Deryagins regelformulering. Stabilitetsstudie av järnhydroxidhydrosol

Aktuell sida: 16 (boken har totalt 19 sidor) [tillgängligt läsutdrag: 13 sidor]

Font:

100% +

99. Antagonism och synergism i verkan av elektrolyter på koaguleringsprocessen

Ömsesidig koagulering uppstår när två kolloider med olika laddningstecken blandas. Varje kolloid kan betraktas som en elektrolyt, där en jon är normal och den andra har en enorm massa. Det följer att en kolloid med positivt laddade partiklar kommer att spela rollen som en koagulerande elektrolyt för en sol med negativa partiklar, och vice versa. Naturligtvis sker den mest fullständiga koaguleringen vid något optimalt förhållande av kolloidala lösningar som motsvarar den ömsesidiga neutraliseringen av partiklar. Med ett överskott av en av kolloiderna kommer partiell koagulering att inträffa, eller så kommer systemet att förbli stabilt med tecknet på laddningen av överskottskolloiden (återladdning). Resultaten av koagulering av kolloidala lösningar med blandningar av elektrolyter visar sig vara olika. Det finns tre fall här:

1) fenomenet additivitet;

2) jonantagonism;

3) jonsynergi.

I verk Yu. M. Glazman, E. Matievich och andra författare studerade ett mer komplext, men mycket viktigt fall för praktiken - koagulering med en blandning av elektrolyter.

tillsats effekten är att koaguleringsförmågan i blandningen tillsätts aritmetiskt enligt blandningsregeln. I fallet med additiv verkan, om en elektrolyt tillsätts från 1/2 till 1 sol, är det nödvändigt att tillsätta från 2/2 för att uppnå koagulering. En additiv effekt observeras ofta, speciellt vid koagulering med blandningar av elektrolyter med dominerande joner av samma valens.

Det har länge varit känt att, tillsammans med den additiva koagulerande verkan av två motjoner, finns det fall av antagonism och synergism i deras verkan, som är mycket viktiga inte bara för många tekniska processer, utan också för att förstå mönstren för effekten av joner. på organ och vävnader hos en levande organism, där biologiskt aktiva joner ofta verkar som antagonister eller synergister.

Koaguleringsverkan av en elektrolyt börjar i närvaro av en annan, vilket är ett fenomen som observeras i blandningar av olika joner (till exempel Al 3+ och R +), såväl som under koaguleringen av en negativ sol. Orsakerna till avvikelsen från additivitet kan vara en elektrostatisk minskning av aktiviteten hos en jon i en blandning av elektrolyter och komplexbildning.

Vid koagulering med blandningar av elektrolyter observeras i vissa fall synergism av joner (den motsatta effekten av fenomenet antagonism, d.v.s. när koaguleringseffekten av en elektrolyt ökar i närvaro av en annan). Vid en låg koncentration av elektrolyter genomgår kolloidala lösningar koagulering. Med ytterligare skapandet av adsorptionsskikt med förbättrade strukturella och mekaniska egenskaper på ytan av kolloidala partiklar är det möjligt att avsevärt öka stabiliteten hos lösningar mot elektromagnetisk koagulering. Dessa lager kan förhindra koagulering av elektrolyter. Sådan stabilisering av solen med avseende på elektroner genom att tillsätta en liten mängd av en lösning av makromolekylära föreningar (gelatin, agar-agar, äggalbumin, etc.) kallas skydd.

Skyddssoler är mycket resistenta mot elektrolyter. Kolloidala lösningar av silver, som skyddas av proteinämnen och används som läkemedel (protargal, collargal), blir till exempel okänsliga för elektrolyter och kan förångas till torrhet. Efter behandling med vatten omvandlas den torra återstoden åter till en sol. Olika ämnen har dock olika skyddande effekter. Mängden substans som är tillräcklig för att förhindra koagulering av en eller annan sol, under vissa standardförhållanden, tjänar som ett mått på den skyddande verkan. Till exempel är "Golden Number" för gelatin 0,01, vilket betyder att 0,01 mg av det skyddar 10 ml. Guldsol från koagulering med 1 ml 10% NaCl-lösning Det "gyllene talet" för äggalbumin är 2,5, stärkelse är 20. På samma sätt kan du utvärdera "Silvernumret", "Svavelnumret" etc.

100. Koagulering av starkt och svagt laddade soler

Under utvecklingen av kolloidkemin har många teorier uppstått som försöker relatera stabiliteten hos hydrofoba soler (särskilt elektrolyternas koagulerande effekt) till olika systemparametrar och fenomen som uppstår från interaktionen mellan en dispergerad fas och en dispersion medium. Den mest framgångsrika var den moderna stabilitetsteorin, som bär namnet på sovjetiska vetenskapsmän och betecknas som DLVO-teorin (B.V. Deryagina, L. D. Landau, E. Verweya, Ja, Overbeck). Enligt DLVO-teorin leder en ökning av elektrolytkoncentrationen i ett dispersionsmedium till en minskning av tjockleken på det diffusa skiktet. Tjockleken på det diffusa skiktet minskar till den storlek vid vilken krafterna för molekylär attraktion börjar verka. Som ett resultat föreligger en förlust av aggregativ och sedan kinetisk stabilitet. DLVO fysikaliska teorin om koagulation är den första kvantitativa teorin. Den kan användas för att beräkna koagulationströskeln. Som en konsekvens följer Schulze-Hardy-regeln av denna teori.

"Lagen av sjätte graden" Deryagin Z 6 Z 6 , fastställer beroendet av koagulationströskeln eller koaguleringsförmågan ( V k = 1/Sk) på jonens laddning. Kvantiteter V k för en-, två- och treladdade motjoner korrelerar med varandra som 1:64:729 i enlighet med Schulze-Hardy-regeln.

Om koagulering inträffar som ett resultat av kortdistansinteraktion mellan partiklar, är sådana system instabila, och koagulering fortskrider i de flesta fall irreversibelt, eftersom djupet av det första minimumet vanligtvis är större än kT. Minskningen av barriärhöjden kan orsakas av specifik adsorption. Därför kan vi prata om två typer av koagulering: koncentration och adsorption.

Det bör noteras att en jämförelse av den betraktade enkla teorin med erfarenhet för z > 2 inte är möjlig, eftersom denna version av teorin inte tar hänsyn till ψ 1 (с) för multipla laddade motjoner, vad gäller både storleken och tecknet på ψ 1 .

Med vidareutveckling av DLVO-teorin för ömsesidig fixering av partiklar i det andra minimum, är det möjligt att komma fram till ett värde på exponenten lika med 3,5–2,5. Detta bekräftas av imaginära experimentella data om ytterligare interaktion.

Alla samarbeten är baserade på DLVO-teorin, som etablerar ett samband mellan egenskaperna hos det elektriska lagret och stabiliteten hos dispersa system. I dessa arbeten övervägs mer komplexa fall (till exempel med hänsyn till adsorptionen av joner), och följaktligen förändringen i ψ 1 som kommer till fenomenet koagulationszoner.

Idén om den elektriska naturen eller avstötningen blir mer legitim när en koppling upprättas mellan koagulationszonerna och arten av förändringar i ψ 1 i elektrolytlösningar med multipelladdade motjoner. Med samma laddning av partiklar från den dispersa fasen av samma sammansättning, verkar det uppenbart att de bör stöta bort varandra elektrostatiskt.

Följaktligen, inom ramen för en kvalitativ övervägande, uppstår repulsiva krafter när det diffusa skiktet deformeras, och för att partiklarna ska närma sig varandra, är det nödvändigt att övervinna barriären som är den högre, desto högre ψ 1 , och den ytterligare släpar den efter ytan, desto större är det diffusa skiktets tjocklek.

För multivalenta motjoner minskar värdena på ψ 1 med ökande koncentration mycket snabbare, vilket förklarar Schulze-Hardy-regeln.

101. Flockning, heterokoagulation (definitioner, exempel)

flockning- en typ av koagulering, som leder till bildandet av lösa, flagnande koagulat - flockar.

I många fall passerar stabilitetsberoendet, uttryckt genom någon kvantitativ egenskap, till exempel c till, av mängden tillsatt "skyddande" kolloid (HMC), genom ett klart definierat minimum. Med andra ord minskar stabiliteten när spiralen tillsätts i en mängd som är otillräcklig för en skyddande effekt. Detta fenomen, som är särskilt karakteristiskt för linjära makromolekyler som bär polära grupper i båda ändarna av kedjan (till exempel polyvinylalkoholer), förklaras för närvarande av det faktum att en lång polymermolekyl fäster vid båda ändarna till två olika partiklar av den dispergerade fasen , hålla dem tillsammans med en kolväte "bro".

