Содержание


Введение
Суспензия – это дисперсная система, в которой дисперсная среда представляет собой жидкость, а дисперсная фаза – твердое вещество, что относит ее к разряду грубодисперсных.

Суспензии имеют исключительно большое значение в природе и технике, далеко превосходящее значение типичных золей с твердой дисперсной фазой. К суспензиям при достаточном содержании влаги относятся почвы и грунты; речная, морская и озерная вода; глиняное тесто, используемое в керамическом производстве; цементные и известковые растворы, применяемые в строительном деле.

Цель - изучение свойств, методов приготовления и разрушения суспензий, и возможности их использования.

Задачи:

• 
  Определить понятие суспензии;
  
• 
  Рассмотреть классификацию суспензий;
  
• 
  Изучить свойства суспензий;
  
• 
  Рассмотреть методы приготовления и разрушения суспензий;
  
• 
  Выяснить область применения пен;
  

Объект исследования – процесс образования суспензий.

Предмет исследования – суспензии и их свойства.

Реферат состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы.

1. 
   Понятие суспензии
   

Суспензия – дисперсная система, в которой дисперсная среда представляет собой жидкость, а дисперсная фаза – твердое вещество, что относит ее к разряду грубодисперсных. При этом фаз может быть несколько и представлены они чаще всего в порошкообразном виде.

Ярким примером суспензии считается цементный раствор, сюда же можно отнести краски на основе эмали, буровые промывочные жидкости. Однако наиболее востребованы суспензии в фармацевтической промышленности, т.к. представляют собой одну из самых популярных лекарственных форм.

Свое название система получила от латинского слова suspensio, означающего «подвешивание». По своей сути суспензия – это взвесь, в которой после соединения жидкой среды и твердой фазы, представленной в виде мельчайших частиц, процессы оседания последней (седиментации) происходят очень медленно. Объясняется это тем, что, в отличие от прочих систем, размер частиц фазы все же велик (более 10 микрометров), а также малой разницей в плотности ее составляющих (фазы и среды). При условии, что концентрация порошкообразной составляющей велика, дисперсная среда образуется очень быстро.

---

Так, растворенная в воде мука – типичный представитель суспензии. При большой концентрации крупицы муки находятся в жидкости во взвешенном состоянии, практически не оседая на дно. С течением времени седиментация все же произойдет, появится плотный осадок, молекулы которого подвержены силе тяжести. При последующем же перемешивании суспензия вновь приобретет свое первоначальное состояние, причем достаточно быстро.

2. 
   Классификация, типы и виды суспензий
   

Разделение суспензий как дисперсной системы на классы, типы и виды проводится с учетом нескольких ключевых характеристик:

1. Природа дисперсной среды. Это может быть вода либо органическая жидкость.

2. Размер частиц дисперсной фазы. Делятся на 3 вида в зависимости от диаметра:

— грубые – не менее 1 микрометра;

— тонкие – от 0,1 до 1 микрометра;

— мути – менее 0,1 микрометра.

3. Концентрация. Объем дисперсной фазы может сделать систему разбавленной (взвесью) либо концентрированной, похожей на пасту.

Разбавленные суспензии менее устойчивы: частицы дисперсной фазы легко перемещаются в среде, непосредственно структура у системы отсутствует, как и кинетическая энергия, связывающая составляющие фазы.

В пастообразных же суспензиях действие соответствующих физических сил присутствует, что делает их связнодисперсными структурированными (имеющими пространственную сетку) системами.

Концентрация или концентрационный интервал напрямую влияет на создание структуры во взвеси, при этом для всех составляющих суспензии эти показатели индивидуальны. Они включают:

— природу дисперсной фазы;

— форму частиц, из которых фаза состоит;

— температуру соединяемых компонентов;

— наличие и формы механического воздействия на суспензию.

Наличие или отсутствие подобной структуры напрямую влияет на свойства получаемых дисперсных систем.

