Bantuan di Tele2, tarif, pertanyaan

Sistem terdispersi adalah sistem di mana partikel kecil dari satu atau lebih zat didistribusikan secara merata di antara partikel zat lain. Fase terdispersi disebut partikel kecil dari suatu zat yang didistribusikan dalam sistem. Sebuah media dispersi adalah zat di mana fase terdispersi didistribusikan. 3 Sistem terdispersi heterogen: partikel fase terdispersi memiliki ukuran lebih besar dari 1·10-9 m dan merupakan fase terpisah dari media dispersi. Sistem terdispersi homogen: tidak ada antarmuka antara fase terdispersi dan media dispersi (larutan sejati). Ukuran molekul, ion lebih kecil dari 1 10-9 m.

DENGAN TINGKAT DISPERSI. UNTUK LASSIIFIKASI SISTEM DISPERSIF. 4 Derajat dispersi (D) berbanding terbalik dengan ukuran partikel (d) D = 1/d Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar dispersi sistem Klasifikasi menurut derajat dispersi Kasar (d \u003d m) (suspensi kasar, emulsi, bubuk). Dispersi sedang (d = m) (suspensi tipis, asap, benda berpori). Sangat terdispersi (d = m) (sistem koloid).

MEMPEROLEH SISTEM DISPERSIF Metode Dispersi. Kelompok metode ini menggabungkan metode mekanis dimana padatan dihancurkan, dihancurkan atau dibelah. Khas untuk proses laboratorium, industri, dan dispersi yang terjadi di alam. Dalam kondisi laboratorium dan industri, proses ini dilakukan di penghancur, batu giling, dan pabrik dengan berbagai desain. Yang paling umum adalah pabrik bola, di mana sistem diperoleh, dengan ukuran partikel mulai dari 2 - 3 hingga 50 - 70 mikron. Dalam pabrik koloid dengan berbagai desain, dispersi yang lebih halus tercapai; prinsip pengoperasian pabrik tersebut didasarkan pada pengembangan gaya putus dalam suspensi atau emulsi di bawah aksi gaya sentrifugal. Partikel besar yang tersuspensi dalam hal ini mengalami gaya sobek yang signifikan dan dengan demikian terdispersi. Dispersi tinggi dapat dicapai dengan dispersi ultrasonik. Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa dispersi secara langsung bergantung pada frekuensi getaran ultrasonik. Emulsi yang diperoleh dengan metode ultrasonik dibedakan dengan keseragaman ukuran partikel fase terdispersi. lima

metode dispersi. Metode Bredig didasarkan pada pembentukan busur volta antara elektroda logam yang dapat terdispersi ditempatkan dalam air. Inti dari metode ini terletak pada penyemprotan logam elektroda di busur, serta kondensasi uap logam yang terbentuk pada suhu tinggi. Metode Svedberg, yang menggunakan pelepasan osilasi tegangan tinggi yang menyebabkan percikan api melompat di antara elektroda. Metode ini dapat digunakan tidak hanya untuk mendapatkan hidrosol, tetapi juga organosol dari berbagai logam. Selama penghancuran dan penggilingan, material dihancurkan terutama di tempat-tempat cacat kekuatan (retakan makro dan mikro). Oleh karena itu, saat partikel dihancurkan, kekuatan partikel meningkat, yang biasanya digunakan untuk membuat bahan yang lebih kuat. Pada saat yang sama, peningkatan kekuatan material saat dihancurkan menyebabkan konsumsi energi yang besar untuk dispersi lebih lanjut. Penghancuran material dapat difasilitasi dengan menggunakan efek Rehbinder - penurunan adsorpsi kekuatan padatan. Efek ini untuk mengurangi energi permukaan dengan bantuan surfaktan, yang memfasilitasi deformasi dan penghancuran padatan (logam cair untuk penghancuran logam padat). Penggunaan metode dispersi biasanya gagal mencapai dispersi yang sangat tinggi. Sistem dengan ukuran partikel orde - 10 7 cm diperoleh dengan metode kondensasi. 6 PRODUKSI SISTEM DISPERSIF

