Geçerli sayfa: 16 (toplam kitap 19 sayfadır) [erişilebilir okuma alıntısı: 13 sayfa]
Yazı tipi:
100% +
99. Elektrolitlerin pıhtılaşma süreci üzerindeki etkisindeki antagonizm ve sinerji
Karşılıklı pıhtılaşma, farklı yük işaretlerine sahip iki kolloid karıştırıldığında meydana gelir. Her kolloid, bir iyonun normal olduğu ve diğerinin çok büyük bir kütleye sahip olduğu bir elektrolit olarak düşünülebilir. Pozitif yüklü parçacıklara sahip bir kolloidin, negatif parçacıklara sahip bir sol için pıhtılaştırıcı bir elektrolit rolü oynayacağı ve bunun tersi de geçerlidir. Doğal olarak, en eksiksiz pıhtılaşma, parçacıkların karşılıklı nötralizasyonuna karşılık gelen bazı optimal koloidal çözelti oranlarında gerçekleşir. Kolloidlerden birinin fazlalığı ile kısmi pıhtılaşma meydana gelir veya sistem, fazla kolloidin yükünün (yeniden şarj) işaretiyle sabit kalır. Elektrolit karışımları ile kolloidal çözeltilerin pıhtılaşmasının sonuçları farklı çıkıyor. Burada üç durum var:
1) toplama fenomeni;
2) iyon antagonizması;
3) iyon sinerjisi.
işlerde Yu M. Glazman, E. Matievich ve diğer yazarlar daha karmaşık ama uygulama için çok önemli bir durum üzerinde çalıştılar - bir elektrolit karışımı ile pıhtılaşma.
katkı Bunun etkisi, karışımdaki pıhtılaşma kapasitesinin karıştırma kuralına göre aritmetik olarak eklenmesidir. İlave etki durumunda, 1/2 ila 1 sol arasında bir elektrolit eklenirse, pıhtılaşmayı sağlamak için 2/2 oranından eklemek gerekir. Özellikle aynı değerlikli baskın iyonlara sahip elektrolit karışımları ile pıhtılaşma sırasında, genellikle aditif bir etki gözlemlenir.
İki karşı iyonun aditif pıhtılaşma eyleminin yanı sıra, eylemlerinde yalnızca birçok teknolojik süreç için değil, aynı zamanda iyonların etki modellerini anlamak için de çok önemli olan antagonizm ve sinerjizm vakaları olduğu uzun zamandır bilinmektedir. biyolojik olarak aktif iyonların sıklıkla antagonist veya sinerjist olarak hareket ettiği canlı bir organizmanın organları ve dokuları üzerinde.
Bir elektrolitin pıhtılaşma etkisi, bir başkasının varlığında başlar; bu, farklı iyonların karışımlarında (örneğin, Al 3+ ve R +) ve ayrıca negatif bir solun pıhtılaşması sırasında gözlemlenen bir olgudur. Toplanabilirlikten sapmanın nedenleri, bir elektrolit karışımındaki bir iyonun aktivitesinde elektrostatik bir azalma ve kompleks oluşumu olabilir.
Elektrolit karışımları ile pıhtılaşma sırasında, bazı durumlarda iyonların sinerjizmi gözlenir (antagonizma fenomeninin zıt etkisi, yani bir elektrolitin pıhtılaşma etkisi diğerinin varlığında arttığında). Düşük bir elektrolit konsantrasyonunda, koloidal çözeltiler pıhtılaşmaya uğrar. Koloidal parçacıkların yüzeyinde gelişmiş yapısal ve mekanik özelliklere sahip ek adsorpsiyon katmanlarının oluşturulmasıyla, elektromanyetik pıhtılaşmaya karşı çözeltilerin kararlılığını önemli ölçüde artırmak mümkündür. Bu katmanlar elektrolitler tarafından pıhtılaşmayı önleyebilir. Makromoleküler bileşiklerin (jelatin, agar-agar, yumurta albümini, vb.) az miktarda bir çözeltisinin eklenmesiyle solun elektronlara göre bu şekilde dengelenmesine koruma denir.
Koruyucu sollar elektrolitlere karşı çok dirençlidir. Örneğin, protein maddeleri tarafından korunan ve ilaç olarak kullanılan (protargal, yakalı) gümüşün kolloidal çözeltileri, elektrolitlere karşı duyarsız hale gelir ve kuruyana kadar buharlaştırılabilir. Su ile muameleden sonra, kuru tortu tekrar bir sol haline dönüştürülür. Ancak farklı maddelerin farklı koruyucu etkileri vardır. Belirli standart koşullar altında bir veya başka bir solün pıhtılaşmasını önlemeye yeterli madde miktarı, koruyucu etkinin bir ölçüsü olarak hizmet eder. Örneğin jelatinin "Altın Numarası" 0,01'dir, bu da 0,01 mg'ının 10 ml'yi koruduğu anlamına gelir. 1 ml %10 NaCl solüsyonu ile pıhtılaşmadan elde edilen altın sol Yumurta albüminin “altın sayısı” 2.5, nişasta 20'dir. Benzer şekilde “Gümüş sayısı”, “Kükürt sayısı” vb.
100. Güçlü ve zayıf yüklü solların pıhtılaşması
Kolloid kimyasının gelişimi sırasında, hidrofobik sollerin stabilitesini (özellikle elektrolitlerin pıhtılaştırıcı etkisini) çeşitli sistem parametreleri ve dağınık bir fazın bir dispersiyon ile etkileşiminden kaynaklanan olgularla ilişkilendirmeye çalışan birçok teori ortaya çıkmıştır. orta. En başarılısı, Sovyet bilim adamlarının adını taşıyan ve DLVO teorisi olarak adlandırılan modern istikrar teorisiydi. (B. V. Deryagina, LD Landau, E.Verweya, Ya. Overbeck). DLVO teorisine göre, bir dispersiyon ortamındaki elektrolit konsantrasyonundaki bir artış, difüzyon tabakasının kalınlığında bir azalmaya yol açar. Dağınık tabakanın kalınlığı, moleküler çekim kuvvetlerinin hareket etmeye başladığı boyuta kadar azalır. Sonuç olarak, agregatif ve ardından kinetik stabilite kaybı olur. DLVO fiziksel pıhtılaşma teorisi, ilk kantitatif teoridir. Pıhtılaşma eşiğini hesaplamak için kullanılabilir. Sonuç olarak, Schulze-Hardy kuralı bu teoriden çıkar.
"Altıncı derece yasası" Deryagin Z 6 Z 6 , pıhtılaşma eşiğinin veya pıhtılaşma yeteneğinin bağımlılığını kurar ( V k = 1/Sk) iyonun yükü üzerinde. Miktarları V Bir, iki ve üç yüklü karşı iyon için k, Schulze-Hardy kuralına göre 1:64:729 olarak birbiriyle ilişkilidir.
Parçacıkların kısa mesafeli etkileşiminin bir sonucu olarak pıhtılaşma meydana gelirse, bu tür sistemler kararsızdır ve ilk minimumun derinliği genellikle kT'den daha büyük olduğu için pıhtılaşma çoğu durumda geri döndürülemez bir şekilde ilerler. Bariyer yüksekliğindeki azalma, spesifik adsorpsiyondan kaynaklanabilir. Bu nedenle, iki tür pıhtılaşmadan bahsedebiliriz: konsantrasyon ve adsorpsiyon.
Dikkate alınan basit teorinin z > 2 için deneyimle karşılaştırılması mümkün değildir, çünkü teorinin bu versiyonu, hem büyüklük hem de işaret ile ilgili olarak çok yüklü karşı iyonlar için ψ 1 (с)'yi hesaba katmaz. ψ 1 .
Parçacıkların ikinci minimumda karşılıklı olarak sabitlenmesi için DLVO teorisinin daha da geliştirilmesiyle, 3.5-2.5'e eşit bir üs değerine ulaşmak mümkündür. Bu, daha fazla etkileşim üzerine hayali deneysel verilerle doğrulanır.
Tüm işbirlikleri, elektrik katmanının özellikleri ile dağılmış sistemlerin kararlılığı arasında bir ilişki kuran DLVO teorisine dayanmaktadır. Bu çalışmalarda, daha karmaşık durumlar (örneğin, iyonların adsorpsiyonu dikkate alınarak) ve sonuç olarak pıhtılaşma bölgeleri fenomenine gelen ψ 1'deki değişiklik dikkate alınır.
Elektriksel yapı veya itme fikri, pıhtılaşma bölgeleri ile çoklu yüklü karşı iyonlara sahip elektrolit çözeltilerinde ψ 1'deki değişikliklerin doğası arasında bir bağlantı kurulduğunda daha meşru hale gelir. Aynı bileşimin dağılmış fazındaki parçacıkların aynı yükü ile, birbirlerini elektrostatik olarak itmeleri gerektiği açık görünüyor.
Sonuç olarak, niteliksel bir değerlendirme çerçevesinde, yayılan tabaka deforme olduğunda itici kuvvetler ortaya çıkar ve parçacıkların birbirine yaklaşması için, daha yüksek, daha yüksek ψ 1 ve daha yüksek olan bariyerin aşılması gerekir. ne kadar fazla yüzeyin gerisinde kalırsa, dağınık tabakanın kalınlığı o kadar fazla olur.
Çok değerlikli karşı iyonlar için, ψ 1 değerleri artan konsantrasyonla çok daha hızlı azalır, bu da Schulze-Hardy kuralını açıklar.
101. Flokülasyon, heterokoagülasyon (tanımlar, örnekler)
topaklanma- gevşek, pul pul pıhtıların - topakların oluşumuna yol açan bir tür pıhtılaşma.
Çoğu durumda, bazı nicel özellikler, örneğin c ila, açısından ifade edilen stabilitenin eklenen "koruyucu" kolloid (HMC) miktarına bağlılığı, açıkça tanımlanmış bir minimumdan geçer. Yani RİA koruyucu etki için yetersiz miktarda eklendiğinde stabilite azalır. Özellikle zincirin her iki ucunda polar gruplar taşıyan lineer makromoleküllerin (örneğin, polivinil alkoller) karakteristiği olan bu fenomen, şu anda uzun bir polimer molekülünün her iki uçta dağılmış fazın iki farklı partikülüne bağlanması gerçeğiyle açıklanmaktadır. , onları bir hidrokarbon "köprüsü" ile bir arada tutuyor.