Kvantitativ tolkning av fenomenet flockning, utförd i teorin La Mera baserat på synpunkter I. Langmuir , visade att sannolikheten för adsorption av den andra partikeln på den andra partikeln för molekyler som redan är adsorberade på den första partikeln kommer att vara desto större, ju större antalet av dessa molekyler och desto större andel av den fria ytan. Följaktligen motsvarar minimistabiliteten halvfyllning av ytskiktet med makromolekyler.

Detta fenomen (flockning), på grund av den jämförelsevis billiga flockningsmedel, används i stor utsträckning för sedimentering av suspensioner, soler, och speciellt för rening av naturliga vatten och avloppsvatten.

heterokoagulation– interaktion mellan partiklar som är olika i sammansättning eller storlek. Begreppet heterokoagulation är generellt; det inkluderar, som ett specialfall, samspelet mellan två identiska kroppar som vi betraktar.

Ett exempel på heterokoagulation är ömsesidig koagulering motsatt laddade partiklar. I detta fall ändrar de elektrostatiska krafterna tecken och blir attraktionskrafter. Frånvaron av en energibarriär leder till snabb koagulering vid alla värden Med.

Denna process används i stor utsträckning för den praktiska förstörelsen av dispergerade system, vilket är särskilt viktigt i samband med problemet med rening av naturliga och industriella vatten. Så, vid vattenverk, innan vatten kommer in i sandfiltren, tillsätts Al 2 (SO 4) 3 eller FeCl 3 till det; positivt laddade soler av hydrater av Fe- eller Al-oxider, bildade som ett resultat av hydrolys, orsakar snabb koagulering av suspenderade negativt laddade jordpartiklar. Fenomenet med ömsesidig koagulering av soler är av stor betydelse i ett antal naturliga och tekniska processer. Ömsesidig koagulering är vanlig i naturen (till exempel vid blandning av havs- och flodvatten). Koagulering av kolloider av flodvatten sker enligt följande. Havsvattensaltjoner adsorberas på laddade kolloidala partiklar av flodvatten. Som ett resultat av adsorption släpps partiklarna ut, kombineras till stora aggregat och deponeras. Det är därför som gradvis ackumuleras mycket silt på botten, och senare bildas öar och grunda. Så här bildades deltan i många av våra floder.

Tillämpning av DLVO-teorin till processerna för heterokoagulation visar att i vissa fall, inte bara U ter, utan också U ett tecken. Londonstyrkornas natur förändras inte i dessa fall, de är alltid attraktionskrafter. En viktig roll i processen för fixering av adsorberade kolloider spelas av deras koagulering orsakad av motsatta laddningar av de adsorberade partiklarna och ytan av adsorbenten.

L. A. Kulsky konstaterat att det inte är kolloidala föroreningar av vatten som genomgår koagulering, utan hydroxider som bildas under hydrolysen av koaguleringsmedlet. Reningen av vattnet i sig sker inte som ett resultat av koagulering, utan på grund av adsorptionen av kolloidala föroreningar på ytan av hydroxider. Koaguleringen av aluminiumhydroxidpartiklar och deras associerade utfällning från vatten sker under inverkan av elektrolyter lösta i vatten.

102. Elektrolyters inverkan på den elektrokinetiska potentialen. Koagulationszon

Värde ζ -potentialen bestäms av det totala innehållet av elektrolyter i lösningen. En ökning av koncentrationen medför en minskning av det diffusa skiktets tjocklek och åtföljs därför av en minskning av den elektrokinetiska potentialen. Det beror inte bara på koncentrationen av joner, utan också på deras valens, och motjoner, dvs joner vars laddning är motsatt partikelladdningen, spelar en särskilt viktig roll. Särskilt starkt inflytande på ζ -potential utövas av monovalenta komplexa organiska joner (färgämnen, alkaloider, etc.), vars effekt är proportionerlig med effekten på potentialen hos tvåvärda oorganiska joner.

Erfarenhet visar att väte- och hydroxidjoner, högvalensjoner (AI 3+, Fe 3+, PO 3-, citratjoner, etc.), såväl som komplexa organiska joner av alkaloider, färgämnen, inte bara kan reducera kraftigt ζ -potential, men också vid en viss koncentration orsaka en förändring i dess tecken.

Under koagulering bör partiklarna närma sig på ett sådant avstånd att energin för ömsesidig attraktion skulle vara större än energin från termisk (brunisk) rörelse, som flyttar partiklarna bort från varandra. Det nödvändiga tillvägagångssättet förhindras av den elektrostatiska repulsion som uppstår när det diffusa skiktets joniska skal kommer i kontakt. När en elektrolyt införs i en kolloidal lösning uppstår två oberoende processer.

Först- utbytesadsorption av joner i det yttre diffusa skalet, dvs utbyte av joner i det diffusa skiktet mot de dominerande jonerna i den införda elektrolyten; detta förklarar deras passion för koagulum.

Andra processen– komprimering av detta diffusa skikt, som ett resultat av vilket några av dess joner passerar in i den inre (Helmholtz) delen av det elektriska dubbelskiktet. På grund av minskningen av det diffusa skiktets tjocklek får kolloidala partiklar möjligheten att närma sig närmare utan frånstötande krafter mellan dem; på något tillräckligt litet avstånd kan krafterna för ömsesidig attraktion orsaka vidhäftning, koagulering av partiklar.

Kompressionen av det elektriska dubbelskiktet kan bedömas utifrån förekomsten ζ -potential, som vanligtvis observeras när elektrolyten tillsätts. Dess droppe är inte i sig orsaken till koagulering, men fungerar som en indikator på förändringar som inträffar i strukturen hos det elektriska dubbelskiktet. Förbindelse ζ -potential med koagulering är väl manifesterad i uppkomsten av oregelbundna rader eller zoner av koagulering och kan betraktas som ett exempel. Joner av tre- och fyrvärda metaller, såväl som stora organiska katjoner, beter sig helt olika när de tillsätts en negativ sol i ökande mängder. Till en början, när de når koaguleringströskeln, orsakar de, liksom andra koagulerande joner, koagulering av solen (den första koagulationszonen). Sedan, i en ny del av solen vid en högre elektrolytkoncentration, sker ingen koagulering (stabilitetszon). Vidare, vid en ännu högre elektrolytkoncentration, sker koagulering igen (andra koagulationszonen). I den andra stabilitetszonen, som är lätt att fastställa genom elektrofores, har kolloidala partiklar inte längre en negativ laddning, utan en positiv. Uppenbarligen kan högt adsorberade högladdade katjoner och stora organiska katjoner komma in i Helmholtz-delen av dubbelskiktet i superekvivalenta mängder. På grund av detta kommer anjonerna som följer med dem in i den diffusa delen av dubbelskiktet, vilket ändrar tecknet ζ -potential.

Detta fenomen har fått ett namn koagulationszoner, som består i uppkomsten av en andra stabilitetszon efter koagulationszonen med ökande elektrolytkoncentration. I denna andra zon visar sig partikelladdningen vara motsatt i tecken till laddningen i den initiala stabilitetszonen. Med ytterligare tillväxt Med till något nytt kritiskt värde från till den andra koagulationszonen inträffar.

103. Kinetik för snabb koagulation. Smoluchowskis teori

I ett snävt intervall av koncentrationer sker en snabb ökning v upp till ett visst värde, som inte ändras med ytterligare ökning Med. I enlighet med detta kan tre tydligt avgränsade zoner urskiljas: stabilitet, långsam koagulering (med en tröskel sk m) och snabb koagulering (med en tröskel ck b).

För med tillväxt Med höjden på energibarriären U minskar, kan vi förklara den observerade regelbundenheten med att det vid c = ccm finns en viss sannolikhet att den "hetaste" (T ≥ U) partiklar; Vidare ökar denna sannolikhet och för c > ck når b gränsvärdet – enhet. Med andra ord, i denna region är barriären reducerad till en sådan grad att alla partiklar övervinner den och antalet effektiva kollisioner som leder till anslutning av partiklar inte längre förändras. Detta antal beror endast på partikelkoncentrationen v och deras hastighet.

Regionen med snabb koagulering definieras som den region där alla effekter är effektiva.

Beräkningen av v för denna region är avsevärt förenklad, eftersom den reduceras till att räkna antalet kollisioner. Men många svårigheter uppstår här, eftersom man måste ta hänsyn till kollisioner inte bara av primära partiklar utan också av mer komplexa som bildas i koaguleringsprocessen. Denna uppgift löstes briljant M. Smoluchovsky (1916), som föreslog en kvantitativ tolkning av kinetiken för snabb koagulering baserat på övervägandet av den Brownska rörelsen (diffusionen) av partiklar.

