Суспензия (химия)
Гетерогенная смесь твердых частиц, диспергированных в среде
Суспензия муки , смешанная с водой, демонстрирующая эффект Тиндаля.

В химии суспензия — это неоднородная смесь жидкости , которая содержит твердые частицы , достаточно крупные для осаждения . Частицы могут быть видны невооруженным глазом , обычно должны быть больше одного микрометра и в конечном итоге осядут , хотя смесь классифицируется как суспензия только тогда и пока частицы не осели.

Характеристики

Суспензия представляет собой гетерогенную смесь, в которой твердые частицы не растворяются , а суспендируются во всем объеме растворителя , оставаясь свободно плавающими в среде. [1] Внутренняя фаза (твердое вещество) диспергируется во внешней фазе (жидкости) посредством механического перемешивания с использованием определенных вспомогательных веществ или суспендирующих агентов.

Примером суспензии может служить песок в воде. Взвешенные частицы видны под микроскопом и со временем оседают, если их не трогать. Это отличает суспензию от коллоида , в котором коллоидные частицы меньше и не оседают. [2] Коллоиды и суспензии отличаются от раствора , в котором растворенное вещество (растворенное вещество) не существует в твердом виде, а растворитель и растворенное вещество однородно смешаны.

Взвесь жидких капель или мелких твердых частиц в газе называется аэрозолем . В атмосфере взвешенные частицы называются макрочастицами и состоят из мелких частиц пыли и сажи , морской соли , биогенных и вулканогенных сульфатов , нитратов и облачных капель.

Суспензии классифицируются на основе дисперсной фазы и дисперсионной среды , где первая по существу является твердым веществом, а вторая может быть либо твердым, либо жидким, либо газообразным.

В современных химических перерабатывающих отраслях промышленности технология смешивания с высоким сдвиговым усилием используется для создания множества новых суспензий.

Суспензии нестабильны с термодинамической точки зрения, но могут быть кинетически стабильны в течение более длительного периода времени, что в свою очередь может определять срок годности суспензии. Этот промежуток времени необходимо измерять, чтобы предоставить потребителю точную информацию и гарантировать наилучшее качество продукта.

«Под стабильностью дисперсии понимается способность дисперсии противостоять изменению своих свойств с течением времени» [3] .

Определение ИЮПАК

Дисперсия твердых частиц в жидкости.

Примечание : Определение основано на определении, приведенном в [4] [5] .

Методика контроля физической устойчивости

Многократное рассеяние света в сочетании с вертикальным сканированием является наиболее широко используемым методом для мониторинга состояния дисперсии продукта, следовательно, выявления и количественной оценки явлений дестабилизации . [6] [7] [8] [9] Он работает с концентрированными дисперсиями без разбавления. Когда свет направляется через образец, он рассеивается обратно частицами. Интенсивность обратного рассеяния прямо пропорциональна размеру и объемной доле дисперсной фазы. Поэтому обнаруживаются и контролируются локальные изменения концентрации ( седиментация ) и глобальные изменения размера ( флокуляция , агрегация ). Первостепенное значение при анализе стабильности суспензий частиц имеет значение дзета-потенциала, проявляемого взвешенными твердыми веществами. Этот параметр указывает величину межчастичного электростатического отталкивания и обычно анализируется для определения того, как использование адсорбатов и изменение pH влияют на отталкивание частиц и стабилизацию или дестабилизацию суспензии.

Ускоренные методы прогнозирования срока годности

Кинетический процесс дестабилизации может быть довольно длительным (до нескольких месяцев или даже лет для некоторых продуктов), и часто требуется, чтобы разработчик рецептуры использовал дополнительные методы ускорения, чтобы достичь разумного времени разработки для дизайна нового продукта. Термические методы являются наиболее часто используемыми и заключаются в повышении температуры для ускорения дестабилизации (ниже критических температур фазы и деградации). Температура влияет не только на вязкость, но и на межфазное натяжение в случае неионных поверхностно-активных веществ или, в более общем плане, на силы взаимодействия внутри системы. Хранение дисперсии при высоких температурах позволяет имитировать реальные условия для продукта (например, тюбик солнцезащитного крема в машине летом), но также ускорять процессы дестабилизации до 200 раз, включая вибрацию, центрифугирование и перемешивание, иногда используются. Они подвергают продукт различным силам, которые выталкивают частицы / дренаж пленки. Однако некоторые эмульсии никогда не будут коалесцировать при нормальной гравитации, в то время как они это делают при искусственной гравитации. [10] Более того, при использовании центрифугирования и вибрации было выявлено разделение различных популяций частиц. [11]

