Hjälp på Tele2, taxor, frågor

Ett dispergerat system är ett system där små partiklar av ett eller flera ämnen är jämnt fördelade bland partiklarna av ett annat ämne. Den dispergerade fasen kallas små partiklar av ett ämne som är fördelat i systemet. Ett dispersionsmedium är ett ämne i vilket den dispergerade fasen är fördelad. 3 Heterogent dispergerat system: partiklar av den dispergerade fasen har en storlek större än 1·10-9 m och utgör en separat fas från dispersionsmediet. Homogent dispergerat system: det finns ingen gränsyta mellan den dispergerade fasen och dispersionsmediet (äkta lösningar). Storleken på molekyler, joner är mindre än 1 10-9 m.

MED SPRIDNINGSGRAD. TILL LASSIFIKATION AV DISPERSIVA SYSTEM. 4 Spridningsgraden (D) är den reciproka av partikelstorleken (d) D = 1/d Ju mindre partikelstorlek, desto större dispersion av systemet Klassificering enligt graden av spridning Grov (d \u003d m) (grova suspensioner, emulsioner, pulver) . Medium dispersion (d = m) (tunna suspensioner, rök, porösa kroppar). Mycket spridd (d = m) (kolloidala system).

ERHÅLLA DISPERSIVA SYSTEM Dispergeringsmetoder. Denna grupp av metoder kombinerar mekaniska metoder genom vilka fasta ämnen krossas, krossas eller delas. Typiskt för laboratorie-, industri- och dispersionsprocesser som förekommer i naturen. I laboratorie- och industriförhållanden utförs dessa processer i krossar, kvarnstenar och kvarnar av olika utformningar. De vanligaste är kulkvarnar, i vilka system erhålls, med partikelstorlekar från 2 - 3 till 50 - 70 mikron. I kolloidkvarnar av olika konstruktioner uppnås finare spridning, principen för driften av sådana kvarnar är baserad på utvecklingen av brottkrafter i en suspension eller emulsion under inverkan av centrifugalkraft. Suspenderade stora partiklar upplever i detta fall en betydande rivkraft och sprids sålunda. Hög spridning kan uppnås genom ultraljudsdispergering. Det har experimentellt fastställts att dispersion är direkt beroende av frekvensen av ultraljudsvibrationer. Emulsioner erhållna med ultraljudsmetoden kännetecknas av enhetligheten hos partikelstorlekarna i den dispergerade fasen. fem

spridningsmetoder. Bredigmetoden bygger på bildandet av en voltaisk båge mellan dispergerbara metallelektroder placerade i vatten. Kärnan i metoden ligger i sprutningen av elektrodens metall i bågen, såväl som i kondensationen av metallångor som bildas vid hög temperatur. Svedbergmetoden, som använder en oscillerande högspänningsurladdning som får en gnista att hoppa mellan elektroderna. Denna metod kan användas för att erhålla inte bara hydrosoler utan även organosoler av olika metaller. Vid krossning och slipning förstörs material främst på platser med hållfasthetsdefekter (makro- och mikrosprickor). Därför ökar partiklarnas styrka när partiklarna krossas, vilket vanligtvis används för att skapa starkare material. Samtidigt leder en ökning av hållfastheten hos material när de krossas till en stor energiförbrukning för ytterligare spridning. Förstörelsen av material kan underlättas genom att använda Rehbinder-effekten - en adsorptionsminskning av fasta ämnens styrka. Denna effekt är att minska ytenergin med hjälp av ytaktiva ämnen, vilket underlättar deformation och förstörelse av det fasta ämnet (flytande metaller för destruktion av fasta metaller). Användningen av dispersiva metoder lyckas vanligtvis inte uppnå en mycket hög spridning. System med partikelstorlekar i storleksordningen - 10 7 cm erhålls genom kondensationsmetoder. 6 TILLVERKNING AV DISPERSIVA SYSTEM