Metode kondensasi (fisik) Metode kondensasi didasarkan pada proses munculnya fase baru dengan menggabungkan molekul, ion atau atom dalam media yang homogen. Metode ini dapat dibagi menjadi fisik dan kimia. Kondensasi fisik - kondensasi dari uap dan penggantian pelarut. (pembentukan kabut). Metode penggantian pelarut (mengubah komposisi media) didasarkan pada perubahan parameter sistem, di mana potensi kimiawi komponen dalam media dispersi menjadi lebih tinggi daripada kesetimbangan dan kecenderungan untuk bertransisi ke keadaan setimbang mengarah pada pembentukan fase baru. Sol belerang, fosfor, arsenik, dan banyak zat organik diperoleh dengan metode ini dengan menuangkan larutan alkohol atau aseton dari zat-zat ini ke dalam air. 7 MEMPEROLEH SISTEM DISPERSIF

Metode kondensasi (kimia) Kondensasi kimia: zat yang membentuk fase terdispersi muncul sebagai hasil dari reaksi kimia. Jadi, setiap reaksi kimia yang berlanjut dengan pembentukan fase baru dapat menjadi sumber untuk memperoleh sistem koloid. 1. Pemulihan (pembuatan sol emas dengan reduksi asam klorida emas): 2HAuCl 2 + 3H 2 O 2 \u003d 2Au + 8HCl + 3O 2 2. Oksidasi (pembentukan sol belerang di perairan hidrotermal, dengan zat pengoksidasi (sulfur dioksida atau oksigen)): 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O 3. Hidrolisis 4. Reaksi pertukaran (memperoleh sol arsenik sulfida): 2H 3 AsO 3 + 3H 2 S \u003d As 2 S 3 + 6H 2 O jadi bahwa konsentrasi zat dalam larutan melebihi kelarutan, yaitu larutan harus lewat jenuh. 8 PRODUKSI SISTEM DISPERSIF

METODE UNTUK MEMBERSIHKAN SOLUSI KOLOID. Sol dan larutan senyawa dengan berat molekul tinggi (HMC) mengandung senyawa dengan berat molekul rendah sebagai pengotor yang tidak diinginkan. Mereka dihapus dengan metode berikut. Dialisis secara historis merupakan metode pemurnian pertama. Pemurnian larutan koloid melalui membran semipermeabel, yang dicuci oleh pelarut. Elektrodialisis adalah proses pembersihan sol dari pengotor elektrolit dalam medan listrik yang mempercepat pergerakan ion. Ultrafiltrasi adalah metode pembersihan dengan memaksa media dispersi bersama dengan pengotor dengan berat molekul rendah melalui ultrafilter. Mikrofiltrasi adalah pemisahan dengan menggunakan filter mikropartikel mulai dari ukuran 0,1 hingga 10 mikron. Metode pembersihan gabungan. Selain metode pemurnian individu - ultrafiltrasi dan elektrodialisis - kombinasinya dikenal: elektro-ultrafiltrasi, digunakan untuk memurnikan dan memisahkan protein. Dimungkinkan untuk memurnikan dan pada saat yang sama meningkatkan konsentrasi sol atau larutan IUD menggunakan metode yang disebut elektro-dekantasi. Elektrodekantasi terjadi ketika elektrodialyzer dioperasikan tanpa pengadukan. sembilan

Karena pengotor molekul rendah (elektrolit asing) mampu menghancurkan sistem koloid, sol yang dihasilkan dalam banyak kasus harus dimurnikan. Sistem terdispersi yang berasal dari alam (lateks, minyak mentah, vaksin, sera, dll.) juga dimurnikan. Untuk menghilangkan kotoran, gunakan: dialisis, elektrodialisis, ultrafiltrasi.