3. 
   Свойства суспензий
   

Различают такие основные свойства:

— механические;

— оптические;

— электрокинетические;

— молекулярно-кинетические.

Механические свойства суспензий. Механические свойства паст и взвесей существенно отличаются. Так, в разбавленных суспензиях они напрямую зависят от выбранной дисперсной среды, а в концентрированных от дисперсной фазы и от числа контактов между ее частицами.

---

Механические свойства проявляются в том, что в разбавленных суспензиях частицы свободно перемещаются в жидкости, сцепление между частицами отсутствует и каждая частица кинетически независима. Разбавленные суспензии — это свободнодисперсные бесструктурные системы.

В концентрированных же суспензиях (пастах), наоборот, между частицами действуют силы, приводящие к образованию определенной структуры (пространственной сетки). Таким образом, концентрированные суспензии — это связнодисперсные структурированные системы.

Оптические свойства суспензий. Проходя через состав, световые лучи способны поглощаться, рассеиваться или отражаться. Самым изучаемым и важным оптическим параметром считается способность суспензии рассеивать свет. При рассеивании свет преобразуется частицами системы, в результате чего его направление меняется, а интенсивность падающего света меняется. Такое свойство характерно для высокодисперсных суспензий. В окрашенных суспензиях световые волны имеют свойство поглощаться, в остальных – отражаться, что придают им мутный вид.

В основе этих свойств лежит взаимодействие между энергией, получаемой в результате электромагнитного излучения дисперсной системы, и частицами, из которых состоит среда состава. К основным параметрам последних относят их:

— природу;

— размеры;

— соотношение между длиной волны электромагнитного излучения и размером молекулы.

Электрокинетические свойства суспензий. Электрокинетические свойства суспензий возникают вследствие контакта между твердыми частицами суспензии, представляющими собой дисперсную фазу, и раствором электролита, с которым состав контактирует. В результате взаимодействия образуется разность потенциалов: на поверхности суспензии они имеют одну полярность, а в слое, расположенном у самой поверхности – противоположную, что приводит к появлению двойного электрического слоя. Если концентрация электролита мала, ионы с противоположным зарядом имеют смешанный, рассеянный характер, и его выраженность напрямую зависит от этой концентрации: чем она меньше, тем ярче проявляется диффузия.

Разделение зарядов в пространстве также обуславливает основные электрокинетические свойства суспензии. Это:

— электрофорез (движение частиц в среде) – процесс, при котором фазы взаимно смещаются, ощущая воздействие электрического поля;

— электроосмос — перемещение среды, являющейся основой состава, сквозь пористую перегородку;

---

— появление тока;

— образование разности потенциалов в случае, когда возникает смещение обоих фаз.

Все эти явления часто возникают в грубодисперсных системах, но самый часто используемый – электрофорез.

Молекулярно-кинетические свойства суспензий. Эти свойства возникают в результате хаотического теплового движения молекул дисперсной среды, которые могут быть:

— вращательными;

— поступательными;

— колебательными.

Если среда представлена жидкостью или газом, ее частицы не прекращают движение даже на секунду, в результате чего происходят их столкновения. Каждая молекула перед столкновением с другой проходит определенное расстояние, и ее средний показатель называют средней длиной свободного пробега. Т.к. кинетическая энергия у каждой молекулы индивидуальна, показатели тоже отличаются, и отклонение от среднего параметра приводит к появлению молекулярно-кинетических свойств. Однако эти свойства проявляются довольно слабо из-за того, что размеры частиц в дисперсной среде велики и не могут привести к появлению диффузии (смешиванию), броуновскому движению или осмосу. Слабая кинетическая устойчивость приводит к тому, что разделение фаз в суспензии происходит достаточно быстро и приводит к выделению плотного осадка.