Kondensationsmetoder (fysikaliska) Kondensationsmetoder är baserade på processerna för uppkomsten av en ny fas genom att kombinera molekyler, joner eller atomer i ett homogent medium. Dessa metoder kan delas in i fysikaliska och kemiska. Fysisk kondensation - kondensering från ångor och ersättning av lösningsmedlet. (dimbildning). Metoden för att ersätta lösningsmedlet (förändring av mediets sammansättning) är baserad på en sådan förändring av systemets parametrar, där den kemiska potentialen för komponenten i dispersionsmediet blir högre än jämvikt och tendensen till övergång till jämviktstillståndet leder till bildandet av en ny fas. Soler av svavel, fosfor, arsenik och många organiska ämnen erhålls med denna metod genom att hälla alkohol eller acetonlösningar av dessa ämnen i vatten. 7 ATT SKAPA DISPERSIVA SYSTEM

Kondensationsmetoder (kemisk) Kemisk kondensation: ämnet som bildar den dispergerade fasen uppstår som ett resultat av en kemisk reaktion. Sålunda kan varje kemisk reaktion som fortskrider med bildandet av en ny fas vara en källa för att erhålla ett kolloidalt system. 1. Återvinning (framställning av guldsol genom reduktion av guldsaltsyra): 2HAuCl 2 + 3H 2 O 2 \u003d 2Au + 8HCl + 3O 2 2. Oxidation (bildning av svavelsol i hydrotermiska vatten, med oxidationsmedel (svaveldioxid eller syre)): 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O 3. Hydrolys 4. Utbytesreaktioner (erhåller arseniksulfidsol): 2H 3 AsO 3 + 3H 2 S \u003d As 2 S 3 + 6H 2 O so att koncentrationen av ämnet i lösningen överstiger lösligheten, d.v.s. lösningen måste vara övermättad. 8 TILLVERKNING AV DISPERSIVA SYSTEM

METODER FÖR RENGÖRING AV KOLLOIDSLÖSNINGAR. Soler och lösningar av högmolekylära föreningar (HMC) innehåller lågmolekylära föreningar som oönskade föroreningar. De tas bort med följande metoder. Dialys är historiskt sett den första metoden för rening. Rening av kolloidala lösningar genom ett semipermeabelt membran, som tvättas av lösningsmedlet. Elektrodialys är processen att rengöra soler från elektrolytföroreningar i ett elektriskt fält som påskyndar jonernas rörelse. Ultrafiltrering är en rengöringsmetod genom att pressa ett dispersionsmedium tillsammans med lågmolekylära föroreningar genom ultrafilter. Mikrofiltrering är separation med hjälp av filter av mikropartiklar som varierar i storlek från 0,1 till 10 mikron. Kombinerade rengöringsmetoder. Förutom individuella reningsmetoder - ultrafiltrering och elektrodialys - är deras kombination känd: elektro-ultrafiltrering, som används för att rena och separera proteiner. Det är möjligt att rena och samtidigt öka koncentrationen av spiralens sol eller lösning med en metod som kallas elektrodekantering. Elektrodekantering inträffar när elektrodialysatorn används utan omrörning. nio

Eftersom lågmolekylära föroreningar (främmande elektrolyter) kan förstöra kolloidala system, måste de resulterande solerna i många fall renas. Dispergerade system av naturligt ursprung (latex, råolja, vacciner, sera, etc.) renas också. För att ta bort orenheter, använd: dialys, elektrodialys, ultrafiltrering.

Dialys- Extraktion av ämnen med låg molekylvikt från soler med ett rent lösningsmedel med hjälp av en semipermeabel skiljevägg (membran), genom vilken kolloidala partiklar inte passerar. Många förbättrade utformningar av dialysatorer har nu föreslagits för att ge en snabbare rengöringsprocess. Intensifieringen av dialys uppnås genom att: öka ytan på membranen; reduktion av skiktet av vätskan som ska renas; frekvent eller kontinuerlig förändring av extern vätska; temperaturhöjning.

Elektrodialys– dialys accelereras genom applicering av ett externt elektriskt fält. Elektrodialys beror på migrering av joner genom membranet under inverkan av en applicerad potentialskillnad i storleksordningen 40 V/cm.

ultrafiltrering- elektrodialys under tryck. I huvudsak är ultrafiltrering inte en metod för att rena soler, utan endast en metod för att koncentrera dem.

