Pıhtılaşma tanımını, pıhtılaşma eşiğini ve elektrolitin pıhtılaşma kabiliyetini veriniz. Pıhtılaşma süreçlerinin vücudun yaşamı için önemi
Moleküler çekim kuvvetlerinin etkisi altında yapışmaları nedeniyle kolloidal bir sistemin partikül büyütme yönünde agrega stabilitesinin ihlali denir. pıhtılaşma (lat. kalınlaşma, pıhtılaşma). Kolloidlerin pıhtılaşmasına elektrolitler, sıcaklık değişiklikleri, mekanik etkiler, dağılım ortamının bileşimindeki değişiklikler, elektrik akımı vb. neden olabilir.
elektrolit pıhtılaşması.
Pıhtılaşmanın temel kuralları:
Tüm elektrolitler pıhtılaşmaya neden olabilir. Ancak sadece granülün yüküne zıt olan iyon pıhtılaşma etkisine sahiptir.
Pıhtılaşma sadece belirli bir elektrolit konsantrasyonuna neden olur.
Hızlı pıhtılaşmaya neden olan minimum elektrolit konsantrasyonuna denir. pıhtılaşma eşiği (PC).
Genellikle kolloidal çözeltinin litresi başına milimol olarak ifade edilir.
Elektrolitin pıhtılaşma yeteneği, iyonların değerliliği ile ilgilidir. Pıhtılaştırıcı iyon, parçacıkların yüküne zıt bir yüke sahip olmalıdır.
PC değeri, pıhtılaştırıcı iyonun şarj değerine bağlıdır. Değeri ne kadar yüksek olursa, elektrolit konsantrasyonu o kadar düşük pıhtılaşma eşiğine karşılık gelir. Bu Schultz-Hurdy kuralıdır. var Genel desen: iyonun değerindeki bir artışla, eklenen pıhtılaştırıcı elektrolit konsantrasyonu azalır ve bir, iki ve üç değerlikli iyonlar için pıhtılaşma eşiklerinin oranı, sayıların oranına karşılık gelir: yüzlerce, onlarca ve bir .
Schulze-Harde kuralına göre pıhtılaşma eşiği (γ s) 6 derecelik iyon değerliliği ile ters orantılı olarak ölçülür (sınırlı durumda)
γ c \u003d k / Z 6, k katsayısıdır.
Yani bir, iki ve üç değerlikli iyonlar için pıhtılaşma eşik değerleri 1: (1/2) 6: (1/3) 6 = 1: 1/64: 1/729 = 729: 11: 1.
Pıhtılaşma eşiği, elektrolitin doğasına ve pıhtılaşma iyonunun değerliliğine bağlıdır. Pıhtılaşma eşiği aşağıdaki formülle hesaplanır:
γ = СV(elektrolit)/(V(sol) + V(elektrolit)) (mmol/l),
burada C elektrolit konsantrasyonudur, mmol/l; V, ilave edildikten sonra solun pıhtılaşmasının başladığı elektrolit çözeltisinin minimum hacmidir, ml.
Aynı yüke sahip iyonların pıhtılaşma yeteneği, artan iyon yarıçapı ile artar.
Elektrolitin pıhtılaşma etkisi, dağınık tabakanın sıkıştırılması ile sınırlı değildir. Aynı zamanda, granüle zıt bir yüke sahip olan elektrolit iyonlarının kolloidal partikülü üzerinde seçici adsorpsiyon devam eder.
Elektrolitler tarafından pıhtılaşma mekanizması
Para çekme işlemi devam ediyor elektrik şarjı, yani kolloidal partikülün bir izoelektrik duruma (ζ = 0) getirilmesi ve kolloidal partikülün hidrasyon kabuğunun azaltılması.
Bu durumda, dağınık katman, karşı iyonların dağınık katmandan adsorpsiyon katmanına geçişi ile sıkıştırılır. Bu durumda zeta potansiyeli azalır; ζ = 0'da tüm koloidal parçacıklar çöker. Ek olarak, granüle zıt bir yüke sahip olan elektrolit iyonlarının kolloidal partikülü üzerinde seçici adsorpsiyon vardır.
SÜSPANSİYONLAR- bunlar sıvılardaki toz süspansiyonlarıdır (topraklar ve topraklar, kil hamuru, çimento ve kireç harçları, yağlı boyalar). Kumaşları boyamak için seyreltilmiş süspansiyonlar, inşaatta konsantre süspansiyonlar kullanılır. Süspansiyonların partikül boyutları partikül sayısından daha büyüktür. Süspansiyonlar aynı anda ışığı emer ve dağıtır, tortul olarak kararsızdır, ozmotik basınç ve Brownian hareketi sergilemez, parçacıklar geleneksel bir mikroskopta görülebilir ve difüzyon yeteneğine sahip değildir. Kural olarak, parçacıkların yüzeyinde bir DES veya bir çözme kabuğu oluşur. Parçacıkların -potansiyeli, tipik sols ile aynı değere sahiptir. Elektrolitlerin etkisi altında süspansiyonlar pıhtılaşır.
Toplu olarak kararlı süspansiyonlar plastiktir. Toplu olarak kararsız sistemler kırılgandır. Agrega olarak kararsız sistemler, sürfaktanlar (örneğin, benzen içinde Al203, su içinde kurum) dahil edilerek agrega olarak kararlı hale getirilebilir.