Processhastighet v är en funktion av koncentrationen v och intensiteten av den Brownska rörelsen, kännetecknad av diffusionskoefficienten D.

Koagulationskinetiken utvecklades av M. Smoluchowski i förhållande till det enklaste fallet med homogena sfäriska partiklar. När en känd elektrolytkoncentration som motsvarar stabilitetsgränsen uppnås, bildar de initiala enskilda partiklarna, som kolliderar, dubbla partiklar; de, i sin tur, kolliderar med varandra eller med primära partiklar, bildar mer och mer komplexa (fem, sex, etc.) aggregat. Om vi ​​betecknar med p 1, p 2, p 3, ... koncentrationen av partiklar som består av en, två, tre initiala, så är det totala antalet av alla partiklar efter starten av koaguleringen Σp = p 1 + p 2 + p 3 + ...

Eftersom med varje kombination av två partiklar en bildas (halvering sker), fortskrider koaguleringsprocessen formellt som en bimolekylär reaktion, det vill säga det totala antalet partiklar minskar med tiden enligt andra ordningens reaktionskinetiska ekvation:

Var kär, som beror på partikoch på attraktionssfärens radie.

Smoluchowskis teori upprepade gånger utsatts för experimentell verifiering. Värderingar v(processhastighet) och ξ , (koagulationsperiod) bestäms experimentellt: antingen på ett direkt sätt - genom att räkna antalet partiklar per volymenhet med den ultramikroskopiska metoden vid olika tidpunkter, med konstruktion av kurvor v-t, eller genom ljusspridningsmetoden med Rayleigh-formeln. Värderingar v hittas av tangenten för lutningen av tangenten till kurvan, värdena ξ - med tangenten för den räta linjens lutning i koordinater. Det bör noteras att för en ungefärlig uppskattning v Och från till ofta används den tid som förflutit från början av exponering för ett koaguleringsmedel till början av en märkbar grumling av lösningen, såväl som förhållandet mellan solens optiska densitet (eller ljusspridning) vid en given standardtidpunkt ( till exempel 1 eller 24 timmar från start) till den initiala optiska densiteten. Denna metod kallas vanligen för turbidimetrisk eller nefelometrisk. Experimentell bekräftelse av teorin om snabb koagulering är ett utmärkt bevis på riktigheten av de grundläggande idéerna i teorin om diffusion och Brownsk rörelse.

104. Koagulationens kinetik. Reversibilitet av koaguleringsprocessen. Peptisering

Teorin utvecklad av den sovjetiske fysikern och kemisten N. A. Fuchs ursprungligen för aerosolkoagulering, tar den hänsyn till interaktionen mellan partiklar genom att införa energibarriärvärdet i de kinetiska ekvationerna.

Var W- koaeller slumpfaktor, som visar hur många gånger processhastigheten minskar jämfört med snabb koagulering.

Det kan ses av ekvationen att koagulationen avtar kraftigt med en ökning av höjden på energibarriären u, uttryckt i enheter kT, såväl som med en ökning av tjockleken på det diffusa skiktet (bromsning vid "fjärran" närmar sig) och med en minskning av partikelns radie.

Teorin visar ett linjärt samband W från Med, bekräftat experimentellt. Den fysiska innebörden av resultatet motsvarar det faktum att koagulationshastigheten i kraftfältet är större än vid snabb koagulering i frånvaro av fältet. Följaktligen beskrivs effekten av energiparametrar på processens kinetik av teorin om långsam koagulering.

långsam koagulering kan förklaras av den ofullständiga effektiviteten av kollisioner på grund av att det finns en energibarriär.

Reversibilitet av koaguleringsprocessen– koagulerade systems förmåga att peptisera.

Utfällningar som faller ut vid koagulering har en annan struktur. Vissa av dem är täta, kompakta, vilket indikerar nära kontakt med partiklar, och koagulering är irreversibel. Andra koagulater upptar en stor volym och har en lös, genombruten struktur. Partiklarna i dem förblir isolerade, åtskilda av tunna lager av vätska och komprimerade elektriska lager. Det kan antas att man genom att öka diffusionsgraden av det elektriska dubbelskiktet återigen kan överföra koagulatet till soltillståndet. I vissa fall, genom att bli av med elektrolytkoagulatorn genom att tvätta fällningen, är det faktiskt möjligt att inducera en process som är motsatsen till koagulering - peptisering (övergång av en koagel till en sol).

Peptisering- detta är uppdelningen av partiklar, kränkningen av kopplingen mellan dem, deras separation från varandra. Peptisering är desto mer sannolik, ju mer lyofiliserad den initiala solen är och desto mindre tid har gått sedan koaguleringsögonblicket, eftersom över tiden, under kortdistansinteraktion, uppträder gradvis koalescens av partiklar med en minskning av dispersion och ytenergi. I detta fall blir koagulationen irreversibel, peptisering är utesluten. Hur man tränar peptisering beror på orsakerna till koagulation. Peptisering kommer faktiskt att vara möjlig om koagulatet tvättas från elektrolyten med vatten (med dekantering, filtrering eller dialys). Genom tvättning är det till exempel möjligt att peptisera färska fällningar av kiseldioxid, tenndioxid, metallsulfider och svavel, speciellt koagulerade med enkelladdade joner. Ett exempel på peptisering med en ren vätska är peptisering av lera under inverkan av vatten. När de interagerar med vatten uppstår jonsolvatiseringsskikt på lerpartiklars yta, vilket försvagar bindningen mellan lerpartiklar; som ett resultat bildas en ganska stabil suspension av lera i vatten. Peptisering fortskrider lättare med tillsats av en liten mängd av ett peptiseringsmedel, vilket gör det möjligt att återställa strukturen hos det elektriska dubbelskiktet. Peptiseringsmedel är potentialbildande elektrolyter. Jordarna är vattengenomsläppliga, mycket svällbara, strukturlösa, med ett ord, peptiserade. Tvålens tvättverkan är också relaterad till peptiseringsprocessen. Fettsyrajoner adsorberas på ytan av "smutspartiklar", och sliter därigenom av den förorenade ytan och omvandlar dem till soltillstånd - de peptiserar; flödet av vatten och skumbubblor tar bort solen från föremålet.

När man studerade sols koagulering uppstod många teorier, med hjälp av vilka man försökte förklara alla observerade mönster på kvalitativ och kvantitativ nivå.

Så 1908 formulerade G. Freindlich de viktigaste bestämmelserna adsorptionsteori för koagulation observeras när elektrolyter tillsätts till solen. Enligt denna teori sker aggregeringen av kolloidala partiklar på grund av adsorptionen av motjoner av granulens yta och en minskning av värdet av dess zettapotential. Men denna teori var av begränsad användning, eftersom tog endast hänsyn till effekten av elektrolyter och kunde inte förklara de fakta där vidhäftningen av partiklar endast var förknippad med förändringar i det diffusa skiktet av micellen, medan värdet på ζ-potentialen för granulen förblev oförändrad.

Senare utvecklades G. Muller elektrostatisk teori, som redan utgick från det faktum att införandet av en elektrolyt i en sol inte förändrar den totala laddningen i det elektriska dubbelskiktet av partikeln, utan orsakar kompression (minskning i storlek) av det diffusa skiktet. Detta leder till en minskning av systemets stabilitet.

Adsorption, elektrostatisk och ett antal andra teorier om koagulering kunde inte förklara alla observerade experimentella fakta, men de spelade en positiv roll i utvecklingen av idéer om stabiliteten hos kolloidala system. Deras viktigaste bestämmelser har blivit en integrerad del av den moderna teorin om stabilitet, som stämmer väl överens med beteendet hos typiska lyofoba spridningssystem.

Denna teori utvecklades 1937-1943. oberoende av varandra B.V. Deryagin och L.D. Landau i USSR och E. Verwey och J. T. Overbeck i Holland. I enlighet med de första bokstäverna i författarnas namn kallas teorin DLFO.

Enligt denna teori kan kolloidala partiklar i lösning på grund av Brownsk rörelse fritt närma sig varandra tills de vidrör sina vätskediffundera skal eller lager. I detta fall uppstår inga samverkanskrafter mellan dem. För ytterligare tillvägagångssätt måste partiklarna deformera sina diffusa skal så att deras inbördes överlappning (eller penetration in i varandra) uppstår. Men vätskor är dåligt komprimerbara, och som svar på deformation, så kallade lösgörande tryckkrafter som hindrar genomförandet av denna process. Ju större dimensionerna av det diffusa skiktet är, desto större krafter hos det lösgörande trycket.