4. 
   Методы приготовления суспензий
   

Суспензия представляет собой классическую дисперсную среду, поэтому получить ее можно двумя основными способами:

— диспергационным (дисперсным) — дроблением более крупных частиц фазы на мелкие;

— конденсационным (кристаллизационный) – увеличением исходного размера частиц до нужных параметров.

Диспергационный метод приготовления суспензии. К диспергационному методу прибегают в том случае, когда требуется изготовить суспензию, дисперсной фазой которой выступает вещество нерастворимое или малорастворимое в выбранной среде. Если молекулы фазы не обладают способность впитывать воду или растворяться в ней, набухать при контакте с жидкость, применяется такая техника изготовления тонкой суспензии, как взмучивание.

Процесс достаточно прост: твердую фазу слегка смачивают жидкостью, которой представлена дисперсная среда, и тщательно растирают. После добавляют чуть большее количество среды и дают образовавшейся суспензии отстояться. Под действием силы тяжести недостаточно измельченные частицы осядут на дно, образуя осадок, а более мелкие и легкие останутся во взвешенном состоянии. Верхний, мелкодисперсный слой, аккуратно отделяют, а грубодисперсный снова подвергают измельчению. Процедура может проводится несколько раз – столько, сколько потребуется для получения устойчивой суспензии.

---

Более быстрым этот метод становится, если при измельчении частиц используется правило Дерягина: определение правильного соотношения между твердой фазой и жидкой средой в момент растирания. Оптимальными параметрами считается 0,4-0,6 миллилитров воды или органической жидкости на 1 грамм порошкообразного вещества. В такой концентрации трение частиц друг о друга считается наилучшим, и крупные гранулы быстро и легко разрушаются до нужных размеров. Еще один важный нюанс – появление расклинивающей способности дисперсной среды, что возможно лишь при правильно выбранном соотношении.

Для получения слабо концентрированных суспензий применяют такие методы, как взбалтывание, смешивание вручную или при помощи простых механизмов (миксер). Для концентрированных составов (паст) оптимальным станет классическое растирание.

Конденсационный метод приготовления суспензии. Конденсационный метод приготовления суспензии подразумевает соединение двух веществ, каждое из которых растворимо в отдельности, но при обоюдном смешивании образующее нерастворимую взвесь. Чаще всего необходимо приготовить два отдельных состава, где фаза и среда хорошо реагируют между собой, а после соединить их.

Ярким примером данного метода считается получение фармацевтического состава из разведенных в воде концентрированных спиртового экстракта или настойки. Как результат – уменьшение концентрации спиртов, что приводит к выпадению в осадок составляющих экстракта или настойки, появлению грубого осадка, ранее легко растворимого в крепком спирте, но не способного сохранить свою структуру в жидкости, где концентрация спирта мала или вовсе отсутствует.

Таким способом получают эфирные масла, смолы, липиды, воск, стеарин и прочие вещества. Контактируя со спиртами, они представляют собой истинные растворы, но выпадая в осадок превращаются в гетерогенные системы, обычно легко извлекаемые из жидкости. Последний параметр зависит от выбранного в качестве замены растворителя и водорастворимости самих составляющих.

После получения нерастворимой фазы можно готовить требуемую суспензию путем смешивания ее с выбранной дисперсной средой. Однако следует учитывать, что каждая подобная фаза имеет собственные химические и физические свойства и при неумелом или неправильном обращении способна образовать твердый осадок, для растворения которого потребуется приложить множество усилий. Поэтому вещества для ее повторного растворения следует выбирать очень тщательно и учитывать все ключевые параметры.

---

Смотрите также файлы

• Кадровый голод в среде программистов.odt

• Курс Введение в профессию и терминология профессиональной деятельности (иддо 2020 весна 93) Эссе по 1 ра.pdf

• День выпуска прогноза (см рис. 1).pdf

• 1. Блиц Подчеркни правильный ответ. Как называются большие группы, образуемые птицами перед отлётом в тёплые края.docx

• ашытан оыту кезіндегі саба жоспары малімні атыжні.docx