Emulsiyonlar - bunlar hem dağılmış fazın hem de dağılım ortamının sıvı olduğu dağınık sistemlerdir. Sıradan emülsiyonların dağılma derecesi çok büyük değildir: parçacıklarının yarıçapı yaklaşık 10 -3 - 10 -5 cm'dir Sıradan emülsiyonlar, biri diğerinde dağılmış iki karışmaz sıvıdan oluşan mikroheterojen sistemlerdir. çok küçük damlalar. Genellikle emülsiyonun fazlarından biri sudur. Diğer faz, su ile karışmayan herhangi bir organik sıvı olabilir: yağ, benzen, benzin, gazyağı, vb. Bu diğer sıvıya kimyasal yapısı ne olursa olsun, sıvı yağ. Su ve yağa ek olarak, herhangi bir kararlı emülsiyon mutlaka, ona agrega stabilitesi veren üçüncü bir bileşen içerir. emülgatör. Su ve yağ iki tip emülsiyon oluşturur. İlk tip: su bir dispersiyon ortamıdır, yağ dağılmış bir fazdır, bunlar su içinde yağ (O/W) emülsiyonlarıdır - doğrudan emülsiyonlardır. İkinci tip - yağ içinde su emülsiyonları (W / O) - ters.
Seyreltilmiş ve konsantre emülsiyonları ayırt edin. Seyreltilmiş emülsiyonlar (%0,1'e kadar dağılmış fazın konsantrasyonu), emülsiyon haline getirilmiş damlacıkların yüzeyinde bir çift elektrik tabakası oluşturan elektrolitler tarafından stabilize edilir. Özel emülgatörler olmadan stabildirler. Konsantre emülsiyonlar (dağılmış fazın konsantrasyonu > %1), yalnızca çarpışmalar sırasında yırtılmayan emülsiyon haline getirilmiş bir sıvının damlacıkları üzerinde güçlü bir film oluşturan maddeler olan özel emülsiyonlaştırıcıların varlığında stabildir. Bunlar Deniz Kuvvetleri, jelatin, kauçuk, reçineler ve yarı kolloidler - sabunlardır.
Emülgatör şu kurala göre seçilir: O/W emülsiyonları, proteinler gibi suda çözünür HMC'ler ve sodyum oleat gibi suda çözünür hidrofilik sabunlar ile stabilize edilir. W/O emülsiyonları, örneğin poliizobütilen, oleofilik reçineler ve polivalent katyonlu (kalsiyum oleat) sabunlar gibi hidrokarbonlarda çözünen, suda çözünmeyen ve hidrokarbonlarda çözünen HMC'ler tarafından stabilize edilir.
%74'ten fazla dağılmış faz konsantrasyonuna sahip emülsiyonlar denir. jelatinleştirilmiş. Fiziksel özellikleri normal olanlardan farklıdır. Geleneksel emülsiyonlar, süt, krema gibi sıvılardır; jelatinli - katı, örneğin gresler, tereyağı, margarin, mayonez, kalın kremler.
Bir emülsiyon tipi, başka bir emülsiyon tipine dönüştürülebilir. Bu fenomene denir emülsiyonlarda faz değişimi, emülgatörün doğası değiştirilerek elde edilir.
Emülsiyonlar, uygun bir emülgatör varlığında bir dispersiyon ortamında dağılmış fazın mekanik dispersiyonu ile elde edilir. Emülsiyon haline getirilebilir sıvıları dağıtmak için, özel karıştırıcılar, kolloid değirmenler ve ultrason kullanılarak gerçekleştirilen güçlü karıştırma, çalkalama, titreşimler kullanılır.
Spontan emülsifikasyon, gıdanın hayvan organizması tarafından sindirimi ve asimilasyonu ile ilgili süreçlerde önemli bir rol oynar. Yağ, örneğin bağırsaklara girdiğinde, önce safrada bulunan sürfaktanların (kolik asitler) etkisi altında kendi kendine dağılır ve daha sonra ortaya çıkan yüksek oranda dağılmış emülsiyon, bağırsak duvarından vücuda emilir.
Doğal emülsiyonlar arasında süt, yumurta sarısı, lateks - doğal kauçuğun elde edildiği kauçuk bitkilerinin sütlü suyu bulunur.
Gıda endüstrisinde emülsiyonlar sadece süt ürünlerini değil aynı zamanda margarin, mayonez ve sosları da içerir. İlaç endüstrisinde birçok ilaç emülsiyon şeklinde kullanılmaktadır. Sudaki bitüm emülsiyonları, yolların yapımında ve onarımında yaygın olarak kullanılmaktadır. AT tarım birçok herbisit, insektisit ve fungisit emülsiyon şeklinde uygulanmaktadır.
Penami dağılmış fazın bir gaz olduğu ve dağılım ortamının ince filmler halinde uzatılmış bir sıvı olduğu dağınık sistemlerdir. Başka bir deyişle, köpükler yüksek derecede konsantre sıvı içinde gaz emülsiyonlarıdır. Köpükler birçok yapı ve yalıtım malzemesi (köpük beton, köpük plastik, bims) ve ayrıca gıda ürünleridir (marshmallow, lokum, köpük vb.). Köpükler yangın söndürme, yüzdürme işlemlerinde kullanılmaktadır.
Stabil bir köpük elde etmek için stabilizatörlere ihtiyaç vardır - yüzey aktif RİA'lar, sabunlar, vb. olarak kullanılabilen köpürme ajanları. Köpük ajanı molekülleri, hidrofobik kısımları (hidrokarbon radikali) doğru yönlendirilecek şekilde arayüzde adsorbe edilir. gaz fazı ve hidrofilik kısım suya doğru. Molekülün hidrofilik kısmı su ile hidratlanır ve gaz kabarcıklarını birleşmeden koruyan belirli bir kalınlıkta hidratlı tabakalar oluşturur.