Boris Vladimirovich Deryagin (1902 - 1994)- Rysk fysikalisk kemist, professor (1935), motsvarande medlem av USSR Academy of Sciences (1946), akademiker vid Ryska vetenskapsakademin (1992). Han skapade läran om ytkrafter och deras inflytande på det sönderfallande trycket och egenskaperna hos tunna vätskefilmer. Pris till dem. M. V. Lomonosov Academy of Sciences of the USSR (1958), USSR State Prize (1991). Från 1936 till 1994 ledde han laboratoriet han skapade och avdelningen för sorptionsprocesser vid Institutet för fysikalisk kemi vid USSR Academy of Sciences. Under många år var han chefredaktör för tidskriften "Colloid Chemistry". 1962 - 1973 antog förekomsten av en speciell sorts vatten - polyvatten. Sedan motbevisade han sig själv och upptäckte den kritiska inverkan av föroreningar - silikater.

Om de kolliderande partiklarna har tillräcklig kinetisk energi för att övervinna verkan av dessa krafter, kommer deras diffusa skikt att överlappa varandra, men i detta ögonblick kommer elektrostatiska repulsionskrafter att uppstå mellan dem och granulerna (eftersom de har laddningar av samma tecken) (Fig. 68).

Ris. 68. Schema för interaktion mellan kolloidala partiklar: A– aggregerat stabilt system. b– överlappning av diffusa lager; V– koagulering

L ev Davidovich Landau (1908 - 1968), ofta kallad Dau - sovjetisk fysiker, akademiker vid USSR Academy of Sciences (invald 1946). Nobelpristagare, Lenin och tre Stalin-priser, hjälte av socialistiskt arbete. Medlem av vetenskapsakademierna i Danmark, Nederländerna, USA, Frankrike, Physical Society of London och Royal Society of London. Initiativtagaren till skapandet och medförfattaren till Kursen för teoretisk fysik, som har gått igenom flera upplagor och översatts till många språk. En guldmedalj som delats ut sedan 1998 av Institutionen för kärnfysik vid Ryska vetenskapsakademin är uppkallad efter Landau.

Ju större ζ-potential granulerna har, desto starkare blir partiklarnas ömsesidiga repulsion.

I fallet med att övervinna dessa krafter och närma sig granulerna till ett avstånd av ≈ 10–7 cm eller mindre (d.v.s. till ett avstånd lika med eller mindre än storleken på en molekyl av dispersionsmediet), den så kallade van der Waals attraktionskrafter uppstår mellan dem, som har en fysisk natur. De orsakar vidhäftning (koppling) av kolloidala partiklar med varandra.

Vanligtvis, i en stabiliserad hydrofob sol, har endast en liten del av de så kallade aktiva partiklarna ett tillräckligt förråd av kinetisk energi för att övervinna effekten av alla ovanstående krafter vid stöten. Därför behåller sådana kolloidala system sin stabilitet under en mer eller mindre lång tid (beroende på graden av deras stabilisering). När temperaturen stiger ökar hastigheten och intensiteten av Browns rörelse. Detta leder till en ökning av den kinetiska energin hos kolloidala partiklar. Allt fler av dem blir aktiva. Som ett resultat börjar de oftare vid stöten att hålla ihop med varandra, och solens aggregerade stabilitet kommer att minska.

Alla andra yttre påverkan som utövas på solen och som leder till en minskning av storleken på de diffusa skikten och värdet på ζ-potentialen kommer också att bidra till koaguleringsprocesserna.

De minst stabila är kolloidala system, i vilka partiklar av den dispergerade fasen inte har ett dubbelt elektriskt skikt och ett skyddande skal av lösningsmedelsmolekyler.

I det här fallet uppstår inte de elektrostatiska repulsionskrafterna och krafterna från det lösgörande trycket mellan partiklarna, och därför kommer praktiskt taget varje kollision mellan dem att leda till ömsesidig vidhäftning.

Den fysikaliska teorin om koagulering av DLVO har en stor matematisk apparat och gör det möjligt att utföra olika kvantitativa beräkningar som stämmer väl överens med de observerade experimentella fakta.

Den elementära koaguleringsakten uppstår som ett resultat av "nära interaktion" av partiklar. Nederbörden är tät och irreversibel, eftersom attraktionsenergin är mycket större än avstötningsenergin. Här finns en direkt kontakt mellan partiklarna, på avstånd som motsvarar det första minimum, bildas kondenseller grova dispersioner. 2. Om barriärhöjden är stor och djupet på det andra minimumet är litet, kan partiklarna inte övervinna barriären och divergera utan interaktion. Detta är ett fall av "aggregativt stabilt system". Denna stabilitet kan brytas på två sätt. a) En ökning av partiklarnas kinetiska energi leder till en ökning av antalet kollisioner. Om energin hos snabba partiklar överstiger den potentiella barriären, kan partiklarna hålla ihop. Därför kan en ökning av temperaturen leda till koagulering av systemet. b) Potentialbarriären kan reduceras genom att tillsätta elektrolyter till systemet. I detta fall komprimeras DEL på grund av komprimeringen av den diffusa delen, vilket resulterar i att partiklarna närmar sig varandra på kortare avstånd, där attraktionskrafterna ökar. Fig.4.3 Schema för elektrolyteffekt på koagulation: 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, ett steady state inträffar igen (avsnitt 2-3). I avsnitt 3-4 koaguleras systemet igen enligt schemat för koncentrerad koagulering. Till skillnad från avsnitt 1-2, där koagulering sker med Al3+-joner, sker i zon 3-4 koagulering med Cl–-joner, eftersom partiklarnas laddning blivit positiv. 4.10 Koagulering med en blandning av elektrolyter Under industriella förhållanden används inte en elektrolyt för koagulering, utan en blandning av flera elektrolyter. Den koagulerande verkan av en blandning av två elektrolyter är ofta icke-additiv. Ibland krävs en elektrolyt i en blandning av mer än en av dem - detta är fenomenet antagonism. Om en blandning av elektrolyter är mer effektiv än en elektrolyt, uppstår synergifenomenet, de behöver mindre i blandningen än var och en separat. I additiv verkan koagulerar elektrolyter oberoende av varandra. För att karakterisera en blandning av två elektrolyter är det lämpligt att använda koagulationströskelns g 1 beroende av koagulationströskeln g 2 . Under additiv verkan är beroendet g 1 – g 2 linjärt. Synergism kännetecknas av kurva 2, om den första elektrolyten tas i mängden g 1/2 så tas den andra elektrolyten i mängden 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

För att erhålla en finmald medicinsk substans under dess dispergering, rekommenderas att tillsätta ett lösningsmedel i hälften av massan av den krossade medicinska substansen.

Förklaring av regeln[redigera]

Partiklarna av den medicinska substansen har sprickor (Griffiths gap) som vätskan tränger in i. Vätskan utövar ett lösgörande tryck på partikeln, vilket överstiger de sammandragande krafterna, vilket bidrar till malningen. Om ämnet som ska malas sväller, mals det grundligt i torr form och först därefter tillsätts vätskan. Efter malning av den medicinska substansen används omrörning för att fraktionera partiklarna. Återsuspension består i det faktum att när ett fast ämne blandas med en vätska, 10-20 gånger dess massa i volym, är små partiklar i suspension och stora lägger sig till botten. Denna effekt förklaras av olika sedimentationshastigheter för partiklar av olika storlekar (Stokes lag). Suspensionen av de mest krossade partiklarna dräneras, och sedimentet krossas igen och rörs om med en ny del av vätskan tills hela sedimentet övergår i en fin suspension.

Tillämpning inom teknik[redigera]

Receptvärde: 200 ml renat vatten mäts upp i ett stativ. 3 g stärkelse och 3 g basiskt vismutnitrat krossas i en mortel med 3 ml vatten (enligt Deryagin-regeln), sedan tillsätts 60-90 ml vatten, blandningen rörs om och lämnas i flera minuter. Töm försiktigt den fina suspensionen från sedimentet i flaskan. Det våta sedimentet tritureras dessutom med en mortelstöt, blandas med en ny portion vatten och dräneras. Malning och omrörning upprepas tills alla stora partiklar förvandlas till en fin suspension.

Kemistens handbok 21

Kemi och kemisk teknik

Det beräknade förhållandet jämförs med förhållandet mellan trösklar för snabb koagulation, vilket följer av Deryagin-Landau-regeln (Schulze-Hurdy-regeln).

En kvantitativ förfining och teoretisk belägg för Schulze-Hardy regeln gavs av Deryagin och Landau. För att beräkna koagulationströskeln ger teorin följande formel

Deryagin-Landau-regeln, härledd av författarna på grundval av begreppen i den fysikaliska teorin om koagulation, gör det möjligt att bestämma värdet på den snabba koagulationströskeln, vilket motsvarar försvinnandet av energibarriären på kurvan för allmän interaktion av kolloidala partiklar beroende på avståndet mellan dem. Värdena för koagulationströskeln beräknade enligt denna regel sammanfaller inte alltid med experimentvärdena på grund av det faktum att koaguleringseffekten av joner inte bara beror på valens utan också på specifik adsorption, vilket inte tas med i med hjälp av ovanstående ekvation.