Teoride yürütülen topaklanma fenomeninin nicel yorumu La Mera görüşlere dayalı I. Langmuir , birinci parçacık üzerinde zaten adsorbe edilmiş moleküller için diğer uç tarafından ikinci parçacık üzerinde adsorpsiyon olasılığının, bu moleküllerin sayısı arttıkça ve serbest yüzey fraksiyonu arttıkça daha büyük olacağını gösterdi. Sonuç olarak, minimum stabilite, yüzey tabakasının makromoleküllerle yarıya doldurulmasına karşılık gelir.
Flokülantların karşılaştırmalı ucuzluğundan dolayı bu fenomen (flokülasyon), süspansiyonların, solların çökeltilmesinde ve özellikle doğal ve atık suların arıtılması amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır.
hetero pıhtılaşma– bileşim veya boyut bakımından farklı parçacıklar arasındaki etkileşim. Heterokoagülasyon kavramı geneldir, özel bir durum olarak tarafımızca ele alınan iki özdeş cismin etkileşimini içerir.
Heterokoagülasyona bir örnek karşılıklı pıhtılaşma Zıt yüklü parçacıklar. Bu durumda elektrostatik kuvvetler işaret değiştirir ve çekici kuvvetler haline gelir. Bir enerji bariyerinin olmaması, herhangi bir değerde hızlı pıhtılaşmaya yol açar İle birlikte.
Bu işlem, özellikle doğal ve endüstriyel suların arıtılması sorunuyla bağlantılı olarak önemli olan dağınık sistemlerin pratik olarak imha edilmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Böylece su işlerinde kum filtrelerine su girmeden önce Al 2 (SO 4) 3 veya FeCl 3 eklenir; hidroliz sonucu oluşan Fe veya Al oksit hidratlarının pozitif yüklü solleri, asılı negatif yüklü toprak parçacıklarının hızlı pıhtılaşmasına neden olur. Solların karşılıklı pıhtılaşması olgusu, bir dizi doğal ve teknolojik süreçte büyük önem taşımaktadır. Karşılıklı pıhtılaşma doğada yaygındır (örneğin, deniz ve nehir suyunu karıştırırken). Nehir suyunun kolloidlerinin pıhtılaşması aşağıdaki gibi gerçekleşir. Deniz suyu tuzu iyonları, nehir suyunun yüklü koloidal parçacıkları üzerinde adsorbe edilir. Adsorpsiyonun bir sonucu olarak, parçacıklar boşaltılır, büyük agregalar halinde birleştirilir ve biriktirilir. Bu nedenle dipte yavaş yavaş çok miktarda silt birikir ve daha sonra adalar ve sığlıklar oluşur. Birçok nehirimizin deltası bu şekilde oluştu.
DLVO teorisinin uygulanması heterokoagülasyon süreçlerine geçiş, bazı durumlarda sadece U ter'in değil, Ua'nın da işaret değiştirdiğini gösterir. Bu durumlarda Londra kuvvetlerinin doğası değişmez, onlar her zaman çekim güçleridir. Adsorbe edilmiş kolloidlerin fiksasyon sürecinde önemli bir rol, adsorbe edilmiş parçacıkların zıt yüklerinin ve adsorbent yüzeyinin neden olduğu pıhtılaşmalarıyla oynanır.
LA Kulsky pıhtılaşmaya uğrayan suyun kolloidal safsızlıkları değil, pıhtılaştırıcının hidrolizi sırasında oluşan hidroksitler olduğunu buldu. Suyun saflaştırılması, pıhtılaşmanın bir sonucu olarak değil, kolloidal safsızlıkların hidroksitlerin yüzeyinde adsorpsiyonu nedeniyle gerçekleşir. Alüminyum hidroksit parçacıklarının pıhtılaşması ve bunların sudan çökelmesi, suda çözünmüş elektrolitlerin etkisi altında gerçekleşir.
102. Elektrolitlerin elektrokinetik potansiyel üzerindeki etkisi. pıhtılaşma bölgesi
Değer ζ -Potansiyel, çözeltideki toplam elektrolit içeriği ile belirlenir. Konsantrasyondaki bir artış, dağınık tabakanın kalınlığında bir azalmayı gerektirir ve bu nedenle, elektrokinetik potansiyelde bir azalmaya eşlik eder. Sadece iyonların konsantrasyonuna değil, aynı zamanda değerliklerine de bağlıdır ve karşı iyonlar, yani yükü parçacıkların yüküne zıt olan iyonlar özellikle önemli bir rol oynar. üzerinde özellikle güçlü bir etkiye sahiptir. ζ -potansiyel, etkisi iki değerli inorganik iyonların potansiyeli üzerindeki etkisiyle orantılı olan tek değerli karmaşık organik iyonlar (boyalar, alkaloidler, vb.) tarafından uygulanır.
Deneyimler, hidrojen ve hidroksit iyonlarının, yüksek değerlikli iyonların (AI 3+, Fe 3+, PO 3-, sitrat iyonları, vb.) ζ -potansiyel, ama aynı zamanda belirli bir konsantrasyonda onun işaretinin değişmesine neden olur.
Pıhtılaşma sırasında, parçacıklar, karşılıklı çekim enerjisi, parçacıkları birbirinden uzaklaştıran termal (Brownian) hareket enerjisinden daha büyük olacak şekilde yaklaşmalıdır. Yayılan tabakanın iyonik kabukları temas ettiğinde oluşan elektrostatik itme ile gerekli yaklaşım engellenir. Bir koloidal çözeltiye bir elektrolit eklendiğinde, iki bağımsız işlem meydana gelir.
İlk- dış dağınık kabukta iyonların değiş tokuş adsorpsiyonu, yani, verilen elektrolitin baskın iyonları için dağınık tabakanın iyonlarının değişimi; bu onların pıhtılaşmaya olan tutkusunu açıklıyor.
ikinci süreç– iyonlarının bir kısmının elektrikli çift tabakanın iç (Helmholtz) kısmına geçmesinin bir sonucu olarak bu dağınık tabakanın sıkıştırılması. Yayılan tabakanın kalınlığındaki azalma nedeniyle, koloidal parçacıklar, aralarında itici kuvvetler olmadan daha yakın yaklaşma imkanı kazanır; yeterince küçük bir mesafede, karşılıklı çekim kuvvetleri parçacıkların yapışmasına, pıhtılaşmasına neden olabilir.
Elektrikli çift katmanın sıkıştırılması olaydan yargılanabilir. ζ -Potansiyel, genellikle elektrolit eklenirken gözlemlenir. Düşmesi kendi başına pıhtılaşmanın nedeni değildir, ancak elektriksel çift tabakanın yapısında meydana gelen değişikliklerin bir göstergesi olarak hizmet eder. Bağ ζ - pıhtılaşma potansiyeli, düzensiz sıraların veya pıhtılaşma bölgelerinin görünümünde iyi bir şekilde kendini gösterir ve örnek olarak kabul edilebilir. Büyük organik katyonların yanı sıra üç ve dört değerlikli metallerin iyonları, negatif bir sol'a artan miktarlarda eklendiklerinde oldukça farklı davranırlar. Başlangıçta, pıhtılaşma eşiğine ulaştıklarında, diğer pıhtılaştırıcı iyonlar gibi solun (ilk pıhtılaşma bölgesi) pıhtılaşmasına neden olurlar. Daha sonra, daha yüksek bir elektrolit konsantrasyonunda solun yeni bir kısmında pıhtılaşma meydana gelmez (stabilite bölgesi). Ayrıca, daha da yüksek bir elektrolit konsantrasyonunda, tekrar pıhtılaşma meydana gelir (ikinci pıhtılaşma bölgesi). İkinci kararlılık bölgesinde, elektroforez ile kolayca belirlendiği gibi, koloidal parçacıkların yükü artık negatif değil, pozitiftir. Açıkçası, yüksek oranda adsorbe edilmiş yüksek yüklü katyonlar ve büyük organik katyonlar, çift katmanın Helmholtz kısmına süper eşdeğer miktarlarda girebilir. Bu nedenle, onlara eşlik eden anyonlar, çift katmanın işareti değiştiren dağınık kısmına girer. ζ -potansiyel.
Bu fenomenin adı pıhtılaşma bölgeleri artan elektrolit konsantrasyonu ile pıhtılaşma bölgesinden sonra ikinci bir stabilite bölgesinin görünümünden oluşur. Bu ikinci bölgede, parçacık yükü başlangıç kararlılık bölgesindeki yükün işaretine zıttır. Daha fazla büyüme ile İle birlikte bazı yeni kritik değerlerde "dan" ikinci pıhtılaşma bölgesi oluşur.
103. Hızlı pıhtılaşma kinetiği. Smoluchowski'nin teorisi
Dar bir konsantrasyon aralığında, hızlı bir artış vardır. v daha fazla artışla değişmeyen belirli bir değere kadar İle birlikte. Buna göre, açıkça belirlenmiş üç bölge ayırt edilebilir: kararlılık, yavaş pıhtılaşma (sk m eşiğiyle) ve hızlı pıhtılaşma (ck b eşiğiyle).
Çünkü büyüme ile İle birlikte enerji bariyeri U'nun yüksekliği azalırsa, gözlenen düzenliliği c = ccm'de "en sıcak"ın belirli bir olasılık olduğu gerçeğiyle açıklayabiliriz. (T ≥ U) parçacıklar; Ayrıca, bu olasılık artar ve c > ck b için sınır değer olan bire ulaşır. Başka bir deyişle, bu bölgede bariyer, tüm parçacıkların üstesinden geleceği ve parçacıkların bağlanmasına yol açan etkili çarpışmaların sayısı artık değişmeyecek kadar azaltılır. Bu sayı yalnızca parçacık konsantrasyonuna bağlıdır v ve hızları.
Hızlı pıhtılaşma bölgesi, tüm etkilerin etkili olduğu bölge olarak tanımlanır.
Bu bölge için v'nin hesaplanması, çarpışma sayısını saymaya indirgendiği için büyük ölçüde basitleştirilmiştir. Bununla birlikte, yalnızca birincil parçacıkların çarpışmalarını değil, aynı zamanda pıhtılaşma sürecinde oluşan daha karmaşık olanları da hesaba katmak gerektiğinden, burada birçok zorluk ortaya çıkar. Bu görev zekice çözüldü M. Smoluchovsky (1916), parçacıkların Brown hareketinin (difüzyon) dikkate alınmasına dayalı olarak hızlı pıhtılaşma kinetiğinin nicel bir yorumunu öneren kişi.