Köpük, köpürtücü ajan çözeltisinin bir silindir içinde çalkalanmasıyla veya köpürtücü ajan çözeltisine yerleştirilmiş gözenekli bir filtreden hava geçirilmesiyle elde edilebilir. Üçüncü yol, belirli bir yükseklikten bir çözelti jetinin silindirdeki aynı çözeltinin yüzeyine düşmesidir.
köpük yaşam süresi meydana geldiği andan tam yıkıma kadar belirli hacminin mevcudiyeti veya köpük kolonunun yüksekliğinin yarı yarıya azaldığı süre ile belirlenir.
köpük oranı- bu, köpüğün ilk hacminin, bu köpüğü oluşturmak için kullanılan köpük konsantresi çözeltisinin hacmine oranıdır.
Sabun veya RİA stabilize sıvı köpük, köpürtücü ajanı kabarcıkların yüzeyinden uzaklaştırmak için bir yüzey aktif madde eklenerek parçalanabilir.
Köpükteki gaz kabarcıklarını ayıran sıvı filmler sertleşebiliyorsa, pratik olarak stabil bir sert köpük (köpük beton, mikro gözenekli kauçuk vb.) elde edilebilir.
AEROSOLLER. Aerosoller oynamak önemli rol meteorolojide, tarımda (yağmurlama, haşere kontrolü), askeri işlerde (sinyal ve maskeleme dumanı). Yakıtın çoğu toz halinde yakılır. Yangınları sis (su perdesi) yardımıyla söndürmek daha verimlidir.
Aerosoller, dispersin düşük viskozitesi ve partiküllerin yüzeyinde stabilize edici bir solvat kabuğunun veya DEL'nin olmaması bakımından liyosollerden farklıdır. Aerosoller kararsızdır. Herhangi bir aerosol zamanla bozulur. Kabaca dağılmış aerosol tortusu. Yüksek dağılımlı aerosoller, parçacıkların birbirleriyle veya geminin duvarlarıyla sık sık çarpışması nedeniyle yok edilir (engelli doğal aerosoller için: ağaçlar, binalar vb.). Aerosol parçacıkları sadece mekanik kuvvetlerin etkisi altında değil, aynı zamanda diğer gradyanların etkisi altında da hareket eder: elektrik potansiyeli (elektroforez); sıcaklık (termoforez).
Aerosol parçacıkları üzerindeki yük rastgele bir değişkendir ve atmosferden gaz iyonlarının yakalanmasıyla belirlenir. Yüklü parçacıkların çökmesi, dikey yönde (atm cinsinden onlarca kV/m) bir çökelme potansiyelinin ortaya çıkmasına neden olur. Sedimantasyon hızı, rüzgar ve aşağı akımlarla arttırılabilir. Bu durumda, havanın (dielektrik) bozulmasına karşılık gelen alan kuvveti elde edilir, yani. yıldırım meydana gelir.
Aerosolleri yok etme yöntemleri arasında gözenekli malzemelerden filtreleme, aerosolleri bir sıvıdan köpürtme, parçacıkları atomize sıvının karşı akışıyla adsorbe etme ve yapay olarak yüklenmiş aerosol parçacıklarının elektrostatik çökelticiler üzerinde biriktirilmesi yer alır.
YARI-KOLLOİDLER
RİA çözeltileri, termodinamik olarak kararlı ve tersine çevrilebilir monomoleküler liyofilik sistemlerdir. Sistemi yok etmek için, solvat katmanlarındaki çözücünün aktivitesinde bir azalmaya yol açacak olan dismediumun aktivitesini azaltarak liyofilisiteyi azaltmak gerekir. Bu, elektrolitler gibi çözücü maddeler eklenerek elde edilebilir. Bu fenomene tuzlanma denir ve makromoleküller ile iyonlar arasında bir su mücadelesi vardır. Tuzlama sonucunda lifler, pullar, kıvrılmış tortular oluşur.
RİA'lar her zaman bazı ortalama kütle M ile karakterize edilir. M'yi belirlemek için ana yöntemler ozmometri, difüzyon, ışık saçılması, ultrasantrifüjleme ve viskozite ölçümleridir. Birçok şişmiş veya çözünmüş RİA iyonlara ayrışır ve kolloidal elektrolitlerdir.
Kolloidal elektrolitler, ayrı poliyonlar olarak mevcut olabilir. Örneğin, çözelti içindeki bir protein molekülü, birkaç iyonik grup -COO- veya NH taşır; iyon değişim reçinelerinde hareketli karşıt iyonlarla dengelenmiş, aynı işarete sahip sabit iyonları taşıyan bir matris şeklinde. Yüzey aktif madde çözeltilerinde oluşan miseller polielektrolitlere yakındır.
Dağınık sistemlerin belirli bir dağılım derecesini koruma yeteneğine denir.toplu kararlılık.
parçacıklar Dağınık fazın farklı mekanizmalar nedeniyle yapışmaya karşı direnci. Bu yetenek, ilk olarak, dağılmış fazın parçacıklarının yüzeyinde, dağılmış sistemin elektriksel stabilizasyonunu sağlayan bir çift elektrik tabakasının oluşmasından kaynaklanmaktadır.İkincisi, oluşumundan oluşan moleküler adsorpsiyon stabilizasyon mekanizması çalışır. Dağınık ortamın moleküllerinden ve içinde çözünmüş maddelerden oluşan parçacıkların etrafındaki adsorpsiyon tabakalarının . Üçüncüsü, kinetik bir kararlılık faktörü vardır - dağılmış parçacıkların düşük çarpışma sıklığı.