Elektrolytens koaguleringsförmåga kännetecknas av koaguleringströskeln, dvs den minsta koncentrationen av elektrolyt D i en kolloidal lösning, som orsakar dess koagulering. Koagulationströskeln beror på koaguleringsjonens valens. Detta beroende uttrycks av signifikansregeln (Schulze-Hurdy-regeln). Ett mer rigoröst, teoretiskt underbyggt kvantitativt förhållande mellan den snabba koagulationströskeln y och jonvalensen uttrycks av Deryagin-Landau-regeln

Detta resultat, som först teoretiskt erhölls av Deryagin och Landau, förfinar Schulze-Hardy-regeln.

Teoretiska idéer om orsakerna som bestämmer stabiliteten hos lyofoba soler utvecklades vidare i verk av B. V. Deryagin och L. D. Landau. Enligt Deryagins teoretiska åsikter och experimentella data utövar en vätskefilm innesluten mellan två fasta kroppar nedsänkta i den ett osammanhängande tryck på dem och hindrar dem därmed från att närma sig. Verkan ökar snabbt med förtunning av filmen och minskar i stor utsträckning på grund av närvaron av elektrolyter. Ur denna synvinkel förhindras koaguleringen av partiklarna genom kilingsverkan av filmerna som separerar dem. Införandet av elektrolyter i solen leder till en förändring i det elektriska dubbelskiktet, komprimering av dess diffusa del och en förändring i styrkan hos filmerna som separerar partiklar, och därmed till en kränkning av solens stabilitet. Den harmoniskt utvecklade matematiska teorin om stabilitet och koagulering av Deryagin och Landau leder till en rigorös fysisk underbyggnad av Schulze-Hardys valensregel och ger samtidigt en fysisk grund för de empiriska lagar som upptäcktes av Ostwald.

De viktigaste regelbundenheterna för koagulation under inverkan av elektrolyter. Förändringen i stabiliteten hos soler med en förändring i innehållet av elektrolyter i dem var redan känd för de första forskarna av kolloidala system (F. Selmi, T. Graham, M. Faraday, G. I. Borshchov). Senare, tack vare arbetet av G. Schulz, W. Hardy, G. Picton, O. Linder, G. Freindlich, W. Pauli, G. Kroyt, N. P. Peskov, A. V. Dumansky och andra, samlades och gjordes omfattande experimentellt material de huvudsakliga teoretiska generaliseringarna. Ett enormt bidrag till utvecklingen av teorin om elektrolytkoagulering gjordes av sovjetiska forskare B. V. Deryagin et al., P. A. Rebinder och hans skola. De experimentellt etablerade regelbundenheterna i koagulering med elektrolyter är kända som koagulationsregler.

Bygg grafer över beroendet av den optiska densiteten O på koncentrationen av elektrolytuppsättningen (Fig. III.5). Från skärningspunkten för fortsättningen av båda rätlinjiga sektionerna av kurvan sänks en vinkelrät mot abskissaxeln och den snabba koagulationströskeln hittas för varje elektrolyt. Genom att dividera de erhållna värdena för koagulationströskelvärdena med de minsta av dem, härleds en regel av betydelse och jämförs med Deryagin-Landau-regeln.

Förekomsten av ett skarpt hopp i egenskaper på ett visst avstånd från substratet upptäcktes ännu tidigare av V. V. Karasev och B. V. Deryagin när man mätte beroendet av viskositeten hos vissa organiska vätskor på avståndet till en fast vägg. Allt detta ger rätten att kalla sådana lager en speciell gränsfas, eftersom närvaron av ett skarpt gränssnitt är huvuddefinitionen av en fas. Skillnaden med vanliga faser ligger i det faktum att tjockleken på gränsfasen är ett värde som är ganska bestämt för en given temperatur.

Teorin om Deryagin - Verwey - Overbeck slår fast att Sk är omvänt proportionell mot den sjätte valensgraden för den koagulerande jonen. Samma beroende återspeglar den experimentellt hittade Schulze-Hardy-regeln. Den erhållna utmärkta överensstämmelsen bekräftar väl riktigheten av teorin om koagulering av lyofoba soler.

Många objekt har visat att koaguleringströskeln är omvänt proportionell mot valensen av koagulerande joner i potenser 5 till 9, ofta till potenser 6. Lägre värden på exponenten (2-3) har också observerats. Således antar Schulze - Hardy-regeln endast en hög grad av beroende av koagulationströskeln på valensen (r) av motjoner. Ändå identifieras den ibland med den teoretiskt härledda lagen 2 av Deryagin-Landau.

Inverkan av koaguleringsjonernas valens på koaguleringströskeln bestäms av Schulze-Hardy-regeln: ju större koaguleringsjonernas valens, desto större koaguleringsförmåga eller desto lägre koagulationströskel. Den teoretiska underbyggnaden av denna regel gavs 1945 av B. V. Deryagin och L. D. Landau. Relationen de hittade mellan koagulationströskeln och valensen av koagulerande joner uttrycks i formen

Om vi ​​tar hänsyn till att i fallet med spärrmekanismen vid r

För att erhålla tunnare och mer stabila vattenhaltiga suspensioner av hydrofila svällande ämnen (basiskt vismutnitrat, zinkoxid, magnesiumoxid, kalciumfosfat, karbonat och glycerofosfat, kolin, natriumbikarbonat, järnglycerofosfat) är det mest lämpligt att använda omrörningsmetoden, som är en sorts spridningsmetod. Kärnan i tekniken ligger i det faktum att ämnet först dispergeras i torr form, sedan - med hänsyn till Deryagin-regeln. Den resulterande tunna massan späds cirka 10 gånger med vatten (lösning), tritureras och det översta lagret av suspensionen hälls i en dispenseringsflaska. Omrörningsoperationen upprepas tills all substans är dispergerad och erhålls i form av en fin uppslamning.

Ett smörjmedels inverkan på friktionsparametrar under gränssmörjförhållanden uppskattas vanligtvis av oljans (mediet) adsorptionsvärde och dess kemiska aktivitet. Adsorptionskapaciteten beaktas främst vid användning av ett kemiskt inaktivt smörjmedel. Så, B. V. Deryagin föreslog att utvärdera effektiviteten av oljefilmen med kriteriet för smörjning, vilket är förhållandet mellan grovheten hos de smorda och icke-smorda ytorna. Ett annat kriterium för smörjning kännetecknas av förhållandet mellan skillnaden i arbetet av friktionskrafterna hos osmorda och smorda ytor under den tid som krävs för att slipa en film med tjocklek /r till tjockleken av denna film. Smörjningskriterierna bestäms huvudsakligen av uppehållstiden för olje(smörjmedel)molekylerna på friktionsytan och smörjmedlets aktivitet.

Vid elektrolytkoagulering enligt koncentrationsmekanismen (för högt laddade partiklar) är koagulationströskeln Cc, i enlighet med Deryagin-Landau-regeln (motivering av den empiriska Schulze-Hardy-regeln), omvänt proportionell mot laddningen av 2 counteriono13 mot sjätte potens, dvs.

Teorin om det elektriska dubbelskiktet utvecklades i verk av Frumkin och Deryagin. Enligt deras idéer ligger det inre skiktet av jonerna i det elektriska dubbelskiktet, kallade potentialbildande sådana, tätt intill några av de motsatt laddade jonerna (fig. 50, a), kallade motjoner och. Denna del av motjonerna rör sig tillsammans med partikeln och bildar ett 6 tum tjockt skikt, som kallas adsorptionsskiktet. På fig. 50, och gränsen mellan en sådan partikel och mediet indikeras med en streckad linje. De återstående motjonerna är belägna i dispersionsmediet, där de som regel fördelas diffust.

På senare tid har dock experimentella data erhållits som tyder på att Schulze-Hardy-regeln i vissa fall inte är tillämplig i form av Deryagin-Landau-lagen Experimentellt observeras ofta betydande avvikelser från detta mönster, nämligen i vissa fall den koagulerande effekt av elektrolyter är proportionell mot valensen av motjoner till en grad mindre än sex. Enligt I. F. Efremov och O. G. Usyarov är detta en avvikelse från

Tillämpligheten av Deryagin-teorin och Schulze-Hardy-regeln för koagulering av makromolekylära föreningar visades av exemplet med gummilatexar när de interagerar med elektrolyter av olika valens (Voyutsky, Neumann, Sandomirsky).