Ett intressant exempel på en kombination av dialysator och ultrafiltrering är den "konstgjorda njuren", utformad för att tillfälligt ersätta njurfunktionen vid akut njursvikt. Enheten är kirurgiskt ansluten till patientens cirkulationssystem. Blod under tryck skapat av en pulserande pump ("artificiellt hjärta") strömmar i ett smalt gap mellan två membran, tvättat från utsidan med saltlösning. På grund av den stora arbetsytan av membranen (~ 15000 cm 2) avlägsnas "slagg" från blodet relativt snabbt (3-4 timmar) - produkter av metabolism och vävnadsnedbrytning (urea, kreatin, kaliumjoner, etc.) .).

Genom att använda membran med en viss porositet för ultrafilter är det möjligt att i viss utsträckning separera kolloidala partiklar efter deras storlekar och samtidigt ungefär bestämma deras storlekar. Denna metod användes för att bestämma partikelstorlekarna för ett antal virus och bakteriofager.

Ultrafiltrering används för att rena avloppsvatten från mekaniska föroreningar. Denna metod används för att separera vätskemolekyler från partiklar i ett kolloidalt system.

Beroende på spridningen av avloppsvatten används vissa typer av filterväggar. För mikrofiltrering av stora mängder naturligt vatten vid vattenverk, vid rengöring främst från plankton och mikroorganismer, används metallnät, vid rengöring från submikrona partiklar och makromolekyler används polymermembran med olika porstorlekar.

Frågor och uppgifter för självkontroll

1. Vad studerar disciplinen "Kolloidkemi"?

2. Vad är skillnaden mellan kolloidala lösningar och sanna?

3. På vilka egenskaper är varje typ av klassificering av spridda system baserad?

4. Vilka är metoderna för att erhålla spridda system? Vad är kärnan i varje metod?

5. Hur kan kolloidala system rengöras? Varför behöver du göra detta?

kapitel 2
TERMODYNAMIK
YTFENOMEN

I dispersa system finns de flesta molekyler eller atomer som utgör ett ämne på gränsytan. Dessa ytmolekyler skiljer sig från molekylerna inuti fasen i deras energitillstånd, vilket leder till uppkomsten av överskott av ytenergi. Överskottet av ytenergin är lika med produkten av ytspänningen och gränsytan:

Varje termodynamiskt system tenderar att minska sin ytenergi. Överskott av ytenergi kan minskas genom:

· minskning av ytspänning: adsorption, vidhäftning, vätning, bildning av ett dubbelt elektriskt skikt;

· minskning av ytarea: sfärisk form av droppar (ytutjämning), association av partiklar (koagulering, aggregation, koalescens).

Det finns två allmänna tillvägagångssätt för att erhålla disp. system - dispersion och kondensation. Dispersionsmetoden bygger på malning av makroskopiska partiklar till nanostorlekar (1-100 nm).

Mekanisk slipning används inte i stor utsträckning på grund av den höga energiförbrukningen. I laboratoriepraxis används ultraljudsslipning. Under malningen konkurrerar två processer: dispergering och aggregering av de resulterande partiklarna. Förhållandet mellan hastigheterna för dessa processer beror på malningstiden, temperaturen, vätskefasens natur, närvaron av stabilisatorer (oftast ytaktiva ämnen). Genom att välja de optimala förhållandena är det möjligt att erhålla partiklar av önskad storlek, men partikelstorleksfördelningen är ganska bred.

Det mest intressanta är den spontana dispergeringen av fasta ämnen i vätskefasen. En liknande process kan observeras för ämnen som har en skiktad struktur. I sådana strukturer finns en stark interaktion mellan atomerna inuti lagret och en svag v-d-v interaktion mellan lagren. Till exempel, molybden och volframsulfider, som har en skiktad struktur, sprids spontant i acetonitril för att bilda nanometerstora dubbelskiktspartiklar. I detta fall penetrerar vätskefasen mellan skikten, ökar avståndet mellan skikten och interaktionen mellan skikten försvagas. Under inverkan av termiska vibrationer sker lossningen av nanopartiklar från ytan av den fasta fasen.