Sollar (kolloidal çözeltiler) agrega kararsızlıkları ile kaba ve moleküler sistemlerden farklıdır, bu nedenle hem zamanla hem de çeşitli maddelerin eklenmesiyle değişirler.
Asılı kolloidal parçacıklardan su arıtma mekanizmasının özü, sistemin denge durumunu bozmak - parçacıkların yerleşmesine izin vermeyen kuvvet dengesini ortadan kaldırmaktır.
Bu amaca ulaşmak için kolloidal safsızlıkların pıhtılaşma sürecini kullanır (basitleştirilmiş - su pıhtılaşması).
pıhtılaşma - Brownian hareketi, karıştırma veya harici bir kuvvet alanındaki yön hareketi, pıhtılaştırıcıların eklenmesi sırasında çarpışmalarının bir sonucu olarak kolloidlerin daha büyük agregalara yapışması süreci. Bu durumda, çökelme meydana gelir - pıhtılaşır.
Pıhtılaştırıcılar (genellikle çözünür demir veya alüminyum tuzları) pıhtılaşma sürecini yoğunlaştırır. Bu maddelerin suya sokulması, az çözünür yeni bir fazın oluşumuna katkıda bulunur (hidrolizin bir sonucu olarak - bir maddenin su ile etkileşimi). Bu nedenle, pıhtılaşma süreci, parçacıkların aşamalı olarak genişlemesinden ve dağılım ortamının hacmindeki sayılarında bir azalmadan oluşur.
Pıhtılaşma yavaş ve hızlıdır. Yavaş pıhtılaşma ile, kolloidal parçacıkların çarpışmalarının sadece önemsiz bir kısmı, bunların birbirine yapışmasına neden olur ve pıhtılaşma düşmez. Hızlı pıhtılaşma ile, her darbe etkilidir ve parçacıkların birbirine yapışmasına neden olur ve kolloidal çözeltide yavaş yavaş bir çökelti oluşur.
Sıvı bir dispersiyon ortamına sahip bir sistemde pıhtılaşma sürecini başlatan dozlanmış bir maddenin (elektrolit veya elektrolit olmayan) minimum konsantrasyonuna pıhtılaşma eşiği denir. Belirli koşullar altında pıhtılaşma tersine çevrilebilir. Pıhtılaşmanın tekrar sola dönüşme işlemine peptizasyon, bu işlemi tetikleyen maddelere ise peptizatör adı verilir. Dispers sistemlerin stabilizatörleri olan peptitler, partiküllerin yüzeyine adsorbe edilerek aralarındaki etkileşimi zayıflatarak agregaların parçalanmasına neden olur. Birincil duruma dönüş, özellikle yüzey ara yüzey enerjisini azaltan ve dağılmayı kolaylaştıran yüzeye yüzey aktif maddeler eklendiğinde etkilidir.
Demir tuzları ile pıhtılaşma
Kolloidal bir çözeltiye demir (III) sülfat eklendiğinde hangi işlemlerin gerçekleştiğini düşünelim. Sulu bir çözeltideki bu pıhtılaştırıcı, demir iyonlarına ve sülfat iyonuna ayrışır:
Fe 2 (SO 4) 3 → 2 Fe 3+ + 3 SO 4 2-
Fe 3+ + H 2 O ↔ Fe (OH) 2+ + H +
Fe(OH) 2+ + H20 ↔ Fe(OH) 2 + + H +
Fe(OH) 2 + + H 2 O ↔ Fe(OH) 3 ↓ + H +
Fe 3+ + 3H 2 O ↔ Fe(OH) 3 ↓ + 3H +
Misel - yapısal birim liyofobik (sıvı ile zayıf etkileşime giren) belirli bir bileşime sahip olmayan kolloidler. Şematik olarak, bir demir (III) hidroksit misel örneğindeki yapısı şema ile gösterilebilir:
(mFe(OH) 3 2nFe(OH) 2+ (2n - x) SO 4 2- )2x+ xSO 4 2-
Kolloidal bir partikül oluşturan demir hidroksitin mikro kristali (şekle bakın), seçici olarak çevre kristal kafesinin iyonlarına özdeş iyonlar. Bağlı olarak kimyasal bileşimçözelti (fazla sülfat iyonları veya fazla demir iyonları), mikro kristal negatif veya pozitif bir yük alır. Böyle yüklü bir kristale misel çekirdeği denir ve potansiyel belirleyici iyonlar onu bu yük hakkında bilgilendirir.
Kristalin yüklü yüzeyinin elektrik alanı çözeltiden çeker. karşı iyonlar - zıt yükü taşıyan iyonlardır. Faz sınırında, kalınlığı karşı iyon bulutunun dış sınırı tarafından belirlenen bir çift elektrik katmanı oluşturulur.
Çift elektrik katmanı, adsorpsiyon ve dağınık kısımlardan oluşur. Adsorpsiyon tabakası, potansiyel oluşturan iyonları ve çekirdeğin yüzeyinde adsorbe edilen karşı iyonların bir kısmını içerir. Yayılan katman, misellerin elektriksel nötrlüğüne katkıda bulunan bir miktarda kalan karşı iyonlar tarafından tamamlanır.
Kolloidleri çevreleyen elektriksel çift tabaka, pıhtılaştırıcıların (elektrolitlerin) etkisi altında yeniden düzenlenir: karşı iyonlar, diffüzden adsorpsiyon kısmına yer değiştirmeye başlar ve tüm elektrik tabakasının kalınlığı, adsorpsiyon tabakasının kalınlığına kadar zamanla azalır. Dağınık parçacıklar karşılıklı çekim bölgesine düşer ve hızlı pıhtılaşma meydana gelir.