Men även i den övervägda första approximationen ger teorin god överensstämmelse med experimentella data (till exempel data från Schenkel och Kitchener erhållna om monodispersa latexar), men kanske dess viktigaste prestation är underbyggandet av Schulze-Hardy-regeln, som anses med rätta vara hörnstenen för att testa stabilitetsteorier. Tänk på denna förklaring. En analys av förutsättningarna för stabiliteten hos dispergerade system visar att randvillkoren för snabb koagulering i termer av Deryagins teori kan skrivas som Umax = 0 och domax/ek = 0, där C/max är den maximala energin (Fig. XIII) 7). Dessa förhållanden uttrycker minskningen av barriärhöjden till noll.

I det enklaste fallet är u = onst. Coef. T. vila, som regel, mer koefficient. kinematisk T., så att startkraften (startmomentet) är större än motståndet mot likformig rörelse. Mer exakt, fysiskt processer med torr T. återspeglas i den sk. tvåled enligt Deryagins friktionslag ts = F / (N + PgS), där / - kompletterar, till N trycket som orsakas av intermolens krafter. samspel gnuggkroppar, och S-pov-et faktiskt. kontakt mellan gnidningskroppar på grund av ytornas vågighet och ojämnhet T. kontakt mellan kroppar är inte fullständig.

I verken 1937 och 1940. Deryagin, med hjälp av Fuchs formler för koaguleringshastigheten för interagerande partiklar, härledde ett kriterium för den aggregerade stabiliteten hos svagt laddade kolloidala partiklar för två begränsningsfall när partikelradien är mycket mindre än tjockleken av joniska atmosfärer, eller med andra ord, den karakteristiska Debye-längden, och när partikelradien är mycket större än tjockleken på joniska atmosfärer. I det andra fallet generaliserar kriteriet och förfinar Eilers-Korfs empiriska regel kvantitativt, vilket stämmer överens med ett antal experimentella fakta. Samtidigt visades förekomsten av ett långt minimum på kurvan som uttrycker beroendet av interaktionskraften (repulsion) på avståndet.

En välkänd svårighet för teorin var att regeln för den omvända sjätte graden (Hardy-Schulze-regeln förfinad av Deryagin och Landau) också observeras när ytans dimensionslösa potential inte bara är liten, utan mindre än enhet. Detta är möjligt, vilket framgår av Glazman et al. , om produkten av potentialen och laddningen av motjonen förändras lite när den senare ändras. En kvantitativ förklaring till detta på grundval av oberoendet av adsorptionen av motjoner från laddningen gavs av Usyarov.

Den mest utvecklade teorin om stabiliteten hos jonostabiliserade kolloidala lösningar har lett till ett antal grundläggande resultat. Teorin om starkt laddade soler, med tanke på endast koncentrationskoagulering, gjorde det möjligt att underbygga Schulze-Hardy-regeln i form av Deryagin-Laidau-lagen 2. Vid måttliga potentialer för kolloidala partiklar ändras koagulationströsklarna med valensen av motjoner enligt lag 2, där 2 a 6, vilket också är i överensstämmelse. med Schulze-Hurdy regeln. Teorin gjorde det möjligt att underbygga de olika regelbundenheterna av koaguleringsverkan av elektrolytblandningar och effekten av synergism som inte kunde förklaras tidigare. Det bör också noteras att, på grundval av teorin, olagligheten av den utbredda

Efter att ha erhållit värdena för den exakta koagulationströskeln för alla elektrolyter, härleds en signifikansregel, för vilken de hittade tröskelvärdena divideras med den minsta koagulationströskeln (för AI I3). Det experimentella förhållandet av koagulationströsklar jämförs med det teoretiska förhållandet beräknat enligt Deryagin-Landau-regeln, enligt vilken Y a b Vai u 11 1. Resultatet av jämförelsen analyseras och arbetet registreras i en laboratoriejournal.

Se sidor där termen nämns Deryagins styre: Syntetiska polymerer i tryckning (1961) - [c.130]

Regelförklaring

Tillämpning inom teknik

Bismuthi subnitratis ana 3.0

M.D.S. Torka huden i ansiktet

Deryagins styre- en regel utvecklad av kemisten B.V. Deryagin angående tekniken för många doseringsformer.

Aquae destillatae 200 ml

Anteckningar

1. Sinev D. N., Marchenko L. G., Sineva T. D. Referensmanual om läkemedelsteknik för läkemedel. 2:a uppl., reviderad. och ytterligare - St. Petersburg: SPKhFA Publishing House, Nevsky Dialect, 2001. - 316 sid.
2. Nikolaev L.A. Medicin. 2:a uppl., rev. och ytterligare - Minsk: Högre skola, 1988.
3. Bobylev R. V., Gryadunova G. P., Ivanova L. A. et al. Teknik för doseringsformer. T. 2. - M .: "Medicine", 1991.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Se vad "Deryagin-regeln" är i andra ordböcker:

Deryagins styre- Deryagins regel - en regel utvecklad av kemisten B. V. Deryagin, angående tekniken för många doseringsformer. Regeln i sig låter så här: ”För att få en finfördelad medicinsk substans under dess spridning rekommenderas att lägga till ... Wikipedia

Deryagin, Boris Vladimirovich- Boris Vladimirovich Deryagin Födelsedatum: 9 augusti 1902 (1902 08 09) Födelseort: Moskva Dödsdatum: 16 maj 1994 (1994 05 16) (91 år gammal) ... Wikipedia

International Society for Krishna Consciousness- Artikel om hinduismens historia Pantheon-destinationer ... Wikipedia

Pedofili- Pedofili ... Wikipedia

Exhibitionism- ICD 10 F ... Wikipedia

våldsamt brott- en av beståndsdelarna i brottslighetens allmänna struktur, vilket inkluderar handlingar relaterade till fysiskt och psykiskt våld mot en person eller hot om användning av det. Våldsbrott kan förstås i vid mening, medan det i ... ... Wikipedia

exhibitionism

Exhibitionist- Exhibitionism (latin exhibeo att ställa ut, visa) är en form av avvikande sexuellt beteende, när sexuell tillfredsställelse uppnås genom att demonstrera könsorganen för främlingar, vanligtvis av det motsatta könet, såväl som offentligt ... ... Wikipedia

sexuellt komplex- det här är representationer av en person med en negativ känslomässig färgning (känslor av missnöje, rädsla, synd) förknippad med sexuella relationer, som har ett betydande och ibland avgörande inflytande både på sexuallivet och i allmänhet på ... ... Wikipedia

KOAGULERING- (från latin coagulatio coagulation, förtjockning), sammanslutningen av partiklar från den dispergerade fasen till aggregat på grund av vidhäftningen (vidhäftningen) av partiklar under deras kollisioner. Kollisioner uppstår som ett resultat av Brownsk rörelse, såväl som sedimentering, rörelse av partiklar ... Chemical Encyclopedia

KAPITEL 20. AVSTÄLLNINGAR

Upphängningar (Avstängningar)- en flytande doseringsform för intern, extern och parenteral användning, innehållande som en dispergerad fas en eller flera pulverformiga läkemedelssubstanser fördelade i ett flytande dispersionsmedium (SP XI, nummer 2, s. 214). Partikelstorleken för den dispergerade fasen av suspensioner bör inte överstiga 50 µm. I enlighet med kraven i US Pharmacopoeia, British Pharmaceutical Code, bör den vara 10-20 mikron.

Suspensioner är ogenomskinliga vätskor med en partikelstorlek specificerad i privata artiklar som inte passerar genom ett pappersfilter och är synliga under ett konventionellt mikroskop. Som mikroheterogena system kännetecknas suspensioner av kinetisk (sedimentation) och aggregativ (kondensations) instabilitet.

Suspensioner är instabila under förvaring, därför:

- före användning skakas suspensionen i 1-2 minuter;

- Ämnen som är potenta och giftiga frigörs inte i doseringsformen.

Ett undantag är fallet när mängden av ämnet som föreskrivs i receptet inte överstiger den högsta enkeldosen.

När ett ämne av lista A förskrivs på ett recept i en mängd av en högre enkeldos är läkemedlet inte föremål för tillverkning.

20.1. FÖRDELAR MED AVSTÄNDNINGAR

Fördelarna med suspensioner jämfört med andra doseringsformer är:

- bekvämligheten med doseringsformen för patienter, särskilt för barn som inte kan svälja tabletter eller kapslar;

- mindre intensiv smak av suspensioner än lösningar. Dessutom finns det möjlighet att korrigera smaken av droger genom att introducera sirap, smakämnen;

— Läkemedel i suspensioner är mer stabila än i lösning. Detta är särskilt viktigt vid tillverkning av doseringsformer med antibiotika.