Dialisis- ekstraksi zat dengan berat molekul rendah dari sol dengan pelarut murni menggunakan partisi semipermeabel (membran), yang tidak dapat dilalui partikel koloid. Banyak desain dialyzers yang ditingkatkan sekarang telah diusulkan untuk memberikan proses pembersihan yang lebih cepat. Intensifikasi dialisis dicapai dengan: meningkatkan permukaan membran; pengurangan lapisan cairan yang akan dimurnikan; perubahan cairan eksternal yang sering atau terus menerus; kenaikan suhu.

Elektrodialisis– dialisis dipercepat dengan penerapan medan listrik eksternal. Elektrodialisis disebabkan oleh migrasi ion melalui membran di bawah aksi perbedaan potensial yang diterapkan sekitar 40 V/cm.

ultrafiltrasi- elektrodialisis di bawah tekanan. Pada dasarnya, ultrafiltrasi bukanlah metode untuk memurnikan sol, tetapi hanya metode untuk memekatkannya.

Contoh menarik dari kombinasi dialyzer dan ultrafiltrasi adalah perangkat "ginjal buatan", yang dirancang untuk sementara menggantikan fungsi ginjal pada gagal ginjal akut. Perangkat ini dihubungkan dengan operasi ke sistem peredaran darah pasien. Darah di bawah tekanan yang diciptakan oleh pompa berdenyut ("jantung buatan") mengalir di celah sempit antara dua selaput, dicuci dari luar dengan larutan garam. Karena area kerja membran yang besar (~ 15000 cm 2), "terak" dikeluarkan dari darah relatif cepat (3-4 jam) - produk metabolisme dan kerusakan jaringan (urea, kreatin, ion kalium, dll. .).

Dengan menggunakan membran dengan porositas tertentu untuk ultrafilter, hingga batas tertentu dimungkinkan untuk memisahkan partikel koloid menurut ukurannya dan pada saat yang sama untuk menentukan ukurannya secara kasar. Metode ini digunakan untuk menentukan ukuran partikel sejumlah virus dan bakteriofag.

Ultrafiltrasi digunakan untuk memurnikan air limbah dari kotoran mekanis. Metode ini digunakan untuk memisahkan molekul cairan dari partikel sistem koloid.

Bergantung pada dispersi air limbah, jenis partisi filter tertentu digunakan. Untuk mikrofiltrasi air alami dalam jumlah besar di saluran air, saat membersihkan terutama dari plankton dan mikroorganisme, jaring logam digunakan, dalam kasus pembersihan dari partikel submikron dan makromolekul, membran polimer dengan ukuran pori berbeda digunakan.

Pertanyaan dan tugas untuk pengendalian diri

1. Apa yang dipelajari oleh disiplin "Kimia Koloid"?

2. Apa perbedaan antara larutan koloid dan larutan murni?

3. Pada fitur apa setiap jenis klasifikasi sistem tersebar didasarkan?

4. Apa metode untuk memperoleh sistem terdispersi? Apa esensi dari masing-masing metode?

5. Bagaimana sistem koloid dapat dibersihkan? Mengapa Anda perlu melakukan ini?

Bab 2
TERMODINAMIKA
FENOMENA PERMUKAAN

Dalam sistem dispersi, hampir semua molekul atau atom yang menyusun suatu zat terletak pada antarmuka. Molekul permukaan ini berbeda dari molekul di dalam fase dalam keadaan energinya, yang menyebabkan munculnya energi permukaan berlebih. Kelebihan energi permukaan sama dengan produk tegangan permukaan dan luas antarmuka:

Setiap sistem termodinamika cenderung mengurangi energi permukaannya. Kelebihan energi permukaan dapat dikurangi dengan:

· pengurangan tegangan permukaan: adsorpsi, adhesi, pembasahan, pembentukan lapisan listrik ganda;

· Penurunan luas permukaan: tetesan berbentuk bola (penghalusan permukaan), asosiasi partikel (koagulasi, agregasi, koalesensi).

Ada dua pendekatan umum untuk mendapatkan disp. sistem - dispersi dan kondensasi. Metode dispersi didasarkan pada penggilingan partikel makroskopik menjadi ukuran nano (1-100 nm).