Alüminyum tuzları kullanarak pıhtılaşma
Çoğu zaman, evsel su arıtma istasyonlarında ve havuzlarda pıhtılaşma yoluyla su arıtma için 18-sulu kristal alüminyum sülfat - Al 2 (SO 4) 3 kullanılır. 18H2O.
Alüminyum tuzları suya eklendiğinde meydana gelen işlemler, demir tuzları eklendiğinde yukarıda açıklananlara benzer:
Al 3+ + H 2 O ↔ Al (OH) 2+ + H +
Al(OH) 2+ + H20 ↔ Al(OH) 2 + + H +
Al(OH) 2 + + H20 ↔ Al(OH) 3 ↓ + H +
Genel hidroliz denklemi:
Al 3+ + 3H20 ↔ Al(OH) 3 ↓ + 3H +
Bir alüminyum hidroksit çökeltisinin oluşumu, 5 ila 7.5 aralığındaki pH değerlerinde meydana gelir. pH'da< 5 осадок не образуется. При рН >8.5, oluşan alüminyum hidroksitin alüminatların oluşumu ile çözünmesidir.
Al 2 (SO 4) 3 + 6 NaOH \u003d 2 Al (OH) 3↓ + 3 Na 2 SO 4
Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na veya (NaAlO 2. 2H20)
Modern pıhtılaştırıcılar
Su arıtma ve arıtma işlemlerinde giderek yaygınlaşan atıksu alüminyum polioksiklorür bazlı pıhtılaştırıcılar alır.
Bu pıhtılaştırıcıların alüminyum sülfata göre avantajları:
Kullanımlarını daha uygun hale getiren çözümler şeklinde teslimat (çözülmeye gerek yok);
Daha yüksek aktif madde yüzdesi;
Daha yüksek kalitede arıtılmış su elde etmek;
İkincil atık hacminin azaltılması;
Düşük artık alüminyum içeriği (< 0,2 мг/л);
pH ayarı gerekmez;
Geniş çalışma sıcaklığı aralığı.
AURAT OJSC tarafından üretilen bu tür pıhtılaştırıcıların teknik özellikleri:
Kontak pıhtılaşma
Pıhtılaştırma ile temizleme seçeneklerinden biri de temas pıhtılaşmasıdır. Mekanik temizlemenin basınçlı dikey filtrelerinin yükünün tanelerinde temas pıhtılaşması meydana gelir. Bu durumda, pıhtılaştırıcının girişi doğrudan mekanik filtreden önce gerçekleştirilir. Yükün tanecikleri ve üzerlerine adsorbe edilen partiküller pıhtılaşma merkezleri olarak görev yapar. Bu durumda flokülasyon süreci önemli ölçüde hızlanır.
Pıhtılaşma sürecinin daha yüksek hızı ve çamur pullarının oluşumu ve çökeltilmesi için çökeltme tanklarına ihtiyaç duyulmaması, temas pıhtılaşmasının şüphesiz avantajlarıdır.
Temaslı pıhtılaşmanın dezavantajları arasında basınçlı filtrelerin hızlı kirlenmesi ve yükün sık sık yenilenmesi ihtiyacının yanı sıra pıhtılaşma / filtreleme modu yanlış seçilirse reaktif sızıntısı riski bulunur.
Kontak pıhtılaşmasının yapılıp yapılmadığını kontrol etmek için mekanik filtrelerden sonra su, pıhtılaştırıcı içeriği açısından kontrol edilir.
Sayın Baylar, su kalitesini belirli standartlara getirmek için pıhtılaştırıcılar kullanarak su arıtma işlemine ihtiyacınız varsa, şirketin uzmanlarına bir talepte bulunun. su adamı. Sizin için su arıtmanın en uygun teknolojik şemasını geliştireceğiz.
pıhtılaşma- kolloidal çözelti tarafından agregatif stabilite kaybından dolayı daha büyük agregaların oluşumu ile koloidal partiküllerin yapışması süreci.
pıhtılaşma eşiği- bariz pıhtılaşmaya (gözle görülebilir) neden olmak için kolloidal çözeltiye eklenmesi gereken minimum elektrolit miktarı - çözeltinin bulanıklaşması veya renginde bir değişiklik.
spk \u003d sel Vel / Vkr + Vel
nerede İle birlikte e-posta- elektrolit çözeltisinin başlangıç konsantrasyonu; V e-posta- kolloidal çözeltiye eklenen elektrolit çözeltisinin hacmi; V kr kolloidal çözeltinin hacmidir.
pıhtılaşma yetenek - pıhtılaşma eşiğinin karşılığı, Schulze-Hardy kuralına uyar.
Kolloidal koruma, yaşamdaki rolü. Peptizasyon, biyolojik rol
kolloidal koruma- onlara RİA ekleyerek liyofobik solların agregatif stabilitesini arttırmak.
Mekanizma, kolloidal çözeltinin misellerinin etrafında, amfifilik olan esnek HMS makromoleküllerinden adsorpsiyon kabuklarının oluşması ve hidrofobik bölgelerinin dağılmış fazın partiküllerine, hidrofilik fragmanların suya bakmasıdır.
Bu durumda, sistem liyofilize edilir, miseller, RİA makromoleküllerinden kendi hidrasyon kabukları nedeniyle ek bir agregatif stabilite faktörü kazanır.
- · RİA'ların kolloidal bir çözeltinin dağılmış ortamında iyi çözünürlüğü ve moleküllerin kolloidal partiküller üzerinde adsorpsiyonu;
- yeterince yüksek konsantrasyon.