Примеры

Распространенные примеры приостановок включают в себя:

  • Грязь или мутная вода: частицы почвы, глины или ила находятся во взвешенном состоянии в воде.
  • Мука , ​​разведенная в воде.
  • Кимчи , подвешенное на уксусе.
  • Мел, взвешенный в воде.
  • Песок, взвешенный в воде.

Смотрите также

  • Золь  – коллоидная суспензия очень мелких твердых частиц в непрерывной жидкой среде.
  • Эмульсия  – смесь двух или более несмешивающихся жидкостей.
  • Дзета-потенциал  – Электрокинетический потенциал в коллоидных дисперсиях
  • Мутность  – Помутнение жидкости.
  • Осаждаемые твердые частицы  – процесс, при котором твердые частицы перемещаются ко дну жидкости и образуют осадок.
  • Пенная флотация  – процесс селективного разделения гидрофобных материалов от гидрофильных
  • Транспортировка осадка  – перемещение твердых частиц, как правило, под действием силы тяжести и жидкости.
  • Эффект Тиндаля  – Рассеивание света мельчайшими частицами в коллоидной суспензии
  • Эффект Фарриса (реология)  – явление, обнаруженное в вязкостиСтраницы, отображающие описания викиданных в качестве резерва

Ссылки

  1. ^ Химия: Материя и ее изменения, 4-е изд. Брэди, Сенезе, ISBN  0-471-21517-1
  2. ↑ Электронная энциклопедия Колумбийского университета, 6-е изд.
  3. ^ «Пищевые эмульсии, принципы, практика и методы» CRC Press 2005.2- MPC Silvestre, EA Decker, McClements Пищевые гидроколлоиды 13 (1999) 419–424.
  4. ^ Алан Д. Макнот, Эндрю Р. Уилкинсон, ред. (1997). Компендиум химической терминологии: Рекомендации ИЮПАК (2-е изд.). Blackwell Science. ISBN 978-0865426849.
  5. ^ Сломковский, Станислав; Алеман, Хосе В.; Гилберт, Роберт Г.; Хесс, Майкл; Хори, Казуюки; Джонс, Ричард Г.; Кубиса, Пшемыслав; Мейсель, Ингрид; Морманн, Вернер; Пенчек, Станислав; Степто, Роберт FT (2011). «Терминология полимеров и процессов полимеризации в дисперсных системах (Рекомендации ИЮПАК 2011 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 83 (12): 2229– 2259. doi :10.1351/PAC-REC-10-06-03. S2CID  96812603.
  6. ^ И. Роланд, Г. Пиль, Л. Делатр, Б. Эврар Международный журнал фармацевтики 263 (2003) 85-94
  7. ^ К. Лемаршан, П. Куврёр, М. Беснар, Д. Костантини, Р. Греф, Pharmaceutical Research, 20-8 (2003) 1284-1292.
  8. ^ О. Менгуаль, Г. Менье, И. Кайр, К. Пюэш, П. Снабре, Коллоиды и поверхности А: физико-химические и инженерные аспекты 152 (1999) 111–123
  9. ^ П. Брю, Л. Брюнель, Х. Бюрон, И. Кайре, X. Дюкарр, А. Фро, О. Менгуаль, Г. Менье, А. де Сент-Мари и П. Снабр. Размер и характеристика частиц Эд Т. Провдер и Дж. Текстер (2004)
  10. ^ JL Salager, Фармацевтические эмульсии и суспензии, Эд Франсуаза Ньеллуд, Жильберта Марти-Местрес (2000)
  11. ^ П. Снабр, Б. Пулиньи Ленгмюр, 24 (2008) 13338-13347
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Suspension_(chemistry)&oldid=1230723419"