Penggilingan mekanis tidak banyak digunakan karena konsumsi energi yang tinggi. Dalam praktik laboratorium, penggilingan ultrasonik digunakan. Selama penggilingan, dua proses bersaing: dispersi dan agregasi partikel yang dihasilkan. Rasio laju proses ini bergantung pada durasi penggilingan, suhu, sifat fase cair, keberadaan zat penstabil (paling sering surfaktan). Dengan memilih kondisi optimal, dimungkinkan untuk mendapatkan partikel dengan ukuran yang dibutuhkan, namun distribusi ukuran partikel cukup lebar.

Yang paling menarik adalah dispersi spontan zat padat dalam fase cair. Proses serupa dapat diamati untuk zat yang memiliki struktur berlapis. Dalam struktur seperti itu, terdapat interaksi yang kuat antara atom-atom di dalam lapisan dan interaksi v-d-v yang lemah antar lapisan. Misalnya, molibdenum dan tungsten sulfida, yang memiliki struktur berlapis, secara spontan menyebar dalam asetonitril untuk membentuk partikel bilayer berukuran nanometer. Dalam hal ini, fase cair menembus antar lapisan, meningkatkan jarak antar lapisan, dan interaksi antar lapisan melemah. Di bawah pengaruh getaran termal, terjadi pelepasan partikel nano dari permukaan fase padat.

Metode kondensasi dibagi menjadi fisik dan kimia. Pembentukan nanopartikel terjadi melalui serangkaian keadaan transisi selama pembentukan ansambel perantara, yang mengarah pada munculnya inti fase baru, pertumbuhan spontannya, dan munculnya antarmuka fase fisik. Penting untuk memastikan tingkat pembentukan embrio yang tinggi dan tingkat pertumbuhan yang rendah.

Metode fisik banyak digunakan untuk mendapatkan partikel ultrahalus logam. Metode ini pada dasarnya adalah dispersi-kondensasi. Pada tahap pertama, logam terdispersi menjadi atom melalui penguapan. Kemudian, karena kejenuhan uap, terjadi kondensasi.

Metode berkas molekul digunakan untuk mendapatkan pelapis dengan ketebalan sekitar 10 nm. Bahan awal dalam ruang diafragma dipanaskan hingga suhu tinggi di bawah vakum. Partikel yang menguap, melewati diafragma, membentuk berkas molekul. Intensitas sinar dan laju kondensasi partikel pada substrat dapat diubah dengan memvariasikan suhu dan tekanan uap di atas bahan sumber.

Metode aerosol terdiri dari penguapan logam dalam atmosfer gas inert yang dijernihkan pada suhu rendah, diikuti dengan kondensasi uap. Metode ini digunakan untuk mendapatkan nanopartikel Au, Fe, Co, Ni, Ag, Al; oksida, nitrida, sulfida mereka.

Sintesis cryochemical berdasarkan kondensasi atom logam (atau senyawa logam) pada suhu rendah dalam matriks inert.

Kondensasi kimia. Larutan koloid emas (merah) dengan ukuran partikel diperoleh pada tahun 1857 oleh Faraday. Sol ini dipajang di British Museum. Stabilitasnya dijelaskan oleh pembentukan DEL pada antarmuka larutan fase padat dan terjadinya komponen elektrostatik dari tekanan disjoining.

Seringkali, sintesis nanopartikel dilakukan dalam larutan selama reaksi kimia. Reaksi reduksi digunakan untuk mendapatkan partikel logam. Sebagai agen pereduksi, digunakan aluminium dan borohidrida, hipofosfit, dll.Misalnya, sol emas dengan ukuran partikel 7 nm diperoleh dengan mereduksi emas klorida dengan natrium borohidrida.

Nanopartikel garam atau oksida logam diperoleh dalam reaksi pertukaran atau hidrolisis.

Surfaktan alami dan sintetis digunakan sebagai penstabil.