Böylece kan proteinleri, kan damarlarının duvarlarında çözünmeyen kolesterol ve kalsiyum tuzlarının çökelmesini ve salınmasını önler ve ayrıca idrar ve safra yollarında taş oluşumunu engeller.
peptitleşme- proses, ters pıhtılaşma, yani. pıhtılaşmanın bir sonucu olarak oluşan çökeltinin kararlı bir kolloidal çözeltiye dönüştürülmesi.
İki şekilde gerçekleştirilir:
- 1. pıhtıyı saf bir solvent (DS) ile yıkamak;
- 2. özel bir elektrolit peptizatör eklenmesi.
Etkili peptizasyon için koşullar:
- Sadece yeni elde edilen tortular peptitleşme yeteneğine sahiptir;
- Az miktarda elektrolit peptizer eklemek gerekir;
- Peptizasyon karıştırma ve ısıtma ile kolaylaştırılır.
Bu süreç, kan damarlarının duvarlarındaki aterosklerotik plakların, böbrek ve karaciğer taşlarının veya kan damarı pıhtılarının emilmesinin temelini oluşturur.
Termodinamik olarak kararsız sistemler olarak liyofobik kolloidal çözeltiler, kendiliğinden veya dış etkilerin etkisi altında çökebilir. Kolloidal çözeltilerin yok edilmesi pıhtılaşmalarıyla başlar.
pıhtılaşma- kolloidal çözelti tarafından agregatif stabilite kaybından dolayı daha büyük agregatların oluşumu ile koloidal partiküllerin birleştirilmesi işlemi.
Pıhtılaşmanın bir sonucu olarak, dağılmış fazın genişlemiş parçacıkları kolayca çökelir ve sistem tabakalaşır. Bu nedenle, pıhtılaşmanın nedeni, kolloidal çözeltinin agrega stabilitesinin kaybıdır ve pıhtılaşmanın sonucu, sedimantasyon stabilitesinde bir azalmadır. Pratikte, pıhtılaşma çeşitli dış etkilerden kaynaklanabilir:
Ø az miktarda elektrolit eklenmesi,
Ø kolloidal çözeltinin konsantrasyonu,
Ø sıcaklık değişimi,
Ø ultrasonik hareket, elektromanyetik alan ve benzeri.
Pıhtılaşma sırasında, kolloidal sistemlerin agregatif stabilitesi partikül büyümesi yönünde ihlal edilir (Şekil 28) ve sol iki bağımsız faza (sıvı ve katı) ayrılır. Pıhtılaşma olgusu, canlı sistemlerde meydana gelen birçok fizyolojik ve patolojik sürecin altında yatar: hemostaz (hasar durumunda kanın pıhtılaşması), yanık durumunda doku proteinlerinin pıhtılaşması, vb. Kandaki kolloidal kalsiyum fosfat kolesterol çözeltilerinin pıhtılaşması, tortu oluşumuna ve bunların kan damarlarının duvarlarında birikmesine (kan damarlarında sklerotik değişiklikler) yol açar. Biyolojik sistemlerde, hücre solları elektrolitlerle temas halinde olduğundan, az miktarda elektrolit ilavesiyle pıhtılaşma en büyük pratik öneme sahiptir. Bununla birlikte, her elektrolit kendi minimum konsantrasyonuna ihtiyaç duyar. pıhtılaşma eşiği elektrolit çözeltisi ( İle birlikte bilgisayar). pıhtılaşma eşiği bariz pıhtılaşmaya (gözle görülebilir) - çözeltinin bulanıklığına veya renginde bir değişikliğe neden olmak için 1 litre sola eklenmesi gereken minimum elektrolit konsantrasyonudur. Pıhtılaşma eşiği aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir: burada İle birlikte el, elektrolit çözeltisinin başlangıç konsantrasyonudur; V el, sola eklenen elektrolit çözeltisinin hacmidir; V sol, ilk solun hacmidir. el sol el el pc V V V s s 8 9
Pıhtılaşma eşiğinin karşılığı denir pıhtılaşma eylemi ve aşağıdaki formülle belirlenir: Elektrolitlerin bir iyonik stabilizatör ile kolloidal çözeltiler üzerindeki pıhtılaşma etkisi, aşağıdakilere tabidir: Schulze-Hurdy kuralı : & Solların pıhtılaşmasına, granüllerin yük işaretinin tersi olan herhangi bir iyon neden olur. İyonların pıhtılaşma yeteneği ne kadar güçlü olursa, pıhtılaştırıcı iyonun yükü o kadar yüksek olur. Pıhtılaştırıcı iyonun pıhtılaşma etkisi, altıncı güce olan yüküyle doğru orantılıdır: f(z6). Kolloidal partikül yapısına sahip bir sola NaCl, CaCl2, AlCl3 çözeltileri eklenirse: (mAgI nI– (n–x)K+)x– xK+, katyonların pıhtılaşma etkisi keskin bir şekilde artar: (Na+) : (Ca2+ ) : (Al3+) = 1: 64: 729. Şu anda Schulze-Hardy kuralından sapmalar belirlenmiştir. Pıhtılaştırıcı iyonun yüküne ek olarak, pıhtılaşma eşiği bu iyonun yarıçapından ve pıhtılaştırıcı iyona eşlik eden iyonun yapısından etkilenir. Elektrolitlerin kolloidal çözeltilerin pıhtılaşması üzerindeki etkisi, canlı organizmalara tuz çözeltileri verilirken dikkate alınmalıdır. Önemli olanın sadece elektrolit konsantrasyonu değil, aynı zamanda iyonun yükü olduğunu anlamak önemlidir. Bu nedenle, izotonik %0.9 NaCl çözeltisi, izotonik MgCl2 çözeltisi ile değiştirilemez, çünkü çift yüklü iyonlar tek yüklü iyonlardan daha yüksek pıhtılaşma etkisine sahiptir. bilgisayar s1