İşlem hızı v difüzyon katsayısı ile karakterize edilen, konsantrasyonun v ve Brownian hareketinin yoğunluğunun bir fonksiyonudur D.
Pıhtılaşma kinetiği, homojen küresel parçacıkların en basit durumuyla ilgili olarak M. Smoluchowski tarafından geliştirilmiştir. Stabilite sınırına karşılık gelen bilinen bir elektrolit konsantrasyonuna ulaşıldığında, başlangıçtaki tek parçacıklar çarpışarak ikili parçacıklar oluşturur; sırayla birbirleriyle veya birincil parçacıklarla çarpışarak, giderek daha karmaşık (beş, altı vb.) kümeler oluştururlar. İlk bir, iki, üç taneden oluşan parçacıkların konsantrasyonunu p 1, p 2, p 3, ... ile gösterirsek, pıhtılaşma başladıktan sonra tüm parçacıkların toplam sayısı Σp = p 1 + p 2 olur. + s 3 + ...
İki parçacığın her bir kombinasyonu ile bir tane oluştuğundan (yarıya inme meydana gelir), pıhtılaşma işlemi resmi olarak bimoleküler bir reaksiyon olarak ilerler, yani, ikinci dereceden reaksiyon kinetiği denklemine göre parçacıkların toplam sayısı zamanla azalır:
nerede k parçacık difüzyon hızı sabitine ve çekim küresinin yarıçapına bağlı olan pıhtılaşma hızı sabitidir.
Smoluchowski'nin teorisi tekrar tekrar deneysel doğrulamaya tabi tutulur. Değerler v(işlem hızı) ve ξ , (pıhtılaşma süresi) deneysel olarak belirlenir: ya doğrudan - eğrilerin oluşturulmasıyla zamanın çeşitli noktalarında ultramikroskopik yöntemle birim hacim başına partikül sayısını sayarak v-t, veya Rayleigh formülünü kullanan ışık saçılımı yöntemiyle. Değerler v eğrinin teğetinin eğiminin teğeti ile bulunur, değerler ξ - koordinatlarda düz çizginin eğiminin tanjantına göre. Yaklaşık bir tahmin için not edilmelidir v ve -den genellikle bir pıhtılaştırıcı maddeye maruz kalmanın başlangıcından çözeltinin gözle görülür bir şekilde bulanıklaşmasının başlangıcına kadar geçen süre ve ayrıca belirli bir standart zaman noktasında solun optik yoğunluğunun (veya ışık saçılımının) oranı kullanılır ( örneğin başlangıçtan itibaren 1 veya 24 saat) ilk optik yoğunluğa kadar. Bu yöntem genellikle türbidimetrik veya nefelometrik olarak adlandırılır. Hızlı pıhtılaşma teorisinin deneysel olarak doğrulanması, difüzyon teorisi ve Brown hareketinin temel fikirlerinin doğruluğunun mükemmel bir kanıtıdır.
104. Pıhtılaşma kinetiği. Pıhtılaşma sürecinin tersine çevrilebilirliği. peptizasyon
Sovyet fizikçi ve kimyager N. A. Fuchs tarafından geliştirilen teori başlangıçta aerosol pıhtılaşması için, enerji bariyeri değerini kinetik denklemlere dahil ederek parçacıkların etkileşimini hesaba katar.
nerede W- hızlı pıhtılaşmaya kıyasla işlem hızının kaç kat azaldığını gösteren pıhtılaşma yavaşlama katsayısı veya rastgele faktör.
Enerji bariyerinin yüksekliğindeki artışla pıhtılaşmanın keskin bir şekilde yavaşladığı denklemden görülebilir. sen, birimlerle ifade edilir kT, yanı sıra dağınık tabakanın kalınlığında bir artış ("uzak" yaklaşımlarda frenleme) ve parçacığın yarıçapında bir azalma ile.
Teori doğrusal bir ilişki gösterir W itibaren İle birlikte, deneysel olarak doğrulandı. Sonucun fiziksel anlamı, kuvvet alanındaki pıhtılaşma hızının, alanın yokluğunda hızlı pıhtılaşma durumunda olduğundan daha yüksek olduğu gerçeğine karşılık gelir. Sonuç olarak, enerji parametrelerinin sürecin kinetiği üzerindeki etkisi, yavaş pıhtılaşma teorisi ile açıklanmaktadır.
yavaş pıhtılaşma bir enerji bariyerinin varlığından dolayı çarpışmaların eksik verimliliği ile açıklanabilir.
Pıhtılaşma sürecinin tersine çevrilebilirliği– pıhtılaşmış sistemlerin peptizasyon yeteneği.
Pıhtılaşma sırasında düşen çökeltiler farklı bir yapıya sahiptir. Bazıları yoğun, kompakt, bu da parçacıkların yakın temasını gösterir ve pıhtılaşma geri döndürülemez. Diğer pıhtılaştırıcılar büyük bir hacim kaplar ve gevşek, delikli bir yapıya sahiptir. İçlerindeki parçacıklar, ince sıvı katmanları ve sıkıştırılmış elektrik katmanları ile ayrılmış, yalıtılmış halde kalır. Elektrikli çift katmanın difüzyon derecesinin arttırılmasıyla pıhtılaşmanın tekrar sol durumuna aktarılabileceği varsayılabilir. Aslında, bazı durumlarda, çökeltiyi yıkayarak elektrolit-pıhtılaştırıcıdan kurtulmak, pıhtılaşmanın tersi olan bir süreci - peptizasyon (bir pıhtılaşmanın bir sol haline geçişi) başlatmak mümkündür.
peptizasyon- bu, parçacıkların ayrışması, aralarındaki bağlantının ihlali, birbirlerinden ayrılmasıdır. Peptizasyon, ilk sol ne kadar liyofilize olursa ve pıhtılaşma anından bu yana o kadar az zaman geçerse, zamanla, kısa mesafeli etkileşim sırasında, dağılım ve yüzey enerjisinde bir azalma ile parçacıkların kademeli olarak birleşmesi meydana geldiğinden, o kadar olasıdır. Bu durumda, pıhtılaşma geri döndürülemez hale gelir, peptizasyon hariç tutulur. peptizasyon nasıl yapılır pıhtılaşma nedenlerine bağlıdır. Aslında, pıhtılaşma elektrolitten su ile yıkanırsa (dekantasyon, filtrasyon veya diyaliz kullanılarak) peptizasyon mümkün olacaktır. Örneğin, yıkama yoluyla, özellikle tek yüklü iyonlarla pıhtılaşmış taze silikon dioksit, kalay dioksit, metal sülfürler ve kükürt çökeltilerini peptize etmek mümkündür. Saf bir sıvı ile peptizasyon örneği, suyun etkisi altında kilin peptizasyonudur. Su ile etkileşime girdiğinde, kil parçacıklarının yüzeyinde, kil parçacıkları arasındaki bağı zayıflatan iyon çözme katmanları belirir; sonuç olarak, suda oldukça kararlı bir kil süspansiyonu oluşur. Peptizasyon, elektrikli çift tabakanın yapısını eski haline getirmeyi mümkün kılan az miktarda peptize edici ajanın eklenmesiyle daha kolay ilerler. Peptizörler potansiyel oluşturucu elektrolitlerdir. Topraklar su geçirgen, yüksek derecede şişen, yapısız, kısacası peptitlidir. Sabunun yıkama etkisi peptizasyon işlemiyle de ilişkilidir. Yağ asidi iyonları, "kir" parçacıklarının yüzeyinde emilir, böylece onları kirlenmiş yüzeyden koparır ve sol duruma dönüştürür - peptize ederler; su akışı ve köpük kabarcıkları solu nesneden uzaklaştırır.
Solların pıhtılaşmasını incelerken, gözlemlenen tüm kalıpları nitel ve nicel seviyelerde açıklamaya çalıştıkları birçok teori ortaya çıktı.
Böylece, 1908'de G. Freindlich ana hükümleri formüle etti. adsorpsiyon pıhtılaşma teorisi elektrolitler sol eklendiğinde gözlenir. Bu teoriye göre, kolloidal parçacıkların agregasyonu, karşı iyonların granül yüzeyi tarafından adsorpsiyonu ve zetta potansiyelinin değerinde bir azalma nedeniyle oluşur. Bununla birlikte, bu teori sınırlı kullanımdaydı, çünkü yalnızca elektrolitlerin etkisini hesaba kattı ve parçacıkların yapışmasının yalnızca miselin dağınık tabakasındaki değişikliklerle ilişkili olduğu, granülün ζ potansiyelinin değeri değişmeden kaldığı gerçekleri açıklayamadı.
Daha sonra G. Muller geliştirdi elektrostatik teori, bu, bir elektrolitin bir sol içine sokulmasının, parçacığın elektriksel çift katmanındaki toplam yükü değiştirmediği, ancak dağınık katmanın sıkışmasına (boyutta küçülme) neden olduğu gerçeğinden yola çıktı. Bu da sistemin kararlılığının azalmasına neden olur.
Adsorpsiyon, elektrostatik ve bir dizi başka pıhtılaşma teorileri, gözlemlenen tüm deneysel gerçekleri açıklayamadı, ancak koloidal sistemlerin kararlılığı hakkında fikirlerin geliştirilmesinde olumlu bir rol oynadılar. En önemli hükümleri, tipik liyofobik dağılım sistemlerinin davranışıyla iyi bir uyum içinde olan modern stabilite teorisinin ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir.
Bu teori 1937-1943'te geliştirildi. birbirinden bağımsız B.V. Deryagin ve L.D. SSCB'de Landau ve Hollanda'da E. Verwey ve J. T. Overbeck. Yazarların isimlerinin ilk harflerine göre teori DLFO olarak adlandırılmaktadır.
Bu teoriye göre, Brown hareketi nedeniyle çözelti halindeki koloidal parçacıklar, sıvı dağınık kabuklarına veya katmanlarına temas edene kadar serbestçe birbirlerine yaklaşabilirler. Bu durumda, aralarında hiçbir etkileşim kuvveti ortaya çıkmaz. Daha ileri bir yaklaşım için, parçacıklar, karşılıklı örtüşmelerinin (veya birbirlerine nüfuz etmelerinin) gerçekleşmesi için dağınık kabuklarını deforme etmelidir. Ancak sıvılar zayıf bir şekilde sıkıştırılabilir ve sözde deformasyona tepki olarak ayırma basıncı kuvveti Bu sürecin uygulanmasını engelleyen Ayrıca, yayılan tabakanın boyutları ne kadar büyük olursa, ayırma basıncının kuvvetleri de o kadar büyük olur.