Nanopartikel komposisi campuran telah disintesis. Misalnya, Cd/ZnS, ZnS/CdSe, TiO 2 /SiO 2 . Nanopartikel tersebut diperoleh dengan pengendapan molekul dari satu jenis (cangkang) pada nanopartikel pra-sintesis dari jenis lain (inti).

Kerugian utama dari semua metode adalah distribusi ukuran nanopartikel yang luas. Salah satu metode untuk mengontrol ukuran nanopartikel dikaitkan dengan pembuatan nanopartikel dalam mikroemulsi terbalik. Dalam mikroemulsi terbalik, fase dis adalah air, media pendispersinya adalah minyak. Ukuran tetesan air (atau cairan polar lainnya) dapat sangat bervariasi tergantung pada kondisi pembuatan dan sifat penstabil. Setetes air memainkan peran reaktor di mana fase baru terbentuk. Ukuran partikel yang dihasilkan dibatasi oleh ukuran tetesan, bentuk partikel ini mengulangi bentuk tetesan.

Metode sol-gel berisi tahapan sebagai berikut: 1. persiapan larutan awal, biasanya mengandung logam alkoksida M(OR) n , dimana M adalah silikon, titanium, seng, aluminium, timah, cerium, dll., R adalah alkali atau aril; 2. pembentukan gel akibat reaksi polimerisasi; 3. pengeringan; 4. perlakuan panas. hidrolisis dalam pelarut organik

M(OR) 4 +4H 2 OM(OH) 4 +4ROH.

Kemudian polimerisasi dan pembentukan gel terjadi.

mM (OH) n  (MO) 2 + 2mH 2 O.

metode peptisasi. Bedakan antara peptisasi saat mencuci endapan, peptisasi endapan dengan elektrolit; peptisasi dengan surfaktan; peptisasi kimia.

Peptisasi selama pencucian endapan direduksi menjadi penghilangan elektrolit dari endapan, yang menyebabkan koagulasi. Dalam hal ini, ketebalan DEL meningkat, dan gaya tolakan ion-elektrostatik menang atas gaya tarik-menarik antarmolekul.

Peptisasi pengendapan dengan elektrolit dikaitkan dengan kemampuan salah satu ion elektrolit untuk teradsorpsi pada partikel, yang berkontribusi pada pembentukan DES pada partikel.

Peptisasi dengan surfaktan. Makromolekul surfaktan teradsorpsi pada partikel atau memberinya muatan (surfaktan ionik) atau membentuk penghalang adsorpsi-solvasi yang mencegah partikel saling menempel di sedimen.

Peptisasi kimia terjadi ketika zat yang ditambahkan ke sistem berinteraksi dengan materi sedimen. Dalam hal ini, elektrolit terbentuk, yang membentuk DEL pada permukaan partikel.

Dua metode untuk mendapatkan sistem terdispersi - dispersi dan kondensasi

Dispersi dan kondensasi - metode untuk mendapatkan sistem terdispersi bebas: bubuk, suspensi, sol, emulsi, dll. Di bawah dispersi memahami penghancuran dan penggilingan suatu zat, dengan kondensasi - pembentukan sistem terdispersi heterogen dari sistem homogen sebagai hasil dari penggabungan molekul, atom, atau ion menjadi agregat.

Dalam produksi berbagai zat dan bahan dunia, proses dispersi dan kondensasi menempati salah satu tempat terdepan. Miliaran ton bahan baku dan produk diperoleh dalam keadaan terdispersi bebas. Ini memastikan kenyamanan transportasi dan dosisnya, dan juga memungkinkan untuk mendapatkan bahan yang homogen dalam pembuatan campuran.

Contohnya termasuk menghancurkan dan menggiling bijih, batu bara, produksi semen. Dispersi terjadi selama pembakaran bahan bakar cair.

Kondensasi terjadi selama pembentukan kabut, selama kristalisasi.

Perlu dicatat bahwa selama dispersi dan kondensasi, pembentukan sistem terdispersi disertai dengan munculnya permukaan baru, yaitu peningkatan luas permukaan spesifik zat dan material, terkadang ribuan kali atau lebih. Oleh karena itu, memperoleh sistem terdispersi, dengan beberapa pengecualian, membutuhkan energi.