Elektrolit solüsyonlarını damardan veya kas içinden enjekte etmek gerekir. Çok yavaş, pıhtılaşmayı önlemek için. Hızlı uygulama ile, yavaş difüzyon hızı nedeniyle, biyosubstratların pıhtılaşmasına yol açacak olan, eşik konsantrasyonunu aşan lokal elektrolit birikimi meydana gelebilir. Yavaş uygulama ile elektrolit kan akışıyla birlikte taşınır ve komşu dokulara yayılır. Eşik konsantrasyonuna ulaşılmaz ve pıhtılaşma oluşmaz. Canlı dokularda bu olaya alışkanlık denir. Uygulamada, pıhtılaşma genellikle eylemden kaynaklanır. elektrolit karışımları . toplanabilirlik pıhtılaşmaya neden olan iyonların pıhtılaşma etkisinin toplamıdır. Katkı etkisi, pıhtılaştırıcı iyonlar içeren elektrolitlerin kimyasal olarak birbirleriyle etkileşime girmediği ve birbirinden bağımsız hareket ettiği durumlarda kendini gösterir. Bu fenomen, pıhtılaştırıcı iyonlar aynı yüke ve benzer bir hidratasyon derecesine sahip olduğunda gözlenir. Örneğin, bir KCl ve NaNO3 tuzları karışımı, hem negatif hem de pozitif yüklü granüllere sahip koloidal çözeltilere göre ilave bir etki sergiler. İlk durumda pıhtılaşmaya K+ ve Na+ katyonları, ikinci durumda ise Cl– ve NO3– anyonları neden olur. Zıtlık - bu, bir elektrolitin diğerinin varlığında pıhtılaşma etkisinin zayıflamasıdır. Karışımdaki elektrolitlerin birbirleriyle etkileşip etkileşime girmediği ve pıhtılaştırıcı iyonların çözünmeyen bileşiklere (çökelti) bağlanıp bağlanmadığı veya pıhtılaşma yeteneği olmayan güçlü bir kompleks oluşturup oluşturmadığı gözlenir. Örneğin, Pb2+'nın negatif yüklü granüllere göre pıhtılaşma etkisi, NaCl varlığında zayıflar, çünkü bir kurşun klorür çökeltisi oluşur: Pb2+ + 2Cl– PbCl2. Sinerji - bu, bir elektrolitin diğerinin varlığında pıhtılaşma etkisindeki bir artıştır. Bu, karışımdaki elektrolitler arasında meydana gelirse mümkündür. Kimyasal reaksiyon bunun sonucunda daha yüksek pıhtılaşma kabiliyetine sahip çok yüklü bir iyon oluşur. Örneğin, bir kolloidal çözeltinin pozitif yüklü granüllerine göre FeCl3 ve KCNS'nin pıhtılaşma etkisi, yüksek pıhtılaşma kabiliyetine sahip çok yüklü bir kompleks anyon oluşumu nedeniyle önemli ölçüde artar: Fe3+ + 6CNS– 3–. heterokoagülasyon - kimyasal yapı, işaret veya yük büyüklüğü bakımından farklılık gösteren heterojen parçacıklar içeren kolloidal çözeltilerin pıhtılaşması. Heterokoagülasyonun özel bir durumu karşılıklı pıhtılaşma. Pozitif yüklü parçacıklara sahip bir sol, negatif yüklü parçacıklara sahip bir sola eklenirse, karşılıklı pıhtılaşma meydana gelir. Birçok su arıtma tesisinde, negatif yüklü organik karışımlar içeren suya pozitif yüklü alüminyum veya demir hidroksit solları eklenir. Karşılıklı pıhtılaşmadan sonra oluşan pullar kum filtrelerinde kolayca süzülür. Birçok solun kendiliğinden pıhtılaşması genellikle yavaştır. Parçacıkların hızı artırılarak hızlandırılabilir, bu da ayrılma basıncının üstesinden gelmelerine yardımcı olur. Parçacık hareketinin hızlandırılması, örneğin çözeltinin sıcaklığı yükseltilerek sağlanabilir. Sol konsantrasyonundaki bir artış aynı zamanda pıhtılaşmasını da hızlandırabilir, çünkü konsantrasyondaki bir artışla kolloidal parçacıklar arasındaki etkili çarpışmaların sayısı artar. Pıhtılaşma süreci elektrolitlerin eklenmesine karşı çok hassastır. Küçük miktarlarda elektrolitler onu önemli ölçüde hızlandırabilir. Bu nedenle, bir yandan solları stabilize etmek için elektrolitler gereklidir ve diğer yandan aşırı ilaveleri solların pıhtılaşmasına neden olur. Farklı elektrolitlerin bu işlem üzerindeki etkisi aynı değildir. Görülebileceği gibi, elektrolitin ilk kısımları gözle görülen soldaki değişikliklere neden olmaz. Aynı zamanda, çıplak gözle farkedilmeden ilerleyen ve bu nedenle olarak adlandırılan alt (I, II, III) dereceli parçacıkların oluşumu başlar. gizli pıhtılaşma .