Boris Vladimirovich Deryagin (1902 - 1994)- Rus fizik kimyacısı, profesör (1935), SSCB Bilimler Akademisi'nin ilgili üyesi (1946), Rusya Bilimler Akademisi akademisyeni (1992). Yüzey kuvvetleri doktrinini ve bunların ayrılma basıncı üzerindeki etkilerini ve ince sıvı filmlerin özelliklerini yarattı. Onlara ödül. M. V. Lomonosov SSCB Bilimler Akademisi (1958), SSCB Devlet Ödülü (1991). 1936'dan 1994'e kadar, SSCB Bilimler Akademisi Fiziksel Kimya Enstitüsü'nde kendi yarattığı laboratuvarı ve Sorpsiyon İşlemleri Bölümünü yönetti. Uzun yıllar "Colloid Chemistry" dergisinin yazı işleri müdürlüğünü yaptı. 1962 - 1973'te özel bir su türünün - çoklu suyun varlığını varsaydı. Sonra safsızlıkların - silikatların kritik etkisini keşfederek kendini yalanladı.
Çarpışan parçacıklar, bu kuvvetlerin etkisinin üstesinden gelmek için yeterli kinetik enerjiye sahipse, o zaman dağınık katmanları üst üste binecek, ancak şu anda onlarla ve granüller arasında elektrostatik itme kuvvetleri ortaya çıkacaktır (çünkü aynı işaretli yüklere sahiptirler) (Şekil 1). 68).
Pirinç. 68. Koloidal parçacıkların etkileşim şeması: a– toplu olarak kararlı sistem; b– dağınık katmanların üst üste binmesi; içinde– pıhtılaşma
L 
ev Davidovich Landau (1908 - 1968), genellikle Dau - Sovyet fizikçisi, SSCB Bilimler Akademisi akademisyeni (1946'da seçildi) olarak anılır. Nobel, Lenin ve üç Stalin Ödülü sahibi, Sosyalist Emek Kahramanı. Danimarka, Hollanda, ABD, Fransa Bilimler Akademileri, Londra Fizik Derneği ve Londra Kraliyet Derneği üyesi. Birden çok baskıdan geçen ve birçok dile çevrilmiş olan Course of Theorical Physics'in yaratılmasının başlatıcısı ve ortak yazarı. 1998'den beri Rusya Bilimler Akademisi Nükleer Fizik Bölümü tarafından verilen altın madalyaya Landau'nun adı verilmiştir.
Granüllerin ζ-potansiyeli ne kadar büyük olursa, parçacıkların karşılıklı itmesi o kadar güçlü olur.
Bu kuvvetlerin üstesinden gelinmesi ve granüllere ≈ 10–7 cm veya daha az bir mesafeye (yani, dispersiyon ortamının bir molekülünün boyutuna eşit veya daha küçük bir mesafeye) yaklaşılması durumunda, sözde van der Aralarında fiziksel bir doğaya sahip olan Waals çekim güçleri ortaya çıkar. Koloidal parçacıkların birbirine yapışmasına (bağlanmasına) neden olurlar.
Genellikle, stabilize edilmiş bir hidrofobik sol içinde, sözde aktif parçacıkların yalnızca küçük bir kısmı, çarpma üzerine yukarıdaki tüm kuvvetlerin etkisinin üstesinden gelmek için yeterli bir kinetik enerji deposuna sahiptir. Bu nedenle, bu tür koloidal sistemler, stabilitelerini az çok uzun bir süre korurlar (stabilizasyon derecelerine bağlı olarak). Sıcaklık yükseldikçe, Brown hareketinin hızı ve yoğunluğu artar. Bu, koloidal parçacıkların kinetik enerjisinde bir artışa yol açar. Artan sayıda aktif hale geliyorlar. Sonuç olarak, çarpma üzerine, birbirlerine daha sık yapışmaya başlarlar ve solun agregatif stabilitesi azalır.
Sol üzerine uygulanan ve diffüz tabakaların boyutunda ve ζ potansiyel değerinde azalmaya yol açan diğer herhangi bir dış etki de pıhtılaşma süreçlerine katkıda bulunacaktır.
En az kararlı olanlar, dağılmış fazın parçacıklarının çift elektrik katmanına ve çözücü moleküllerden oluşan koruyucu bir kabuğa sahip olmadığı koloidal sistemlerdir.
Bu durumda, elektrostatik itme kuvvetleri ve ayırma basıncı kuvvetleri parçacıklar arasında ortaya çıkmaz ve bu nedenle pratik olarak aralarındaki herhangi bir çarpışma karşılıklı yapışmaya yol açacaktır.
DLVO'nun fiziksel pıhtılaşma teorisi, büyük bir matematiksel cihaza sahiptir ve gözlemlenen deneysel gerçeklerle iyi bir uyum içinde olan çeşitli nicel hesaplamaların yapılmasını mümkün kılar.
Temel pıhtılaşma eylemi, parçacıkların "yakın etkileşiminin" bir sonucu olarak gerçekleşir. Çekim enerjisi itme enerjisinden çok daha büyük olduğu için yağış yoğun ve geri döndürülemez. Burada tanecikler arasında doğrudan temas vardır, birinci minimuma karşılık gelen mesafelerde yoğunlaşma-kristalleşme yapıları veya kaba dispersiyonlar oluşur. 2. Bariyer yüksekliği büyük ve ikinci minimumun derinliği küçük ise, parçacıklar bariyeri aşamazlar ve etkileşime girmeden uzaklaşamazlar. Bu, "toplu olarak kararlı sistem" durumudur. Bu istikrar iki şekilde bozulabilir. a) Parçacıkların kinetik enerjisindeki bir artış, çarpışma sayısında bir artışa yol açar. Hızlı parçacıkların enerjisi potansiyel engeli aşarsa, parçacıklar birbirine yapışabilir. Bu nedenle, sıcaklıktaki bir artış sistemin pıhtılaşmasına neden olabilir. b) Sisteme elektrolitler eklenerek potansiyel bariyer azaltılabilir. Bu durumda, DEL, dağınık kısmın sıkıştırılması nedeniyle sıkıştırılır, bunun sonucunda parçacıklar, çekici kuvvetlerin arttığı daha kısa mesafelerde birbirine yaklaşır. Şekil 4.3 Pıhtılaşma üzerindeki elektrolit etkisinin şeması: 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, tekrar sabit bir durum oluşur (bölüm 2-3). Bölüm 3-4'te, sistem konsantre pıhtılaşma şemasına göre tekrar pıhtılaştırılır. Al3+ iyonları ile pıhtılaşmanın meydana geldiği bölüm 1-2'nin aksine, bölge 3-4'te, parçacıkların yükü pozitif hale geldiğinden, Cl– iyonları ile koagülasyon gerçekleştirilir. 4.10 Elektrolit karışımı ile pıhtılaşma Endüstriyel koşullarda pıhtılaşma için bir elektrolit değil, birkaç elektrolitin karışımı kullanılır. İki elektrolit karışımının pıhtılaşma etkisi genellikle katkısızdır. Bazen birden fazlasının karışımında bir elektrolit gerekir - bu antagonizma olgusudur. Bir elektrolit karışımı bir elektrolitten daha etkiliyse, sinerji olgusu ortaya çıkar, karışımda ayrı ayrı olduğundan daha azına ihtiyaç duyarlar. Ek eylemde, elektrolitler birbirinden bağımsız olarak pıhtılaşır. İki elektrolit karışımını karakterize etmek için pıhtılaşma eşiği g1'in pıhtılaşma eşiği g2'ye bağımlılığını kullanmak uygundur. Ek eylem altında, g 1 – g 2 bağımlılığı doğrusaldır. Sinerjizm, eğri 2 ile karakterize edilir, eğer ilk elektrolit g 1 / 2 miktarında alınırsa, ikinci elektrolit g 2 miktarında alınır.< 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
Dispersiyon sırasında ince öğütülmüş bir tıbbi madde elde etmek için, ezilmiş tıbbi maddenin kütlesinin yarısı kadar bir solvent eklenmesi tavsiye edilir.
Kuralın açıklaması[değiştir]
Tıbbi maddenin partiküllerinde sıvının nüfuz ettiği çatlaklar (Griffiths boşlukları) vardır. Sıvı, parçacık üzerine, öğütmeye katkıda bulunan büzülme kuvvetlerini aşan bir ayırma basıncı uygular. Öğütülecek madde şişiyorsa kuru halde iyice öğütülür ve ancak o zaman sıvı ilave edilir. Tıbbi madde öğütüldükten sonra, partikülleri parçalamak için çalkalama kullanılır. Yeniden süspansiyon, bir katı bir sıvı ile hacminin 10-20 katı hacimde karıştırıldığında, küçük parçacıkların süspansiyon halinde olması ve büyük parçacıkların dibe çökmesi gerçeğinden oluşur. Bu etki, farklı boyutlardaki parçacıkların farklı sedimantasyon hızlarıyla açıklanmaktadır (Stokes yasası). En ezilmiş parçacıkların süspansiyonu boşaltılır ve tortu tekrar ezilir ve tüm tortu ince bir süspansiyon haline gelene kadar sıvının yeni bir kısmı ile karıştırılır.
Teknolojide uygulama
Reçete değeri: 200 ml saf su ölçülü bir standa alınır. 3 gr nişasta ve 3 gr bazik bizmut nitrat 3 ml su ile (Deryagin kuralına göre) havanda ezilir, ardından 60-90 ml su eklenir, karışım karıştırılır ve birkaç dakika bekletilir. İnce süspansiyonu tortudan şişeye dikkatlice boşaltın. Islak çökelti ayrıca bir tokmakla ufalanır, yeni bir kısım su ile karıştırılır ve süzülür. Öğütme ve çalkalama, tüm büyük parçacıklar ince bir süspansiyon haline gelene kadar tekrarlanır.
Eczacının El Kitabı 21
Kimya ve kimyasal teknoloji
Hesaplanan oran, Deryagin-Landau kuralından (Schulze-Hurdy kuralı) kaynaklanan hızlı pıhtılaşma eşiklerinin oranı ile karşılaştırılır.