Selama penghancuran dan penggilingan, material dihancurkan terutama di tempat-tempat cacat kekuatan (retakan makro dan mikro). Oleh karena itu, dengan meningkatnya proses penggilingan, kekuatan partikel meningkat, yang mengarah pada peningkatan konsumsi energi untuk dispersi lebih lanjut.

Penghancuran bahan dapat difasilitasi dengan menggunakan Efek pengikat ulang – adsorpsi menurunkan kesesatan padatan. Efek ini untuk mengurangi energi permukaan dengan bantuan surfaktan, sehingga memfasilitasi deformasi dan penghancuran padatan. Seperti surfaktan, di sini disebut pengurang kekerasan, dapat digunakan, misalnya, logam cair untuk menghancurkan logam padat atau surfaktan biasa.

Pengurang kekerasan dicirikan oleh jumlah kecil yang menyebabkan efek Rebinder dan spesifisitas tindakan. Aditif yang membasahi bahan membantu media menembus ke tempat cacat dan, dengan bantuan gaya kapiler, juga memfasilitasi penghancuran padatan. Surfaktan tidak hanya berkontribusi pada penghancuran material, tetapi juga menstabilkan keadaan terdispersi, mencegah partikel saling menempel.

Sistem dengan tingkat dispersi maksimum hanya dapat diperoleh dengan menggunakan metode kondensasi.

Larutan koloid juga dapat diperoleh metode kondensasi kimia, berdasarkan pelaksanaan reaksi kimia, disertai dengan pembentukan zat yang tidak larut atau larut dengan buruk. Untuk tujuan ini, berbagai jenis reaksi digunakan - dekomposisi, hidrolisis, redoks, dll.

Pemurnian sistem terdispersi.

Sol dan larutan senyawa dengan berat molekul tinggi (HMC) mengandung senyawa dengan berat molekul rendah sebagai pengotor yang tidak diinginkan. Mereka dihapus dengan metode berikut.

Dialisis. Dialisis secara historis merupakan metode pemurnian pertama. Itu diusulkan oleh T. Graham (1861). Skema dialyzer paling sederhana ditunjukkan pada gambar. 3 (lihat lampiran). Sol yang akan dimurnikan, atau larutan IUD, dituangkan ke dalam bejana, yang bagian bawahnya adalah membran yang menahan partikel koloid atau makromolekul dan melewati molekul pelarut dan pengotor dengan berat molekul rendah. Media eksternal yang bersentuhan dengan membran adalah pelarut. Kotoran molekul rendah, yang konsentrasinya dalam abu atau larutan makromolekul lebih tinggi, melewati membran ke lingkungan luar (dialisat). Pada gambar, arah aliran pengotor molekul rendah ditunjukkan oleh panah. Pemurnian berlanjut hingga konsentrasi pengotor dalam abu dan dialisat menjadi mendekati besarnya (lebih tepatnya, hingga potensi kimia dalam abu dan dialisat disamakan). Jika Anda memperbarui pelarut, Anda hampir dapat sepenuhnya menghilangkan kotoran. Penggunaan dialisis ini sesuai ketika tujuan pemurnian adalah untuk menghilangkan semua zat dengan berat molekul rendah yang melewati membran. Namun, dalam beberapa kasus, tugasnya mungkin menjadi lebih sulit - hanya perlu membuang bagian tertentu dari senyawa molekul rendah dalam sistem. Kemudian, sebagai lingkungan eksternal, solusi dari zat-zat yang harus disimpan dalam sistem digunakan. Tugas inilah yang ditetapkan saat membersihkan darah dari racun dan racun molekul rendah (garam, urea, dll.).

Ultrafiltrasi. Ultrafiltrasi adalah metode pembersihan dengan memaksa media dispersi bersama dengan pengotor dengan berat molekul rendah melalui ultrafilter. Ultrafilters adalah membran dari jenis yang sama yang digunakan untuk dialisis.