Kondensationsmetoder uppdelad i fysikaliska och kemiska. Bildandet av nanopartiklar sker genom en serie övergångstillstånd under bildandet av mellanliggande ensembler, vilket leder till uppkomsten av en ny faskärna, dess spontana tillväxt och uppkomsten av ett fysiskt fasgränssnitt. Det är viktigt att säkerställa en hög grad av embryobildning och en låg tillväxttakt.

Fysiska metoder används i stor utsträckning för att erhålla metalliska ultrafina partiklar. Dessa metoder är i huvudsak dispersion-kondensation. I det första steget sprids metallen till atomer genom avdunstning. Sedan, på grund av övermättnad av ångorna, uppstår kondensation.

Molekylär strålmetoden används för att erhålla beläggningar med en tjocklek av ca 10 nm. Utgångsmaterialet i en diafragmakammare värms till höga temperaturer under vakuum. De förångade partiklarna, som passerar genom diafragman, bildar en molekylstråle. Strålintensiteten och graden av partikelkondensation på substratet kan ändras genom att variera temperaturen och ångtrycket över källmaterialet.

Aerosolmetod består i avdunstning av metallen i en förtärnad atmosfär av en inert gas vid låg temperatur, följt av kondensation av ångorna. Denna metod användes för att erhålla Au, Fe, Co, Ni, Ag, Al nanopartiklar; deras oxider, nitrider, sulfider.

Kryokemisk syntes baserat på kondensation av metallatomer (eller metallföreningar) vid låg temperatur i en inert matris.

Kemisk kondensation. En kolloidal lösning av guld (rött) med en partikelstorlek erhölls 1857 av Faraday. Denna sol visas på British Museum. Dess stabilitet förklaras av bildandet av en DEL vid gränssnittet av fastfaslösningen och förekomsten av en elektrostatisk komponent av det lösgörande trycket.

Ofta utförs syntesen av nanopartiklar i lösning under kemiska reaktioner. Reduktionsreaktioner används för att erhålla metallpartiklar. Som reduktionsmedel används aluminium och borhydrider, hypofosfiter etc. Till exempel erhålls en guldsol med en partikelstorlek på 7 nm genom att reducera guldklorid med natriumborhydrid.

Nanopartiklar av salter eller metalloxider erhålls i utbytes- eller hydrolysreaktioner.

Naturliga och syntetiska ytaktiva ämnen används som stabilisatorer.

Nanopartiklar med blandad sammansättning syntetiserades. Till exempel, Cd/ZnS, ZnS/CdSe, TiO2/SiO2. Sådana nanopartiklar erhålls genom avsättning av molekyler av en typ (skal) på en försyntetiserad nanopartikel av en annan typ (kärna).

Den största nackdelen med alla metoder är den breda storleksfördelningen av nanopartiklar. En av metoderna för att kontrollera storleken på nanopartiklar är associerad med framställning av nanopartiklar i omvända mikroemulsioner. I omvända mikroemulsioner är disfasen vatten, det dispergerade mediet är olja. Droppstorleken för vatten (eller annan polär vätska) kan variera kraftigt beroende på betingelserna för framställning och beskaffenheten av stabilisatorn. En droppe vatten spelar rollen som en reaktor där en ny fas bildas. Storleken på den resulterande partikeln begränsas av droppens storlek, formen på denna partikel upprepar droppens form.

Sol-gel metod innehåller följande steg: 1. beredning av den initiala lösningen, vanligen innehållande metallalkoxiderna M(OR)n, där M är kisel, titan, zink, aluminium, tenn, cerium, etc., R är alkali eller aryl; 2. gelbildning på grund av polymerisationsreaktioner; 3. torkning; 4. värmebehandling. hydrolys i organiska lösningsmedel

M(OR)4+4H2OM(OH)4+4ROH.

Därefter sker polymerisation och gelbildning.

mM (OH) n  (MO) 2 + 2 mH 2 O.

peptiseringsmetod. Skilj mellan peptisering vid tvättning av fällningen, peptisering av fällningen med elektrolyt; peptisering med ytaktiva ämnen; kemisk peptisering.

Peptisering under tvättning av fällningen reduceras till avlägsnande av elektrolyten från fällningen, vilket orsakade koagulering. I detta fall ökar tjockleken på DEL, och krafterna för jonelektrostatisk repulsion råder över krafterna för intermolekylär attraktion.

