქი ჰიდროფობიური თვისებების მქონე ნივთიერებებისგან?

9. როგორ მოვამზადოთ სუსპენზია ნივთიერებებისგან გამოხატული ჰიდრო-

10. რა თავისებურებები ახასიათებს გოგირდის სუსპენზიის მომზადებას?

11. რა არის ძირითადი მაჩვენებლები შეჩერების ხარისხის შესაფასებლად?

12. რა ცვლილებები შეიძლება განიცადოს სუსპენზიებმა შენახვის დროს?

1. გამოყენებამდე სუსპენზია შეირყევა შემდეგისთვის:

2. ტოქსიკური ნივთიერებები სუსპენზიებში:

2. გამოიყოფა, თუ რეცეპტით გათვალისწინებული მომწამვლელი ნივთიერების რაოდენობა არ აღემატება უმაღლეს ერთჯერად დოზას.

3. დალექვის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია:

1. ნაწილაკების დიამეტრის კვადრატი.

2. ნაწილაკების სიმკვრივე და გაფანტული გარემო.

3. საშუალების სიბლანტე.

4. სუსპენზიის უპირატესობები სხვა დოზირების ფორმებთან შედარებით არის:

1. ფიზიკური სტაბილურობა (ნალექი).

2. დოზირების ფორმის მოხერხებულობა პაციენტებისთვის (ბავშვებისთვის), რომლებსაც არ შეუძლიათ ტაბლეტების ან კაფსულების გადაყლაპვა.

3. ხანმოკლე ვარგისიანობის ვადა - 3 დღე.

5. ეს გამომდინარეობს სტოქსის კანონიდან: რაც უფრო მაღალია ნაწილაკების ზომის შემცირების ხარისხი, სუსპენზიების დალექვის სტაბილურობა:

6. ეს გამომდინარეობს სტოქსის კანონიდან: რაც უფრო დიდია გარემოს სიბლანტე, სუსპენზიების დალექვის სტაბილურობა:

7. გამოხატული ჰიდროფობიური თვისებების მქონე სამკურნალო ნივთიერებების სტაბილიზაციისთვის ჟელატოზი გამოიყენება თანაფარდობით:

8. მსუბუქად გამოხატული ჰიდროფობიური თვისებების მქონე სამკურნალო ნივთიერებების სტაბილიზაციისთვის ჟელატოზი გამოიყენება თანაფარდობით:

9. ფრაქციები (შეჩერება და დალაგება) სავალდებულოა იმ ნივთიერებების სუსპენზიებისთვის, რომლებსაც აქვთ:

1. ჰიდროფილური თვისებები.

2. ჰიდროფობიური თვისებები.

10. წვრილად დაყოფილი სამკურნალო ნივთიერებების მისაღებად რეკომენდებულია ჯერ კონცენტრირებული სუსპენზიის მიღება შეჩერებული ნივთიერებების წყალში, სამკურნალო ნივთიერებების ხსნარებში ან სხვა დამხმარე სითხეში დაფქვით ოდენობით:

1. დამსხვრეული სამკურნალო ნივთიერების მასის 1/1.

2. დამსხვრეული სამკურნალო ნივთიერების მასის 1/2.

3. დამსხვრეული სამკურნალო ნივთიერების მასის 2/1.

11. 3%-იანი კონცენტრაციით სამკურნალო ნივთიერებების შემცველი სუსპენზიების წარმოებისას ისინი მზადდება:

13. თუ სუსპენზია შეიცავს არაორგანულ მარილებს, მაშინ უმჯობესია მოამზადოთ კონცენტრირებული სუსპენზია ნივთიერებით:

1. მარილის ხსნარი.

2. გაწმენდილი წყალი.

14. რეცეპტის მოსამზადებლად:

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

15. რეცეპტის მთლიანი მოცულობა:

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

3. რეცეპტი მზადდება წონის მიხედვით.

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