Pabrik ultrafiltrasi paling sederhana ditunjukkan pada Gambar. 4 (lihat lampiran). Larutan sol atau IUD murni dituangkan ke dalam kantong dari ultrafilter. Sol terkena tekanan berlebih dibandingkan dengan tekanan atmosfer. Itu dapat dibuat baik oleh sumber eksternal (tangki udara terkompresi, kompresor, dll.) Atau oleh kolom cairan yang besar. Media dispersi diperbarui dengan menambahkan pelarut murni ke sol. Agar kecepatan pembersihan cukup tinggi, pembaruan dilakukan secepat mungkin. Ini dicapai dengan menerapkan tekanan berlebih yang signifikan. Agar membran dapat menahan beban seperti itu, itu diterapkan pada penyangga mekanis. Kisi-kisi dan pelat berlubang, filter kaca dan keramik berfungsi sebagai penyangga.

Mikrofiltrasi . Mikrofiltrasi adalah pemisahan dengan menggunakan filter mikropartikel mulai dari ukuran 0,1 hingga 10 mikron. Kinerja mikrofiltrat ditentukan oleh porositas dan ketebalan membran. Untuk menilai porositas, yaitu rasio area pori terhadap area filter total, berbagai metode digunakan: meninju cairan dan gas, mengukur konduktivitas listrik membran, sistem meninju yang mengandung partikel terkalibrasi dari fase terdispersi, dll.

Filter mikro terbuat dari zat anorganik dan polimer. Dengan sintering bubuk, membran dapat diperoleh dari porselen, logam, dan paduan. Membran polimer untuk mikrofiltrasi paling sering dibuat dari selulosa dan turunannya.

Elektrodialisis. Penghapusan elektrolit dapat dipercepat dengan menerapkan perbedaan potensial eksternal. Metode pemurnian ini disebut elektrodialisis. Penggunaannya untuk pemurnian berbagai sistem dengan objek biologis (larutan protein, serum darah, dll.) dimulai sebagai hasil dari keberhasilan karya Doré (1910). Perangkat elektrodialyzer paling sederhana ditunjukkan pada gambar. 5 (lihat lampiran). Benda yang akan dibersihkan (sol, larutan IUD) ditempatkan di ruang tengah 1, dan media dituangkan ke dalam dua ruang samping. Di ruang katoda 3 dan anoda 5, ion melewati pori-pori di membran di bawah aksi tegangan listrik yang diberikan.

Elektrodialisis paling tepat untuk memurnikan ketika tegangan listrik tinggi dapat diterapkan. Dalam kebanyakan kasus, pada tahap awal pemurnian, sistem mengandung banyak garam terlarut, dan konduktivitas listriknya tinggi. Oleh karena itu, pada tegangan tinggi, sejumlah besar panas dapat dilepaskan, dan perubahan yang tidak dapat diubah dapat terjadi pada sistem dengan protein atau komponen biologis lainnya. Oleh karena itu, adalah rasional untuk menggunakan elektrodialisis sebagai metode pembersihan akhir dengan menggunakan pra-dialisis.

Gabungan metode pembersihan. Selain metode pemurnian individu - ultrafiltrasi dan elektrodialisis - kombinasinya dikenal: elektroultrafiltrasi, digunakan untuk memurnikan dan memisahkan protein.

Dimungkinkan untuk memurnikan dan pada saat yang sama meningkatkan konsentrasi sol atau larutan IUD menggunakan metode yang disebut elektrodekantasi. Metode tersebut dikemukakan oleh V. Pauli. Elektrodekantasi terjadi ketika elektrodialyzer dioperasikan tanpa pengadukan. Partikel sol atau makromolekul memiliki muatannya sendiri dan, di bawah aksi medan listrik, bergerak ke arah salah satu elektroda. Karena mereka tidak dapat melewati membran, konsentrasi mereka di salah satu membran meningkat. Sebagai aturan, kerapatan partikel berbeda dari kerapatan medium. Oleh karena itu, di tempat konsentrasi sol, densitas sistem berbeda dari nilai rata-rata (biasanya densitas meningkat dengan meningkatnya konsentrasi). Sol pekat mengalir ke bagian bawah elektrodialyzer, dan sirkulasi terjadi di dalam bilik, yang berlanjut hingga partikel hampir sepenuhnya dihilangkan.