20.2. NACKDELAR MED AVSTÄNGNINGAR

Nackdelarna med upphängningar är:

— Fysisk instabilitet: sedimentering (sedimentering), sammanfogning och ökning av partikelstorlekar (aggregering) och sammanfogning av fasta och flytande faser (kondensation). Dessa fysikaliska fenomen leder till utfällning eller flytning av den fasta fasen. Principen om doseringslikformighet kränks;

- behovet för patienten att intensivt blanda suspensionen före användning för att återställa ett homogent tillstånd;

- otillfredsställande kort hållbarhet - 3 dagar (Beställning från Ryska federationens hälsoministerium? 214).

20.3. FYSISKA EGENSKAPER HOS AVSTÄLLNINGAR

Sedimentationsstabiliteten för suspensioner bestäms av Stokes lag, enligt vilken sedimentationshastigheten är direkt proportionell mot kvadraten på partikeldiametern, skillnaden i partikeldensiteter och det dispergerade mediet, och är 18 gånger omvänt proportionell mot viskositeten hos medium:

Det följer av Stokes lag att ju högre grad av partikelstorleksminskning och ju högre viskositet mediet är, desto högre sedimentationsstabilitet för suspensioner. Dessutom beror stabiliteten hos suspensioner på graden av affinitet hos den medicinska substansen för dispersionsmediet, närvaron av en elektrisk laddning av partiklarna. I suspensioner täcks partiklar av den fasta fasen, vid god vätbarhet av dispersionsmediet, med solvatskal, som förhindrar sammansmältning (kombination)

partiklar (suspensioner av ämnen med hydrofila egenskaper). Därför krävs inte införande av ytaktiva ämnen (tensider). Med dålig vätbarhet bildas inte solvatskal, vilket resulterar i utfällning eller flytande av fasta partiklar (suspensioner av ämnen med uttalade hydrofoba egenskaper).

20.4. METODER FÖR TILLVERKNING AV SUSPENSIONER

Inom farmaceutisk teknik används 2 metoder för att göra suspensioner:

- kondensation (genom kontrollerad kristallisation). Till exempel sätts etanollösningar av borsyra, salicylsyra och andra syror till vatten.De utfällda kristallerna bildar en suspension;

- dispersion (genom att mala kristallina ämnen i ett dispersionsmedium).

20.5. HJÄLPÄMNEN SOM ANVÄNDS FÖR ATT STABILISERA SUSPENSIONER

För att öka stabiliteten hos suspensioner med hydrofoba ämnen, använd:

A. Förtjockningsmedel— Ämnen med obetydlig ytaktivitet, men som säkerställer suspensionens stabilitet genom att öka systemets viskositet.

- naturliga (gummi, alginater, karragenaner, guargummi, gelatin);

- syntetisk (M!, natriumkarboximetylcellulosa - Carbopol?);

- oorganiska (aerosil, bentonit, magnesiumaluminosilikat - Veegum?).

— Ytaktiva ämnen som sänker gränsytspänningen vid fasgränsen (tweens, fettsocker, pentol, T-2 emulgeringsmedel, etc.).

Tabell 20.1 visar de stabilisatorer och deras koncentrationer som används för att göra suspensioner av hydrofoba ämnen.

Tabell 20.1. Fjädringsstabilisatorer

Mängd stabilisator (g) per 1,0 läkemedelssubstans

med uttalade hydrofoba egenskaper

med svagt uttalade hydrofoba egenskaper

Notera. För att stabilisera svavelsuspensionen för extern användning, rekommenderas det att använda medicinsk tvål i mängden 0,1-0,2 g per 1,0 g svavel. Ur medicinsk synvinkel är tillsats av tvål tillrådligt, eftersom det lossar hudens porer, eftersom det är ett ytaktivt ämne, och främjar den djupa penetrationen av svavel, som används vid behandling av skabb och andra hudsjukdomar. Man bör komma ihåg att tvål som svavelstabilisator endast rekommenderas att användas under ledning av en läkare. Om receptet innehåller salter av tvåvärda metaller, ökas mängden tvål till 0,3-0,4 g per 10 g svavel. Samtidigt rekommenderas att sterilisera svavel i suspensioner med alkohol och glycerin.

För att stabilisera medicinska substanser med uttalade hydrofoba egenskaper används gelatos i ett förhållande av 1:1 och med mildt uttalade egenskaper - 1:0,5.

Undantag: svavelslam (se tabell 20.1).

20.6. TEKNIK FÖR ATT ERHÅLLA AVSTÄNGNINGAR

Det tekniska schemat för att erhålla suspensioner med dispersionsmetoden består av följande steg:

1. Det förberedande skedet inkluderar följande tekniska operationer:

- förberedelse av arbetsplatsen;

— Beredning av material, utrustning.

- beräkningar, design av baksidan av PPC;

- vägning av suspenderade ämnen.

2. Slipningssteget inkluderar 2 tekniska operationer:

- erhållande av en koncentrerad suspension (massa);

- erhållande av en utspädd suspension, inklusive fraktionering (suspension och sedimentering).

Notera. Detta steg är obligatoriskt för suspensioner av ämnen med hydrofila egenskaper och är inte nödvändigt för suspensioner av ämnen med hydrofoba egenskaper. Detta förklaras av sedimentationsinstabiliteten hos den förra och den senares aggregativa instabilitet.

A. Operationen att erhålla en koncentrerad suspension. För att erhålla en koncentrerad suspension används en malningsoperation i ett flytande medium. Införandet av vätska bidrar till en finare slipning av partiklar på grund av spjälkningsverkan av ytspänningskrafter (Rehbinder-effekt) (Fig. 20.1).

Ris. 20.1.Återbindande effekt

För första gången studerades kileffekten av en vätska och en minskning av styrkan hos fasta ämnen på grund av denna effekt av den ryska forskaren P.A. Rehbinder 1928. Rehbinder-effekten är baserad på den destruktiva effekten av skillnaden i krafterna från ytspänningen hos en vätska inuti en spricka i en fast kropp (se fig. 20.1). Effekten bestäms av den fasta kroppens struktur (närvaron av dislokationer, sprickor), vätskans egenskaper (viskositet) och dess mängd. Som ett resultat av verkan av ytspänningskrafter uppstår en multipel nedgång i styrka, en ökning av sprödheten hos det fasta ämnet. Detta underlättar och förbättrar den mekaniska slipningen av olika material.

B.V. Deryagin undersökte effekten av Rebinder-effekten på malningen av farmaceutiska pulver. Han bestämde det optimala förhållandet mellan massan av en vätska och massan av en fast substans, vilket är ungefär lika med 1/2.

För att erhålla finfördelade medicinska substanser, rekommenderas det att först erhålla en koncentrerad suspension genom att mala de suspenderade substanserna i vatten, lösningar av medicinska substanser eller annan hjälpvätska, tagna i en mängd av 1/2 av massan av den krossade medicinska substansen ( B.V. Deryagins regel, baserad på effekten Rebinder).

B. Operationen att erhålla en utspädd suspension, inklusive fraktionering (suspension och sedimentering). Syftet med operationen är att få fram partiklar mindre än 50 µm. Partiklar av denna storlek bildar suspensioner som förblir homogena i 2-3 minuter, dvs. den tid som krävs för att dosera och ta doseringsformen av patienten.

Efter att ha erhållit en koncentrerad suspension tillsätts vatten i en mängd som överstiger 10-20 gånger den dispergerade fasen. Därefter omrörs suspensionen intensivt (mottagande av omröring) och sedimenteras i 2-3 minuter för att fraktionera partiklarna. Små partiklar är i suspension, stora partiklar lägger sig till botten. En tunn suspension dräneras, sedimentet krossas igen och rörs om med en ny del av vätskan. Operationen upprepas tills hela sedimentet övergår i en fin suspension.

Bismuthi subnitratis ana 3,0 Aq. rigg. 200 ml

Mät upp 200 ml renat vatten i stativet. 3,0 g stärkelse och 3,0 g basiskt vismutnitrat krossas i en mortel med 3 ml vatten (B.V. Deryagins regel), 60-90 ml vatten tillsätts, blandningen rörs om och får stå i fred i 2-3 minuter. En tunn suspension hälls försiktigt från sedimentet i en flaska. Resten i morteln mals dessutom med en mortelstöt, blandas med en ny portion vatten, dräneras. Malning och omrörning upprepas tills alla stora partiklar förvandlas till en fin suspension.

Vid beredning av suspensioner av hydrofoba ämnen med uttalade egenskaper är det nödvändigt att tillsätta etanol, som i fallet med dispergering av ämnen som är svåra att mala.

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

Coffeini-natrii benzoatis 0,5

M.D.S. 1 matsked 3 gånger om dagen.