Precipitation peptisering med elektrolyt är förknippad med förmågan hos en av elektrolytjonerna att adsorberas på partiklar, vilket bidrar till bildandet av DES på partiklar.

Peptisering med ytaktiva ämnen. Ytaktiva makromolekyler adsorberas på partiklar eller ger dem en laddning (joniska ytaktiva ämnen) eller bildar en adsorptions-solvatiseringsbarriär som hindrar partiklar från att klibba ihop i sedimentet.

Kemisk peptisering uppstår när ett ämne som tillsätts i systemet interagerar med sedimentmaterial. I detta fall bildas en elektrolyt, som bildar en DEL på partiklarnas yta.

Två metoder för att erhålla dispergerade system - dispersion och kondensation

Dispersion och kondensation - metoder för att erhålla fritt dispergerade system: pulver, suspensioner, soler, emulsioner, etc. Under spridning förstå krossning och malning av ett ämne, genom kondensation - bildandet av ett heterogent dispergerat system från ett homogent som ett resultat av associationen av molekyler, atomer eller joner till aggregat.

I världsproduktionen av olika ämnen och material upptar processerna för dispersion och kondensation en av de ledande platserna. Miljarder ton råvaror och produkter erhålls i fritt spridd tillstånd. Detta säkerställer bekvämligheten med deras transport och dosering, och gör det också möjligt att erhålla homogena material vid framställning av blandningar.

Exempel är krossning och malning av malmer, kol, cementproduktion. Spridning sker vid förbränning av flytande bränslen.

Kondensation uppstår under bildandet av dimma, under kristallisation.

Det bör noteras att under spridning och kondensering åtföljs bildandet av dispergerade system av uppkomsten av en ny yta, det vill säga en ökning av den specifika ytan av ämnen och material, ibland tusentals eller fler gånger. Därför kräver energi att erhålla dispergerade system, med vissa undantag.

Vid krossning och slipning förstörs material främst på platser med hållfasthetsdefekter (makro- och mikrosprickor). När malningsprocessen ökar ökar därför partiklarnas styrka, vilket leder till en ökning av energiförbrukningen för deras vidare spridning.

Förstörelsen av material kan underlättas genom att använda Återbindande effekt – adsorptionssänkning av perversiteten hos fasta ämnen. Denna effekt är att minska ytenergin med hjälp av ytaktiva ämnen, och därigenom underlätta deformation och förstörelse av det fasta ämnet. Som sådana ytaktiva ämnen, här kallade hårdhetsreducerare, kan användas, till exempel, flytande metaller för att förstöra fasta metaller eller typiska ytaktiva ämnen.

Hårdhetsreducerande medel kännetecknas av små mängder som orsakar Rebinder-effekten och verkans specificitet. Tillsatser som väter materialet hjälper mediet att tränga in i defekterna och, med hjälp av kapillärkrafter, underlättar även förstörelsen av det fasta ämnet. Ytaktiva ämnen bidrar inte bara till att förstöra materialet, utan stabiliserar också det dispergerade tillståndet, vilket förhindrar att partiklar klibbar ihop.

System med maximal spridningsgrad kan endast erhållas med hjälp av kondensationsmetoder.

Kolloidala lösningar kan också erhållas kemisk kondensationsmetod, baserat på utförandet av kemiska reaktioner, åtföljda av bildandet av olösliga eller dåligt lösliga ämnen. För detta ändamål används olika typer av reaktioner - sönderdelning, hydrolys, redox, etc.

Rening av dispergerade system.

Soler och lösningar av högmolekylära föreningar (HMC) innehåller lågmolekylära föreningar som oönskade föroreningar. De tas bort med följande metoder.