Deryagin ve Landau, Schulze-Hardy kuralının niceliksel olarak iyileştirilmesini ve teorik olarak doğrulanmasını sağladı. Pıhtılaşma eşiğini hesaplamak için teori aşağıdaki formülü verir
Yazarlar tarafından fiziksel pıhtılaşma teorisi kavramlarına dayanarak türetilen Deryagin-Landau kuralı, enerji bariyerinin eğri üzerinde kaybolmasına karşılık gelen hızlı pıhtılaşma eşiğinin değerini belirlemeyi mümkün kılar. aralarındaki mesafeye bağlı olarak koloidal parçacıkların genel etkileşimi. Bu kurala göre hesaplanan pıhtılaşma eşiğinin değerleri, iyonların pıhtılaşma etkisinin yalnızca değerliğe değil, aynı zamanda dikkate alınmayan spesifik adsorpsiyona da bağlı olması nedeniyle her zaman deneysel değerlerle örtüşmez. yukarıdaki denklemle hesaplayın.
Elektrolitin pıhtılaşma kabiliyeti, pıhtılaşma eşiği, yani koloidal bir çözeltide pıhtılaşmasına neden olan minimum elektrolit D konsantrasyonu ile karakterize edilir. Pıhtılaşma eşiği, pıhtılaştırıcı iyonun değerine bağlıdır. Bu bağımlılık anlamlılık kuralı (Schulze-Hurdy kuralı) ile ifade edilir. Hızlı pıhtılaşma eşiği y ile iyon değerliliği arasındaki daha kesin, teorik olarak doğrulanmış bir nicel ilişki, Deryagin-Landau kuralı ile ifade edilir.
İlk kez teorik olarak Deryagin ve Landau tarafından elde edilen bu sonuç, Schulze-Hardy kuralını düzeltir.
Liyofobik solların kararlılığını belirleyen nedenler hakkındaki teorik fikirler, B. V. Deryagin ve L. D. Landau'nun çalışmalarında daha da geliştirildi. Deryagin'in teorik görüşlerine ve deneysel verilerine göre, içine daldırılan iki katı cismin arasına kapatılmış bir sıvı filmi, bu cisimlere ayırıcı bir baskı uygulayarak yaklaşmalarını engeller. Eylem, filmin incelmesi ile hızla artar ve elektrolitlerin varlığından büyük ölçüde azalır. Bu açıdan bakıldığında, tanecikleri ayıran filmlerin takozlama hareketi ile taneciklerin pıhtılaşması engellenmektedir. Elektrolitlerin sol içine girmesi, elektriksel çift tabakada bir değişikliğe, dağınık kısmının sıkışmasına ve parçacıkları ayıran filmlerin mukavemetinde bir değişikliğe ve dolayısıyla solun stabilitesinin ihlaline yol açar. Deryagin ve Landau tarafından ahenkli bir şekilde geliştirilmiş matematiksel kararlılık ve pıhtılaşma teorisi, Schulze-Hardy değerlik kuralının titiz bir şekilde fiziksel olarak doğrulanmasına yol açar ve aynı zamanda Ostwald tarafından keşfedilen ampirik düzenlilikler için fiziksel bir temel sağlar.
Elektrolitlerin etkisi altında pıhtılaşmanın ana düzenlilikleri. İçlerindeki elektrolit içeriğindeki bir değişiklikle birlikte solların stabilitesindeki değişiklik, koloidal sistemlerin ilk araştırmacıları tarafından zaten biliniyordu (F. Selmi, T. Graham, M. Faraday, G. I. Borshchov). Daha sonra G. Schulz, W. Hardy, G. Picton, O. Linder, G. Freindlich, W. Pauli, G. Kroyt, N. P. Peskov, A. V. Dumansky ve diğerlerinin çalışmaları sayesinde kapsamlı deneysel malzeme birikti ve yapıldı. ana teorik genellemeler. Elektrolit pıhtılaşma teorisinin gelişimine büyük katkı, Sovyet bilim adamları B. V. Deryagin ve diğerleri, P. A. Rebinder ve okulu tarafından yapıldı. Elektrolitlerle pıhtılaşmada deneysel olarak oluşturulmuş düzenlilikler, pıhtılaşma kuralları olarak bilinir.
O optik yoğunluğunun elektrolit Set konsantrasyonuna bağımlılığının grafiklerini oluşturun (Şekil III.5). Eğrinin her iki doğrusal bölümünün devamının kesiştiği noktadan apsis eksenine dik bir açı indirilir ve her elektrolit için hızlı pıhtılaşma eşiği bulunur. Pıhtılaşma eşiklerinin elde edilen değerleri en küçüğüne bölünerek bir anlamlılık kuralı türetilir ve Deryagin-Landau kuralı ile karşılaştırılır.
Alt tabakadan belirli bir mesafede özelliklerde keskin bir sıçramanın varlığı, bazı organik sıvıların viskozitesinin katı bir duvara olan mesafeye bağımlılığını ölçerken V. V. Karasev ve B. V. Deryagin tarafından daha önce keşfedildi. Tüm bunlar, bu tür katmanları özel bir sınır fazı olarak adlandırma hakkını verir, çünkü keskin bir arayüzün varlığı bir fazın ana tanımıdır. Sıradan fazlardan farkı, sınır fazının kalınlığının belirli bir sıcaklık için oldukça kesin bir değer olmasıdır.
Deryagin - Verwey - Overbeck'in teorisi, Sk'nin pıhtılaştırıcı iyonun altıncı değerlik derecesi ile ters orantılı olduğunu tespit eder. Aynı bağımlılık, deneysel olarak bulunan Schulze-Hardy kuralını yansıtır. Elde edilen mükemmel uyum, liyofobik sollerin pıhtılaşma teorisinin doğruluğunu iyi bir şekilde doğrular.
Çok sayıda nesne, pıhtılaşma eşiğinin, 5 ila 9 katlarda, genellikle 6 katlarda pıhtılaşma iyonlarının değerliği ile ters orantılı olduğunu göstermiştir. Üstelin (2-3) daha düşük değerleri de gözlemlenmiştir. Bu nedenle, Schulze - Hardy kuralı, pıhtılaşma eşiğinin karşı iyonların değerine (r) yalnızca yüksek derecede bağımlı olduğunu varsayar. Bununla birlikte, bazen Deryagin-Landau'nun teorik olarak türetilmiş yasası 2 ile özdeşleştirilir.
Pıhtılaştırıcı iyonların değerinin pıhtılaşma eşiği üzerindeki etkisi Schulze-Hardy kuralı ile belirlenir: pıhtılaştırıcı iyonların değeri ne kadar yüksekse, pıhtılaşma güçleri o kadar yüksek veya pıhtılaşma eşiği o kadar düşüktür. Bu kuralın teorik doğrulaması 1945'te B. V. Deryagin ve L. D. Landau tarafından verildi. Pıhtılaşma eşiği ile pıhtılaştırıcı iyonların değeri arasında buldukları ilişki şu şekilde ifade edilir:
Bunu hesaba katarsak, r'deki bariyer mekanizması durumunda
Hidrofilik şişen maddelerin (bazik bizmut nitrat, çinko oksit, magnezyum oksit, kalsiyum fosfat, karbonat ve gliserofosfat, kömürin, sodyum bikarbonat, demir gliserofosfat) daha ince ve daha kararlı sulu süspansiyonlarını elde etmek için karıştırma yönteminin kullanılması tavsiye edilir. bir tür dispersiyon yöntemidir. Tekniğin özü, maddenin Deryagin kuralı dikkate alınarak önce kuru bir biçimde, ardından - dağılması gerçeğinde yatmaktadır. Ortaya çıkan ince hamur yaklaşık 10 kez su (çözelti) ile seyreltilir, toz haline getirilir ve süspansiyonun üst tabakası bir dağıtım şişesine dökülür. Karıştırma işlemi, tüm madde dağılana ve ince bir bulamaç şeklinde elde edilene kadar tekrarlanır.
Sınır yağlama koşulları altında bir yağlayıcının sürtünme parametreleri üzerindeki etkisi, genellikle yağın (ortam) adsorpsiyon değeri ve kimyasal aktivitesi ile tahmin edilir. Adsorpsiyon kapasitesi esas olarak kimyasal olarak aktif olmayan bir yağlama ortamının kullanılması durumunda dikkate alınır. Bu nedenle, B. V. Deryagin, yağ filminin etkinliğini, yağlanan ve yağlanmayan yüzeylerin pürüzlülüğünün oranı olan kayganlık kriteri ile değerlendirmeyi önerdi. Bir başka kayganlık kriteri, /r kalınlığındaki bir filmi aşındırmak için gereken süre boyunca yağlanmamış ve yağlanmış yüzeylerin sürtünme kuvvetlerinin işindeki farkın bu filmin kalınlığına oranı ile karakterize edilir. Kayganlık kriterleri, esas olarak yağ (yağlayıcı) moleküllerinin sürtünme yüzeyinde kalma süresi ve yağlayıcının aktivitesi ile belirlenir.
Konsantrasyon mekanizmasına göre (yüksek yüklü parçacıklar için) elektrolit pıhtılaşmasında, Deryagin-Landau kuralına göre (ampirik Schulze-Hardy kuralının gerekçesi) pıhtılaşma eşiği Cc, 2 karşı iyono13'ün yükü ile ters orantılıdır. altıncı güç, yani
Elektriksel çift katman teorisi, Frumkin ve Deryagin'in çalışmalarında geliştirilmiştir. Fikirlerine göre, potansiyel oluşturucular olarak adlandırılan elektrikli çift katmanın iyonlarının iç katmanı, karşı iyonlar olarak adlandırılan bazı zıt yüklü iyonlara (Şekil 50, a) çok yakındır ve. Karşı iyonların bu kısmı parçacıkla birlikte hareket eder ve adsorpsiyon tabakası adı verilen 6 inç kalınlığında bir tabaka oluşturur. Şek. 50 ve böyle bir parçacık ile ortam arasındaki sınır noktalı bir çizgi ile gösterilir. Geri kalan karşı iyonlar, kural olarak dağınık olarak dağıtıldıkları dağılım ortamında bulunur.