Larutan koloid dan, khususnya, larutan koloid lyophobic, dimurnikan dan distabilkan, terlepas dari ketidakstabilan termodinamika, dapat ada tanpa batas waktu. Solusi sol emas merah yang disiapkan oleh Faraday belum mengalami perubahan yang terlihat. Data ini menunjukkan bahwa sistem koloid dapat berada dalam kesetimbangan metastabil.

Filtrasi, dialisis, elektrodialisis, dan ultrafiltrasi digunakan untuk memurnikan sistem terdispersi dari pengotor.

Filtrasi (lat. Filtrum- felt) adalah metode pemisahan berdasarkan melewatkan campuran yang dihancurkan melalui film berpori. Dalam hal ini, partikel kecil df melewati pori-pori filter konvensional, sedangkan partikel besar tertahan. Dengan demikian, filtrasi juga digunakan untuk menghilangkan partikel besar dari dispersi.

Dialisis (gr. Dialisis- pemisahan) adalah metode untuk menghilangkan senyawa dengan berat molekul rendah dari sistem terdispersi dan larutan IUD menggunakan membran. Di dalam dialyzer, campuran cairan yang akan dialisis dipisahkan dari pelarut murninya dengan membran yang sesuai (Gambar 2.6). Partikel DP dan makromolekul ditahan oleh membran, sedangkan molekul kecil dan ion berukuran kecil berdifusi melalui membran ke dalam pelarut dan pada…
penggantiannya yang cukup sering dapat hampir seluruhnya dihilangkan dari campuran yang dapat dialisis.

Kemampuan pemisahan membran terhadap zat dengan berat molekul rendah didasarkan pada fakta bahwa molekul kecil dan ion bebas melewati pori-pori (kapiler) menembus membran atau larut dalam zat membran.

Berbagai film, baik alami maupun buatan, digunakan sebagai membran untuk dialisis. Selaput alami: kandung kemih sapi atau babi, kantung renang ikan. Buatan: film yang terbuat dari nitroselulosa, selulosa asetat, plastik, gelatin, dan polimer lainnya.

Ada berbagai macam dialyzer - perangkat untuk dialisis. Semua dialyzer dibangun sesuai dengan prinsip umum. Campuran yang akan didialisis (cairan internal) ditampung dalam bejana yang dipisahkan dari air atau pelarut lain (cairan eksternal) oleh membran (Gbr. 2.6). laju dialisis meningkat dengan peningkatan permukaan membran, porositas dan ukuran pori, dengan peningkatan suhu, intensitas pencampuran cairan dialisis, laju perubahan cairan eksternal, dan menurun dengan peningkatan membran ketebalan.

Untuk meningkatkan laju dialisis elektrolit dengan berat molekul rendah, elektrodialisis digunakan. Untuk tujuan ini, medan listrik konstan dibuat di dialyzer dengan potensi penurunan 20-250 V / cm ke atas (Gbr. 2.7). Melakukan dialisis dalam medan listrik memungkinkan percepatan pemurnian sistem terdispersi beberapa puluh kali lipat.

Ultrafiltrasi (lat. Ultra- melebihi dari, filtrum- felt) digunakan untuk membersihkan sistem yang mengandung mikropartikel (sol, larutan IUD, suspensi bakteri, virus). Metode ini didasarkan pada pemaksaan campuran untuk dipisahkan melalui filter dengan pori-pori yang hanya melewati molekul dan ion dari zat dengan berat molekul rendah. Ultrafiltrasi dapat dianggap sebagai dialisis tekanan. Ini banyak digunakan untuk memurnikan air, protein, asam nukleat, enzim, vitamin, dll.