Dialys. Dialys var historiskt den första metoden för rening. Det föreslogs av T. Graham (1861). Schemat för den enklaste dialysatorn visas i fig. 3 (se bilaga). Solen som ska renas, eller spirallösning, hälls i ett kärl, vars botten är ett membran som håller kolloidala partiklar eller makromolekyler och passerar lösningsmedelsmolekyler och lågmolekylära föroreningar. Det externa mediet i kontakt med membranet är ett lösningsmedel. Lågmolekylära föroreningar, vars koncentration i askan eller makromolekylär lösning är högre, passerar genom membranet till den yttre miljön (dialysat). I figuren visas riktningen för flödet av lågmolekylära föroreningar med pilar. Reningen fortsätter tills koncentrationerna av föroreningar i askan och dialysatet blir nära i storlek (närmare bestämt tills de kemiska potentialerna i askan och dialysatet är utjämnade). Om du uppdaterar lösningsmedlet kan du nästan helt bli av med föroreningar. Denna användning av dialys är lämplig när syftet med reningen är att avlägsna alla lågmolekylära ämnen som passerar genom membranet. Men i vissa fall kan uppgiften visa sig vara svårare - det är nödvändigt att bli av med endast en viss del av lågmolekylära föreningar i systemet. Sedan används som yttre miljö en lösning av de ämnen som måste lagras i systemet. Det är denna uppgift som sätts vid rengöring av blodet från lågmolekylära slagg och toxiner (salter, urea, etc.).

Ultrafiltrering. Ultrafiltrering är en rengöringsmetod genom att pressa ett dispersionsmedium tillsammans med lågmolekylära föroreningar genom ultrafilter. Ultrafilter är membran av samma typ som används för dialys.

Den enklaste ultrafiltreringsanläggningen visas i fig. 4 (se bilaga). Den renade sol- eller spirallösningen hälls i påsen från ultrafiltret. Solen utsätts för ett övertryck jämfört med atmosfärstryck. Det kan skapas antingen av en extern källa (tryckluftstank, kompressor, etc.) eller av en stor vätskekolonn. Dispersionsmediet förnyas genom att tillsätta rent lösningsmedel till solen. För att rengöringshastigheten ska vara tillräckligt hög genomförs uppdateringen så snabbt som möjligt. Detta uppnås genom att applicera betydande övertryck. För att membranet ska motstå sådana belastningar appliceras det på ett mekaniskt stöd. Galler och plattor med hål, glas och keramiska filter fungerar som sådant stöd.

Mikrofiltrering . Mikrofiltrering är separation med hjälp av filter av mikropartiklar som varierar i storlek från 0,1 till 10 mikron. Mikrofiltratets prestanda bestäms av membranets porositet och tjocklek. För att bedöma porositeten, det vill säga förhållandet mellan porytan och den totala filterarean, används en mängd olika metoder: stansning av vätskor och gaser, mätning av den elektriska ledningsförmågan hos membran, stanssystem som innehåller kalibrerade partiklar av den dispergerade fasen, etc.

Mikroporösa filter är gjorda av oorganiska ämnen och polymerer. Genom att sintra pulver kan membran erhållas från porslin, metaller och legeringar. Polymermembran för mikrofiltrering är oftast gjorda av cellulosa och dess derivat.

Elektrodialys. Avlägsnandet av elektrolyter kan påskyndas genom att applicera en externt pålagd potentialskillnad. Denna reningsmetod kallas elektrodialys. Dess användning för rening av olika system med biologiska föremål (lösningar av proteiner, blodserum, etc.) började som ett resultat av Dorés framgångsrika arbete (1910). Anordningen för den enklaste elektrodialysatorn visas i fig. 5 (se bilaga). Föremålet som ska rengöras (sol, IUD-lösning) placeras i den mellersta kammaren 1 och mediet hälls i de två sidokamrarna. I katod 3 och anod 5 kammare passerar joner genom porerna i membranen under inverkan av en pålagd elektrisk spänning.

Elektrodialys är lämpligast för att rena när höga elektriska spänningar kan appliceras. I de flesta fall, i det inledande skedet av reningen, innehåller systemen mycket lösta salter och deras elektriska ledningsförmåga är hög. Därför, vid hög spänning, kan en betydande mängd värme frigöras, och irreversibla förändringar kan inträffa i system med proteiner eller andra biologiska komponenter. Därför är det rationellt att använda elektrodialys som slutrengöringsmetod, med fördialys.

Kombinerad rengöringsmetoder. Förutom individuella reningsmetoder - ultrafiltrering och elektrodialys - är deras kombination känd: elektroultrafiltrering, som används för att rena och separera proteiner.