Bununla birlikte, son zamanlarda, Schulze-Hardy kuralının bazı durumlarda Deryagin-Landau yasası biçiminde uygulanamazlığını gösteren deneysel veriler elde edilmiştir.Deneysel olarak, bu modelden önemli sapmalar sıklıkla gözlemlenir, yani bazı durumlarda, elektrolitlerin pıhtılaşma etkisi, karşı iyonların değerliliği ile altıdan daha az bir dereceye kadar orantılıdır. I. F. Efremov ve O. G. Usyarov'a göre bu,
Deryagin teorisinin ve Schulze-Hardy kuralının makromoleküler bileşiklerin pıhtılaşması için uygulanabilirliği, farklı değerlikli elektrolitlerle (Voyutsky, Neumann, Sandomirsky) etkileşime girdiklerinde kauçuk lateks örneğiyle gösterilmiştir.
Bununla birlikte, dikkate alınan ilk yaklaşımda bile, teori deneysel verilerle (örneğin, Schenkel ve Kitchener'ın tek dağılımlı lateksler üzerinde elde edilen verileri) iyi bir uyum sağlar, ancak belki de en önemli başarısı, Schulze-Hardy kuralının doğrulanmasıdır. kararlılık teorilerini test etmek için haklı olarak mihenk taşı olarak kabul edilir. Bu açıklamayı dikkate alın. Dağınık sistemlerin kararlılık koşullarının analizi, Deryagin'in teorisi açısından hızlı pıhtılaşma için sınır koşullarının Umax = 0 ve domax/ek = 0 olarak yazılabileceğini göstermektedir, burada C/max maksimum enerjidir (Şekil XIII) .7). Bu koşullar bariyer yüksekliğinin sıfıra indirilmesini ifade etmektedir.
En basit durumda, u = onst. Katsayı. T. dinlenme, kural olarak, daha fazla katsayı. kinematik T., böylece başlangıç kuvveti (başlangıç torku) düzgün harekete karşı dirençten daha büyüktür. Daha doğrusu fiziksel kuru T. ile işlemler sözde yansıtılır. Deryagin'in sürtünme yasasına göre iki terimli ts = F / (N + PgS), burada / - intermol kuvvetlerinin neden olduğu basıncı N'ye tamamlar. etkileşim sürtünen vücutlar ve aslında S-pov-et. Yüzeylerin dalgalanması ve pürüzlülüğü nedeniyle sürtünen cisimlerin teması T. cisimlerin teması tam değil.
1937 ve 1940 eserlerinde. Deryagin, etkileşen parçacıkların pıhtılaşma hızı için Fuchs formüllerini kullanarak, parçacık yarıçapının iyonik atmosferlerin kalınlığından çok daha az olduğu veya başka bir deyişle karakteristik Debye uzunluğu ve parçacık yarıçapı iyonik atmosferlerin kalınlığından çok daha büyük olduğunda. İkinci durumda, kriter, bir dizi deneysel gerçekle uyum içinde olan Eilers-Korf'un ampirik kuralını genelleştirir ve niceliksel olarak geliştirir. Aynı zamanda, etkileşim (itme) kuvvetinin mesafeye bağımlılığını ifade eden eğri üzerinde bir uzak minimumun varlığı gösterilmiştir.
Teori için iyi bilinen bir zorluk, ters altıncı derece kuralının (Deryagin ve Landau tarafından rafine edilen Hardy-Schulze kuralı), yüzeyin boyutsuz potansiyeli sadece küçük değil, birlikten daha az olduğunda da gözlemlenmesiydi. Glazman ve diğerleri tarafından gösterildiği gibi bu mümkündür. , eğer potansiyelin ürünü ve karşı iyonun yükü, ikincisi değiştiğinde çok az değişiyorsa. Usyarov, karşı iyonların adsorpsiyonunun yükten bağımsızlığına dayalı olarak bunun için nicel bir açıklama yaptı.
İyon stabilize koloidal çözeltilerin kararlılığının en gelişmiş teorisi, bir dizi temel sonuca yol açmıştır. Yalnızca konsantrasyon pıhtılaşmasını dikkate alan güçlü yüklü soller teorisi, Schulze-Hardy kuralını Deryagin-Laidau yasası 2 biçiminde doğrulamayı mümkün kıldı. Kolloidal parçacıkların orta potansiyellerinde, pıhtılaşma eşikleri, yine uygun olan 2 ila 6 olan yasa 2'ye göre karşı iyonların değerliği ile değişir. Schulze-Hurdy kuralı ile. Teori, elektrolit karışımlarının pıhtılaşma etkisinin çeşitli düzenliliklerini ve daha önce açıklanamayan sinerjizmin etkisini doğrulamayı mümkün kıldı. Ayrıca, teori temelinde, yaygın olarak yasadışı olduğunun da belirtilmesi gerekir.
Tüm elektrolitler için kesin pıhtılaşma eşiğinin değerlerini elde ettikten sonra, bulunan eşik değerlerinin en küçük pıhtılaşma eşiğine (AI I3 için) bölündüğü bir önem kuralı türetilir. Pıhtılaşma eşiklerinin deneysel oranı, Y a b Vai u 11 1'e göre Deryagin-Landau kuralına göre hesaplanan teorik oranla karşılaştırılır. Karşılaştırmanın sonuçları analiz edilir ve çalışma bir laboratuvar günlüğüne kaydedilir.
Terimin geçtiği sayfalara bakın Deryagin'in kuralı: Baskıda sentetik polimerler (1961) - [ c.130 ]
Kural açıklaması
Teknolojide uygulama
Bismuti subnitrat ana 3.0
TBB Yüzün derisini silin
Deryagin'in kuralı- birçok dozaj formunun teknolojisi ile ilgili olarak kimyager B.V. Deryagin tarafından geliştirilen bir kural.
Su destilatası 200 ml
notlar
- Sinev D. N., Marchenko L. G., Sineva T. D. İlaçların farmasötik teknolojisine ilişkin referans kılavuzu. 2. baskı, gözden geçirilmiş. ve ek - St. Petersburg: SPKhFA Yayınevi, Nevsky Dialect, 2001. - 316 s.
- Nikolaev L.A. Tıp. 2. baskı, rev. ve ek - Minsk: Yüksek Okul, 1988.
- Bobylev R.V., Gryadunova G.P., Ivanova L.A. ve arkadaşları Dozaj formlarının teknolojisi. T. 2. - M .: "Tıp", 1991.
Wikimedia Vakfı. 2010
Diğer sözlüklerde “Deryagin Kuralı”nın ne olduğuna bakın:
Deryagin'in kuralı- Deryagin kuralı - birçok dozaj formunun teknolojisi ile ilgili olarak kimyager B. V. Deryagin tarafından geliştirilen bir kural. Kuralın kendisi şöyle geliyor: “Dağılımı sırasında ince bölünmüş bir tıbbi madde elde etmek için eklenmesi önerilir ... Wikipedia
Deryagin, Boris Vladimiroviç- Boris Vladimirovich Deryagin Doğum tarihi: 9 Ağustos 1902 (1902 08 09) Doğum yeri: Moskova Ölüm tarihi: 16 Mayıs 1994 (1994 05 16) (91 yaşında) ... Wikipedia
Uluslararası Krişna Bilinci Derneği- Hinduizm Tarihi Pantheon Destinasyonları ile ilgili makale ... Wikipedia
pedofili- Pedofili ... Vikipedi
Teşhircilik- ICD 10 F ... Vikipedi
Şiddetli suç- bir kişiye karşı fiziksel ve zihinsel şiddet veya kullanım tehdidi ile ilgili eylemleri içeren suçun genel yapısının bileşenlerinden biri. Şiddet içeren suç, geniş anlamda anlaşılabilirken, içinde ... ... Wikipedia
teşhircilik
Teşhirci- Teşhircilik (sergilemek, göstermek için Latince exhibeo), cinsel tatminin cinsel organları yabancılara, genellikle karşı cinsten ve toplum içinde göstererek elde edildiğinde sapkın bir cinsel davranış biçimidir ... ... Wikipedia
cinsel kompleks- bunlar, hem cinsel yaşam üzerinde hem de genel olarak ... ... Wikipedia üzerinde önemli ve bazen belirleyici bir etkiye sahip olan, cinsel ilişkilerle ilişkili olumsuz duygusal renge (tatminsizlik, korku, günah duyguları) sahip bir kişinin temsilleridir.
Pıhtılaşma- (Latince pıhtılaşma pıhtılaşma, kalınlaşma), dağılmış fazdaki parçacıkların, çarpışmaları sırasında parçacıkların yapışması (yapışma) nedeniyle agregalar halinde birleşmesi. Çarpışmalar, Brown hareketinin yanı sıra tortulaşma, parçacıkların hareketi sonucunda meydana gelir ... Kimyasal Ansiklopedi
BÖLÜM 20. ERİŞİMLER
cezalar (uzaklaştırmalar)- sıvı dispersiyon ortamında dağıtılan bir veya daha fazla toz tıbbi maddeyi dağılmış faz olarak içeren, dahili, harici ve parenteral kullanım için bir sıvı dozaj formu (SP XI, sayı 2, s. 214). Süspansiyonların dağılmış fazının parçacık boyutu 50 µm'yi geçmemelidir. ABD Farmakopesi, İngiliz İlaç Kanunu gerekliliklerine göre 10-20 mikron olmalıdır.
Süspansiyonlar, kağıt filtreden geçmeyen ve geleneksel bir mikroskop altında görülebilen, özel eşyalarda belirtilen parçacık boyutuna sahip opak sıvılardır. Mikroheterojen sistemler olarak, süspansiyonlar kinetik (çökelme) ve agregatif (yoğunlaşma) kararsızlık ile karakterize edilir.
Süspansiyonlar depolama sırasında kararsızdır, bu nedenle:
- kullanımdan önce süspansiyon 1-2 dakika çalkalanır;
- Güçlü ve zehirli maddeler dozaj formuna salınmaz.
Bir istisna, reçetede reçete edilen madde miktarının en yüksek tek dozu geçmediği durumdur.
A listesinde yer alan bir madde, reçetede tek dozdan daha yüksek bir miktarda reçete edildiğinde, tıbbi ürün üretime tabi değildir.
20.1. SÜSPANSİYONLARIN AVANTAJLARI
Süspansiyonların diğer dozaj formlarına göre avantajları şunlardır:
- hastalar için, özellikle tabletleri veya kapsülleri yutamayan çocuklar için dozaj formunun uygunluğu;
- çözeltilerden daha az yoğun süspansiyon tadı. Ayrıca şuruplar, tatlandırıcılar ekleyerek ilaçların tadını düzeltme imkanı vardır;
— Süspansiyon halindeki ilaçlar çözelti halinde olduğundan daha kararlıdır. Bu, özellikle antibiyotikli dozaj formlarının imalatında önemlidir.