112 ml renat vatten, 5 ml koffein-natriumbensoatlösning (1:10) och 3 ml natriumbromidlösning (1:5) mäts upp i stativet. 1,0 g kamfer med 10 droppar 95% etanol mals i en mortel tills det lösts upp, 1,0 g gelatos och 1 ml av den beredda lösningen av medicinska substanser tillsätts, blandas tills en tunn massa erhålls. Massan överförs till en dispenseringsflaska med en lösning av koffein-natriumbensoat och natriumbromid och tillsätts i delar.

Vid tillverkning av suspensioner som innehåller medicinska substanser i en koncentration av 3 % eller mer framställs de i vikt, därför är det i det skriftliga kontrollpasset nödvändigt att ange taravikten och massan av den framställda suspensionen .

Exempel 3 Rp.: Zinci oxidi Talci ana 5,0

Aq. Purificata 100ml

M.D.S. Torka huden i ansiktet.

I en mortel blandas 5,0 g zinkoxid och 5,0 g talk först i torr form, därefter tillsätts ca 5 ml renat vatten (B.V. Deryagins regel), gnids tills en grötig massa bildas. Det återstående renade vattnet tillsätts i delar till den tunna massan, blandas med en mortelstöt, överförs till en flaska och görs ut.

Suspensioner filtreras inte.

3. Blandningssteg innefattar introduktion av andra medicinska substanser i form av lösningar. Ett kännetecken för detta steg är behovet av att kontrollera kompatibiliteten hos båda medicinska substanser och deras effekt på sedimentationsstabiliteten hos suspensioner. Starka elektrolyter och polära ämnen försämrar drastiskt stabiliteten hos suspensioner.

Om suspensionen innehåller oorganiska salter, är det bättre att förbereda en koncentrerad suspension genom att gnugga ämnet med renat vatten, sedan tillsätta en stabilisator och sedan saltlösningar i stigande koncentrationsordning.

4. Stadium av design och förpackning. Suspensioner förpackas på samma sätt som flytande doseringsformer i en behållare som säkerställer bevarandet av läkemedlets kvalitet under utgångsdatumet. Det bekvämaste är förpackningen av suspensioner i sprutor utrustade med adaptrar och dispensrar (Fig. 20.2).

Vid registrering är det nödvändigt att ha ytterligare varningsetiketter på etiketten: "Skaka före användning", "Infrysning är oacceptabelt", "Hållbarhet 3 dagar".

5. Utvärdering av kvaliteten på avstängningar. Kvaliteten på de beredda suspensionerna utvärderas på samma sätt som för andra flytande doseringsformer, dvs. kontrollera dokumentet

Ris. 20.2. Sprutor och munstycken för dispensering av suspensioner

tion (recept, pass), design, förpackning, färg, lukt, frånvaro av mekaniska föroreningar, avvikelser i volym eller massa. Specifika kvalitetsindikatorer för suspensioner är återsuspenderbarheten och enhetligheten hos partiklarna i den dispergerade fasen.

återsuspenderbarhet. I närvaro av sediment återställs suspensionerna till en jämn fördelning av partiklar i hela volymen med skakning i 20-40 s efter 24 timmars lagring och 40-60 s efter 24-72 timmars lagring.

Homogenitet hos partiklarna i den dispergerade fasen. Det bör inte finnas några heterogena stora partiklar av den dispergerade fasen.

Notera. Bestämning av partikelstorleken utförs genom mikroskopi. Partikelstorleken för den dispergerade fasen bör inte överstiga de storlekar som anges i privata artiklar på suspensioner av individuella läkemedelssubstanser (FS, VFS).

20.7. EXEMPEL PÅ RECEPT PÅ SUSPENSION (ORDNING FRÅN MOH OF USSR? 223 AV 12.08.1991)

1. Suspension av jodoform och cynisk oxid i glycerin Rp.: Jodoformii 9,0

Zinci oxidi 10,0 Glycerini och 25,0 M.D.S. Extern.

Åtgärder och indikationer: antiseptisk.

2. Suspension av svavel med kloramfenikol och salicylsyraalkohol

Rp.: Laevomycetini Ac. salicylici ana 1,5 Sulfuris praecip. 2,5 sp. aethylici 70% - 50 ml M.D.S. Torka av huden.

Åtgärder och indikationer: antibakteriell och antiseptisk mot hudsjukdomar.

3. Suspension av zinkoxid, talk och stärkelse Rp.: Zinci oxidi

Aq. pur. 100 ml M.D.S. Extern.

Åtgärder och indikationer: antiseptisk, sammandragande.

4. Suspension "Novocindol" Rp.: Zinci oxidi

sp. aetylici 96% - 21,4 ml

Aq. rsh \ ad 100,0 M.D.S. Smörj huden.

Åtgärder och indikationer: antiseptisk, sammandragande och lokalbedövning.

5. Suspension av zinkoxid, talk, stärkelse och anestesin alkohol-glycerin

Anaesthesini ana 12.0

sp. aethylici 70% - 20,0 ml Aq. pur. annons 100,0

M.D.S. Applicera på huden.

Åtgärder och indikationer: antiseptisk, sammandragande, lokalbedövning.

6. Suspension av zinkoxid, stärkelse, talk, anestezin och borsyra, vatten-glycerol

Rp.: Zinci ohidi Amyli

Talciana 30.0 Anaesthesini 5.0

Sol. Ac. borici 2 % - 200,0

1. Vad är definitionen av suspensioner som beredningsform? Vad är hon

egenskaper som ett heterogent system?

2. Vilka typer av suspensionsstabilitet finns som ett heterogent system?

3. Vilka faktorer påverkar stabiliteten hos suspensioner?

4. Hur förbereder man en suspension av hydrofila ämnen?

5. Hur man förklarar tillämpningen av regeln om prof. B.V. Deryagin och metoden för återsuspension vid tillverkning av suspensioner?

6. Vilken roll har stabilisatorer och deras verkningsmekanism?

7. Hur motiverar man valet av stabilisator för suspensioner av hydrofoba ämnen?

8. Hur förbereder man suspensioner från ämnen med milda hydrofoba egenskaper?

9. Hur man bereder suspensioner från ämnen med uttalad hydro-

10. Vilka egenskaper har framställningen av svavelsuspension?

11. Vilka är de viktigaste indikatorerna för att bedöma kvaliteten på ett upphävande?

12. Vilka förändringar kan suspensioner genomgå under lagring?

1. Före användning skakas suspensionen för:

2. Giftiga ämnen i suspensioner:

2. De frigörs om mängden av det giftiga ämnet som föreskrivs i receptet inte överstiger den högsta enkeldosen.

3. Sedimentationshastigheten är direkt proportionell mot:

1. Kvadraten på partikeldiametern.

2. Densiteter av partiklar och ett dispergerat medium.

3. Mediets viskositet.

4. Fördelarna med suspensioner jämfört med andra doseringsformer är:

1. Fysisk stabilitet (sedimentation).

2. Bekvämligheten med beredningsformen för patienter (barn) som inte kan svälja tabletter eller kapslar.

3. Kort hållbarhet - 3 dagar.

5. Det följer av Stokes lag: ju högre grad av partikelstorleksminskning är, sedimentationsstabiliteten hos suspensioner:

6. Det följer av Stokes lag: ju högre viskositet mediet är, sedimentationsstabiliteten hos suspensioner:

7. För att stabilisera medicinska substanser med uttalade hydrofoba egenskaper används gelatos i förhållandet:

8. För att stabilisera medicinska substanser med milt uttalade hydrofoba egenskaper används gelatos i förhållandet:

9. Fraktionering (suspension och sedimentering) är obligatorisk för suspensioner av ämnen som har:

1. Hydrofila egenskaper.

2. Hydrofoba egenskaper.

10. För att erhålla finfördelade medicinska substanser rekommenderas att först erhålla en koncentrerad suspension genom att mala de suspenderade substanserna i vatten, lösningar av medicinska substanser eller annan hjälpvätska i mängden:

1. 1/1 av massan av den krossade läkemedelssubstansen.

2. 1/2 av massan av den krossade läkemedelssubstansen.

3. 2/1 av massan av den krossade läkemedelssubstansen.

11. Vid tillverkning av suspensioner som innehåller medicinska substanser i en koncentration av 3% framställs de:

13. Om suspensionen innehåller oorganiska salter, är det bättre att förbereda en koncentrerad suspension genom att gnugga ämnet med:

1. Saltlösning.

2. Renat vatten.

14. För att göra ett recept:

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

15. Total receptvolym:

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

3. Receptet är gjort efter vikt.

16. Rp.: zinkoxidi; Talciana 5.0 Aquae purificata 100 ml