Det är möjligt att rena och samtidigt öka koncentrationen av spiralens sol eller lösning med en metod som kallas elektrodekantering. Metoden föreslogs av V. Pauli. Elektrodekantering inträffar när elektrodialysatorn används utan omrörning. Solpartiklar eller makromolekyler har sin egen laddning och rör sig under inverkan av ett elektriskt fält i riktning mot en av elektroderna. Eftersom de inte kan passera genom membranet ökar deras koncentration vid ett av membranen. Som regel skiljer sig partiklarnas densitet från mediets densitet. Därför, vid platsen för solkoncentrationen, skiljer sig systemets densitet från medelvärdet (vanligtvis ökar densiteten med ökande koncentration). Den koncentrerade solen strömmar till botten av elektrodialysatorn, och cirkulationen sker i kammaren, som fortsätter tills partiklarna är nästan helt avlägsnade.

Kolloidala lösningar och i synnerhet lösningar av lyofoba kolloider, renade och stabiliserade, trots sin termodynamiska instabilitet, kan existera på obestämd tid. De röda guldsollösningarna som framställts av Faraday har ännu inte genomgått några synliga förändringar. Dessa data tyder på att kolloidala system kan vara i metastabil jämvikt.

Filtrering, dialys, elektrodialys och ultrafiltrering används för att rena dispergerade system från föroreningar.

Filtrering (lat. Filter- filt) är en separationsmetod som bygger på att den krossade blandningen passerar genom en porös film. I detta fall passerar små partiklar av df genom porerna på konventionella filter, medan stora partiklar hålls kvar. Således används filtrering också för att avlägsna stora partiklar från dispersionen.

Dialys (gr. Dyalisis- separation) är en metod för att ta bort föreningar med låg molekylvikt från dispergerade system och lösningar av spiral med hjälp av membran. I dialysatorn separeras vätskeblandningen som ska dialyseras från det rena lösningsmedlet med ett lämpligt membran (Figur 2.6). DP-partiklar och makromolekyler hålls kvar av membranet, medan små molekyler och små joner diffunderar genom membranet in i lösningsmedlet och vid …
dess tillräckligt frekventa utbyte kan nästan helt avlägsnas från den dialyserbara blandningen.

Membrans separeringsförmåga med avseende på ämnen med låg molekylvikt är baserad på det faktum att små molekyler och joner fritt passerar genom porerna (kapillärerna) som penetrerar membranet eller löses upp i membransubstansen.

Olika filmer, både naturliga och konstgjorda, används som membran för dialys. Naturliga membran: nöt- eller svinblåsa, simblåsa hos fisk. Konstgjord: filmer gjorda av nitrocellulosa, cellulosaacetat, cellofan, gelatin och andra polymerer.

Det finns ett brett utbud av dialysatorer - enheter för dialys. Alla dialysatorer är byggda enligt den allmänna principen. Blandningen som ska dialyseras (inre vätska) finns i ett kärl där den är separerad från vatten eller annat lösningsmedel (extern vätska) med ett membran (fig. 2.6). dialyshastigheten ökar med en ökning av membranytan, dess porositet och porstorlek, med en ökning av temperaturen, intensiteten av blandning av den dialyserade vätskan, ändringshastigheten för den yttre vätskan, och minskar med en ökning av membranet tjocklek.

För att öka dialyshastigheten för elektrolyter med låg molekylvikt används elektrodialys. För detta ändamål skapas ett konstant elektriskt fält i dialysatorn med ett potentialfall på 20-250 V / cm och däröver (Fig. 2.7). Genom att utföra dialys i ett elektriskt fält kan man accelerera reningen av dispergerade system med flera tiotals gånger.

Ultrafiltrering (lat. Ultra- i överskott av, filtrum- filt) används för att rengöra system som innehåller mikropartiklar (soler, spirallösningar, suspensioner av bakterier, virus). Metoden går ut på att tvinga blandningen att separeras genom filter med porer som endast passerar molekyler och joner av lågmolekylära ämnen. Ultrafiltrering kan ses som tryckdialys. Det används ofta för att rena vatten, proteiner, nukleinsyror, enzymer, vitaminer, etc.