20.2. SÜSPANSİYONLARIN DEZAVANTAJLARI
Süspansiyonların dezavantajları şunlardır:
— Fiziksel kararsızlık: çökelme (sedimantasyon), partikül boyutlarının birleşmesi ve artması (agregasyon) ve katı ve sıvı fazların birleşmesi (yoğunlaşma). Bu fiziksel olaylar, katı fazın çökelmesine veya yüzmesine yol açar. Dozlama tekdüzeliği ilkesi ihlal edilmiştir;
- homojen bir durumu eski haline getirmek için hastanın kullanmadan önce süspansiyonu yoğun bir şekilde karıştırması ihtiyacı;
- tatmin edici olmayan kısa raf ömrü - 3 gün (Rusya Federasyonu Sağlık Bakanlığı Emri? 214).
20.3. SÜSPANSİYONLARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Süspansiyonların sedimantasyon stabilitesi Stokes kanunu ile belirlenir, buna göre sedimantasyon hızı partikül çapının karesi, partikül yoğunlukları ve dağılmış ortam arasındaki farkla doğru orantılıdır ve viskozite ile 18 kat ters orantılıdır. orta:
Stokes kanunundan, partikül boyutu küçültme derecesi ne kadar yüksek ve ortamın viskozitesi ne kadar yüksek olursa, süspansiyonların sedimantasyon stabilitesinin o kadar yüksek olduğu sonucu çıkar. Ek olarak, süspansiyonların stabilitesi, tıbbi maddenin dispersiyon ortamı için afinite derecesine, parçacıkların elektrik yükünün varlığına bağlıdır. Süspansiyonlarda, katı fazın parçacıkları, dispersiyon ortamı tarafından iyi ıslanabilirlik durumunda, birleşmeyi (kombinasyonu) önleyen solvat kabukları ile kaplanır.
parçacıklar (hidrofilik özelliklere sahip maddelerin süspansiyonları). Bu nedenle, yüzey aktif maddelerin (yüzey aktif maddeler) eklenmesi gerekli değildir. Yetersiz ıslanabilirlik ile solvat kabukları oluşmaz, bu da katı parçacıkların çökelmesine veya yüzmesine neden olur (belirgin hidrofobik özelliklere sahip maddelerin süspansiyonları).
20.4. SÜSPANSİYON ÜRETİM YÖNTEMLERİ
Farmasötik teknolojide süspansiyon yapmak için 2 yöntem kullanılır:
- yoğunlaşma (kontrollü kristalleştirme ile). Örneğin borik, salisilik ve diğer asitlerin etanolik çözeltileri suya eklenir Çöken kristaller bir süspansiyon oluşturur;
- dispersiyon (bir dispersiyon ortamında kristalli maddelerin öğütülmesiyle).
20.5. SÜSPANSİYONLARI STABİLİZE ETMEK İÇİN KULLANILAN YARDIMCI MADDELER
Süspansiyonların hidrofobik maddelerle stabilitesini arttırmak için şunu kullanın:
A. Yoğunlaştırıcılar— Önemsiz yüzey aktivitesine sahip, ancak sistemin viskozitesini artırarak süspansiyonun stabilitesini sağlayan maddeler.
- doğal (diş etleri, aljinatlar, İrlanda yosunu, guar sakızı, jelatin);
- sentetik (M!, sodyum karboksimetilselüloz - Karbopol?);
- inorganik (aerosil, bentonit, magnezyum alüminosilikat - Veegum?).
— Faz sınırında arayüzey gerilimini düşüren yüzey aktif maddeler (tweens, yağ şekeri, pentol, T-2 emülgatör, vb.).
Tablo 20.1, hidrofobik maddelerin süspansiyonlarını yapmak için kullanılan dengeleyicileri ve bunların konsantrasyonlarını göstermektedir.
Tablo 20.1. Süspansiyon stabilizatörleri
1.0 tıbbi madde başına dengeleyici miktarı (g)
belirgin hidrofobik özelliklere sahip
hafif belirgin hidrofobik özelliklere sahip
Not. Harici kullanım için kükürt süspansiyonunu stabilize etmek için, 1.0 g kükürt başına 0.1-0.2 g miktarında tıbbi sabun kullanılması tavsiye edilir. Tıbbi açıdan bakıldığında, bir yüzey aktif madde olan cildin gözeneklerini gevşettiği ve uyuz ve diğer cilt hastalıklarının tedavisinde kullanılan kükürtün derine nüfuz etmesini desteklediği için sabun eklenmesi tavsiye edilir. Kükürt dengeleyici olarak sabunun sadece doktor kontrolünde kullanılması tavsiye edildiği akılda tutulmalıdır. Tarif iki değerli metal tuzları içeriyorsa, sabun miktarı 10 g kükürt başına 0,3-0,4 g'a çıkarılır. Aynı zamanda süspansiyonlardaki kükürdün alkol ve gliserin ile sterilize edilmesi tavsiye edilir.
Belirgin hidrofobik özelliklere sahip tıbbi maddeleri stabilize etmek için, jelatoz 1:1 oranında ve hafif belirgin özelliklere sahip - 1:0.5 oranında kullanılır.
İstisna: kükürt bulamacı (bkz. tablo 20.1).
20.6. SÜSPANSİYON ELDE ETMEK İÇİN TEKNOLOJİ
Dispersiyon yöntemiyle süspansiyon elde etmek için teknolojik şema aşağıdaki aşamalardan oluşur:
1. Hazırlık aşaması aşağıdaki teknolojik işlemleri içerir:
- işyerinin hazırlanması;
- malzemelerin, ekipmanın hazırlanması;
- hesaplamalar, PPC'nin ters tarafının tasarımı;
- asılı maddelerin tartılması.
2. Öğütme aşaması 2 teknolojik işlemi içerir:
- konsantre bir süspansiyonun (hamur) elde edilmesi;
- fraksiyonlama (süspansiyon ve çökeltme) dahil olmak üzere seyreltik bir süspansiyonun elde edilmesi.
Not. Bu aşama, hidrofilik özelliklere sahip maddelerin süspansiyonları için zorunludur ve hidrofobik özelliklere sahip maddelerin süspansiyonları için gerekli değildir. Bu, birincisinin sedimantasyon kararsızlığı ve ikincisinin toplu kararsızlığı ile açıklanmaktadır.
A. Konsantre bir süspansiyon elde etme işlemi. Konsantre bir süspansiyon elde etmek için sıvı bir ortamda öğütme işlemi kullanılır. Sıvının eklenmesi, yüzey gerilimi kuvvetlerinin ayırma etkisi (Rehbinder etkisi) nedeniyle parçacıkların daha ince öğütülmesine katkıda bulunur (Şekil 20.1).
Pirinç. 20.1. yeniden bağlayıcı etkisi
İlk kez, bir sıvının kama etkisi ve bu etki nedeniyle katıların mukavemetindeki azalma Rus bilim adamı P.A. 1928'de Rehbinder. Rehbinder etkisi, katı bir cisimdeki bir çatlağın içindeki bir sıvının yüzey gerilimi kuvvetlerindeki farkın yıkıcı etkisine dayanır (bkz. Şekil 20.1). Etki, katı cismin yapısı (çıkıkların, çatlakların varlığı), sıvının özellikleri (viskozite) ve miktarı ile belirlenir. Yüzey gerilimi kuvvetlerinin etkisinin bir sonucu olarak, katının kırılganlığında bir artış olan mukavemette çoklu bir düşüş olur. Bu, çeşitli malzemelerin mekanik olarak öğütülmesini kolaylaştırır ve geliştirir.
B.V. Deryagin, Rebinder etkisinin farmasötik tozların öğütülmesi üzerindeki etkisini araştırdı. Yaklaşık olarak 1/2'ye eşit olan bir sıvının kütlesinin bir katının kütlesine optimal oranını belirledi.
İnce bir şekilde bölünmüş tıbbi maddeler elde etmek için, önce süspansiyon halindeki maddelerin ezilmiş tıbbi maddenin kütlesinin 1/2'si oranında alınan suda, tıbbi madde çözeltilerinde veya diğer yardımcı sıvılarda öğütülmesiyle konsantre bir süspansiyon elde edilmesi önerilir ( B.V. Deryagin'in kuralı, Rebinder etkisine dayanmaktadır).
B. Fraksiyonasyon (süspansiyon ve çöktürme) dahil olmak üzere seyreltik bir süspansiyon elde etme işlemi. Operasyonun amacı 50 µm'den küçük partiküller elde etmektir. Bu boyuttaki parçacıklar, 2-3 dakika homojen kalan süspansiyonlar oluşturur, yani dozlama ve dozaj formunun hasta tarafından alınması için gereken süre.
Konsantre süspansiyon elde edildikten sonra dispersiyon fazın 10-20 katını geçecek miktarda su ilave edilir. Daha sonra süspansiyon yoğun bir şekilde karıştırılır (çalkalama alınır) ve parçacıkları fraksiyonlara ayırmak için 2-3 dakika bekletilir. Küçük parçacıklar süspansiyon halindedir, büyük parçacıklar dibe çöker. İnce bir süspansiyon boşaltılır, tortu yeniden ezilir ve sıvının yeni bir kısmı ile karıştırılır. İşlem, tüm tortu ince bir süspansiyon haline gelene kadar tekrarlanır.
Bismuthi subnitrats ana 3.0 Aq. teçhizat. 200 mi
Standa 200 ml arıtılmış su ölçün. 3,0 gr nişasta ve 3,0 gr bazik bizmut nitrat 3 ml su ile havanda ezilir (B.V. Deryagin kuralı), 60-90 ml su eklenir, karıştırılır ve 2-3 dakika bekletilir. Tortudan bir şişeye ince bir süspansiyon dikkatlice dökülür. Harçta kalan kısım ayrıca havaneli ile öğütülür, yeni bir kısım su ile karıştırılır ve süzülür. Öğütme ve çalkalama, tüm büyük parçacıklar ince bir süspansiyon haline gelene kadar tekrarlanır.
Belirgin özelliklere sahip hidrofobik maddelerin süspansiyonlarını hazırlarken, öğütülmesi zor olan maddelerin dispersiyonunda olduğu gibi etanol eklemek gerekir.
Rp.: Solutionis Natrii bromidi %0,5 - 120 ml
Kahve-natrii benzoatis 0.5
TBB 1 yemek kaşığı günde 3 kez.
Standa 112 ml saf su, 5 ml kafein-sodyum benzoat solüsyonu (1:10) ve 3 ml sodyum bromür solüsyonu (1:5) ölçülür. 10 damla %95 etanol ile 1.0 gr kafur havanda eriyene kadar öğütülür, 1.0 gr jelatoz ve hazırlanan tıbbi madde solüsyonundan 1 ml eklenir, ince bir hamur elde edilinceye kadar karıştırılır. Kağıt hamuru, bir kafein-sodyum benzoat ve sodyum bromür çözeltisi içeren bir dağıtım şişesine aktarılır ve parçalar halinde eklenir.
% 3 veya daha fazla konsantrasyonda tıbbi maddeler içeren süspansiyonların imalatında ağırlıkça hazırlanırlar, bu nedenle yazılı kontrol pasaportunda bu durumda üretilen süspansiyonun dara ağırlığını ve kütlesini belirtmek gerekir. .
Örnek 3 Rp.: Zinci oxydi Talci ana 5.0
Ak. arındırıcı 100ml
TBB Yüzün derisini silin.
Bir havanda önce 5,0 gr çinko oksit ve 5,0 gr talk kuru halde karıştırılır, ardından yaklaşık 5 ml saf su eklenir (B.V. Deryagin kuralı), lapa kıvamına gelinceye kadar ovulur. Kalan arıtılmış su parçalar halinde ince hamura ilave edilir, havaneli ile karıştırılır, bir şişeye aktarılır ve elde edilir.
Süspansiyonlar filtrelenmez.
3. Karıştırma aşaması diğer tıbbi maddelerin solüsyon şeklinde verilmesini içerir. Bu aşamanın bir özelliği, hem tıbbi maddelerin uyumluluğunu hem de bunların süspansiyonların çökelme stabilitesi üzerindeki etkilerini kontrol etme ihtiyacıdır. Güçlü elektrolitler ve polar maddeler, süspansiyonların stabilitesini büyük ölçüde bozar.
Süspansiyon inorganik tuzlar içeriyorsa, maddeyi saf suyla ovalayarak, ardından bir stabilizatör ve ardından artan konsantrasyon sırasına göre tuz çözeltileri ekleyerek konsantre bir süspansiyon hazırlamak daha iyidir.
4. Tasarım ve paketleme aşaması. Süspansiyonlar, son kullanma tarihi boyunca ilacın kalitesinin korunmasını sağlayan bir kapta sıvı dozaj formlarına benzer şekilde paketlenir. En uygun olanı, adaptörler ve dağıtıcılarla donatılmış şırıngalardaki süspansiyonların paketlenmesidir (Şekil 20.2).
Kayıt yapılırken etiket üzerinde “Kullanmadan önce çalkalayın”, “Dondurulması kabul edilemez”, “Raf ömrü 3 gün” gibi ek uyarı etiketleri olması gerekmektedir.
5. Süspansiyonların kalitesinin değerlendirilmesi. Hazırlanan süspansiyonların kalitesi, diğer sıvı dozaj formlarıyla aynı şekilde değerlendirilir, örn. belgeyi kontrol et
Pirinç. 20.2. Süspansiyonları dağıtmak için şırıngalar ve memeler
(reçete, pasaport), tasarım, paketleme, renk, koku, mekanik safsızlık olmaması, hacim veya kütle sapmaları. Süspansiyonlar için özel kalite göstergeleri, dağılmış fazın parçacıklarının yeniden süspanse edilebilirliği ve tek biçimliliğidir.
yeniden askıya alınabilirlik. Tortu mevcudiyetinde, süspansiyonlar, 24 saatlik depolamadan sonra 20-40 s ve 24-72 saatlik depolamadan sonra 40-60 s çalkalama ile hacim boyunca homojen bir partikül dağılımına geri getirilir.
Dağılmış fazın parçacıklarının homojenliği. Dağılmış fazın heterojen büyük parçacıkları olmamalıdır.
Not. Parçacık boyutunun belirlenmesi mikroskopi ile gerçekleştirilir. Dağılmış fazın parçacık boyutu, bireysel tıbbi maddelerin (FS, VFS) süspansiyonlarına ilişkin özel makalelerde belirtilen boyutları aşmamalıdır.
20.7. SÜSPANSİYON TARİF ÖRNEKLERİ (SSCB SB Emri? 12.08.1991 TARİHLİ 223)
1. Gliserinde iyodoform ve kinik oksit süspansiyonu Rp.: Iodoformii 9.0
Zinci oksidi 10.0 Gliserini ve 25.0 M.D.S. Harici.
Eylem ve endikasyonlar: antiseptik.
2. Sülfürün kloramfenikol ve salisilik asit alkol ile süspansiyonu
Rp.: Laevomycetini Ac. salicylici ana 1.5 Sulfuris praecip. 2,5 yemek kaşığı aethylici %70 - 50 ml M.D.S. Cildi silin.
Eylem ve endikasyonlar: cilt hastalıkları için antibakteriyel ve antiseptik.
3. Çinko oksit, talk ve nişasta süspansiyonu Rp.: Zinci oksidi
Ak. saf. 100 ml M.D.S. Harici.
Eylem ve endikasyonlar: antiseptik, büzücü.
4. Süspansiyon "Novosindol" Rp.: Zinci oksidi
sp. aethylici %96 - 21,4 ml
Ak. rsh \ ad 100.0 M.D.S. Cildi yağlayın.
Eylem ve endikasyonlar: antiseptik, büzücü ve lokal anestezik.
5. Çinko oksit, talk, nişasta ve anestezin alkol-gliserin süspansiyonu
Ana anestezi 12.0
sp. aethylici %70 - 20.0 ml Aq. saf. reklam 100.0
TBB Cilde uygulayın.
Eylem ve endikasyonlar: antiseptik, büzücü, lokal anestezik.
6. Çinko oksit, nişasta, talk, anestezin ve borik asit, su-gliserik süspansiyonu
Rp.: Zinci ohidi Amyli
Talciana 30.0 Anestezi 5.0
Sol. AC. borici %2 - 200.0
1. Bir dozaj formu olarak süspansiyonların tanımı nedir? o ne
heterojen bir sistem olarak özellikler?
2. Heterojen bir sistem olarak süspansiyon kararlılığının çeşitleri nelerdir?
3. Süspansiyonların kararlılığını hangi faktörler etkiler?
4. Hidrofilik maddelerden oluşan bir süspansiyon nasıl hazırlanır?
5. Prof kuralının uygulanması nasıl açıklanır? B.V. Deryagin ve süspansiyon imalatında süspansiyon yöntemi?
6. Dengeleyicilerin rolü ve etki mekanizması nedir?
7. Hidrofobik maddelerin süspansiyonları için bir stabilizatör seçimi nasıl doğrulanır?
8. Hafif hidrofobik özelliklere sahip maddelerden süspansiyonlar nasıl hazırlanır?
9. Belirgin hidro- içeren maddelerden süspansiyonlar nasıl hazırlanır?
10. Sülfür süspansiyonunun hazırlanış özellikleri nelerdir?
11. Uzaklaştırmanın kalitesini değerlendirmek için ana göstergeler nelerdir?
12. Süspansiyonlar depolama sırasında ne gibi değişikliklere uğrayabilir?
1. Kullanmadan önce, süspansiyon aşağıdakiler için çalkalanır:
2. Süspansiyonlardaki zehirli maddeler:
2. Reçetede belirtilen zehirli madde miktarı en yüksek tek dozu geçmediği takdirde serbest bırakılırlar.
3. Sedimantasyon hızı aşağıdakilerle doğru orantılıdır:
1. Parçacık çapının karesi.
2. Parçacıkların yoğunlukları ve dağınık bir ortam.
3. Ortamın viskozitesi.
4. Süspansiyonların diğer dozaj formlarına göre avantajları şunlardır:
1. Fiziksel stabilite (sedimantasyon).
2. Tabletleri veya kapsülleri yutamayan hastalar (çocuklar) için dozaj formunun uygunluğu.
3. Kısa raf ömrü - 3 gün.
5. Stokes yasasından şu sonuç çıkar: parçacık boyutunun küçülme derecesi ne kadar yüksek olursa, süspansiyonların çökelme kararlılığı:
6. Stokes yasasından şu çıkar: ortamın viskozitesi ne kadar yüksekse, süspansiyonların sedimantasyon stabilitesi:
7. Belirgin hidrofobik özelliklere sahip tıbbi maddeleri stabilize etmek için, şu oranda jelatoz kullanılır:
8. Hafif derecede belirgin hidrofobik özelliklere sahip tıbbi maddeleri stabilize etmek için, şu oranda jelatoz kullanılır:
9. Fraksiyonlama (süspansiyon ve çökeltme), aşağıdaki özelliklere sahip maddelerin süspansiyonları için zorunludur:
1. Hidrofilik özellikler.
2. Hidrofobik özellikler.
10. İnce bir şekilde bölünmüş tıbbi maddeler elde etmek için, önce süspansiyon halindeki maddeleri su, tıbbi madde çözeltileri veya diğer yardımcı sıvı içinde aşağıdaki miktarlarda öğüterek konsantre bir süspansiyon elde edilmesi önerilir:
1. Ezilmiş tıbbi maddenin kütlesinin 1/1'i.
2. Ezilmiş tıbbi maddenin kütlesinin 1/2'si.
3. Ezilmiş tıbbi maddenin kütlesinin 2/1'i.
11. %3'lük bir konsantrasyonda tıbbi maddeler içeren süspansiyonların imalatında şu şekilde hazırlanırlar:
13. Süspansiyon inorganik tuzlar içeriyorsa, maddeyi aşağıdakilerle ovalayarak konsantre bir süspansiyon hazırlamak daha iyidir:
1. Tuz çözeltisi.
2. Arıtılmış su.
14. Tarif yapmak için:
Rp.: Solutionis Natrii bromidi %0,5 120 ml Camphorae 1,0 Coffeini-natrii benzoatis 0,5
15. Toplam Tarif Hacmi:
Rp.: Solutionis Natrii bromidi %0,5 120 ml Camphorae 1,0 Coffeini-natrii benzoatis 0,5:
3. Tarif ağırlıkça yapılır.
16. Rp.: Zinci oksidi; Talciana 5.0 Aquae Purificata 100 ml