Elektrolit konsantrasyonunda daha fazla bir artış, aşamalı bir pıhtılaşma gelişimine, hızında bir artışa yol açar ve buna daha yüksek dereceli parçacıkların ortaya çıkması eşlik eder. Sol görünür değişikliklere uğrar: bulanıklaşır veya rengi değişir. Bu durumda parçacıkların ξ potansiyelinin değeri azalır. Sürecin bu aşamasına denir açık pıhtılaşma . Gizli pıhtılaşmadan açık pıhtılaşmaya geçiş denir. pıhtılaşma eşiği . Açık pıhtılaşma, sırayla, iki döneme ayrılır: yavaş pıhtılaşma elektrolit konsantrasyonundaki herhangi bir artışın pıhtılaşmayı hızlandırdığı ve hızlı pıhtılaşma , elektrolit konsantrasyonundaki daha fazla bir artış hızını artık etkilemediğinde, yani. pıhtılaşma maksimum hızda ilerler. Yavaş pıhtılaşma ile, kül içindeki kolloidal parçacıkların tüm çarpışmaları etkili değildir ve parçacıkların birleşmesi ile sona erer ve hızlı pıhtılaşma ile tüm çarpışmalar onların birleşmesine yol açar. Pıhtılaşma sırasında, partikül sayısındaki azalma ve bunların genişlemesi ile birlikte, çözeltilerin bir takım özellikleri değişir: partiküllerin difüzyon ve filtrasyon hızı azalır, sedimantasyon hızı artar, saçılan ışığın yoğunluğu değişir ve aynı zamanda çözeltilerin rengi vb. pıhtılaşma mekanizması Elektrolit pıhtılaşması, aşağıdakilerden dolayı oluşabilen ince bir sıvı tabakanın ayrılma basıncında bir azalmadan oluşur: a) katı fazın yüzeyinin yükünde bir azalma ve sonuç olarak, ara yüzeyde bir azalma ve ardından elektrokinetik potansiyeller; b) dağınık tabakaların iyonik atmosferlerinin kalınlığında bir azalma ve bunun sonucunda zeta potansiyelinde bir azalma. Bu bağlamda, mekanizmaya göre iki tip pıhtılaşma ayırt edilir:
nötralizasyon pıhtılaşma potansiyel belirleyici iyonlarla kimyasal olarak etkileşime giren, onları güçlü bir bileşiğe (örneğin bir çökeltiye) bağlayan ve böylece çekirdeğin yüzeyinin yükünü azaltan bir elektrolitin etkisi altında oluşur. Örneğin, pozitif yüklü granüller (potansiyel belirleyici Ag+ iyonları) ile AgI'nin koloidal bir çözeltisine K2S eklendiğinde, pıhtılaştırıcı iyonlar S2– ve potansiyel belirleyici Ag+ iyonları arasında bir Ag2S çökeltisinin oluşumu ile bir reaksiyon meydana gelir. AGI miselinin yok edilmesine. Potansiyel belirleyici Ag+ iyonlarının bağlanması sonucunda arayüzey potansiyeli azalır. φ mf ve çekirdeğin yüzeyinin yükünü telafi etmek için gerekli NO3- karşı iyonlarının sayısı. Böylece iyonik atmosfer incelir, ayrılma basıncı düşer ve bu da parçacıkların birbirine yapışmasına neden olur. konsantrasyon pıhtılaşması stabilizatör iyonları ile kimyasal olarak etkileşime girmeyen ve misel çekirdeğinin yüzey yükünü değiştirmeyen bir elektrolitin etkisi altında oluşur. Pıhtılaşma etkisi, bu miseller için karşı iyonlar olan elektrolit iyonları tarafından sergilenir. Konsantrasyon pıhtılaşması, arayüzey potansiyelinin sabit bir değerinde gerçekleşir. φ mf, ancak buna elektrokinetik zeta potansiyelinde bir azalma eşlik eder ( ξ) .
Pıhtılaşma süreçleri genellikle doğada meydana gelir, örneğin nehirlerin denize birleştiği yerde. Nehir suyu her zaman koloidal silt, kil, kum veya toprak parçacıkları içerir.
Nehir suyu tuzlu deniz suyuyla (daha fazla miktarda elektrolit içeren) karıştırıldığında, bu parçacıkların pıhtılaşması başlar ve su akış hızındaki bir azalma, bunların nehirlerin ağzına yerleşmesine katkıda bulunur ve oluşumuna neden olur. sürüler ve adalar.
Pıhtılaşma, su şebekesine giren suyun saflaştırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunu yapmak için, buna, iyi pıhtılaştırıcılar olan, aynı zamanda metal hidroksit solları oluşturmak üzere hidrolize edilen alüminyum ve demir(III) sülfatlar eklenir. Bu solların parçacıkları genellikle suda bulunan granüllerin yüküne zıt bir yüke sahiptir. Sonuç olarak, solların karşılıklı pıhtılaşması ve çökelmeleri meydana gelir.
Kolloidal çözeltiler, birçok endüstriden gelen atık sularda bulunur: örneğin, petrol ürünlerinin kararlı emülsiyonları, çeşitli diğer organik sıvılar. Atık suyun alkali toprak metallerinin tuzları ile arıtılmasıyla yok edilirler.
Şeker endüstrisinde şeker pancarı suyunun saflaştırılmasında pıhtılaşma prosesleri kullanılmaktadır. Bileşimi, sakaroz ve suya ek olarak, genellikle kolloidal dağılmış halde şeker olmayan maddeler içerir. Bunları çıkarmak için, meyve suyuna Ca (OH) 2 eklenir. Onun kütle kesri genellikle %2,5'i geçmez. Kolloidal durumdaki safsızlıklar pıhtılaşır ve çöker. Fazla Ca (OH) 2'yi meyve suyundan çıkarmak için içinden geçirin. karbon dioksit. Sonuç olarak, çözeltiden birçok çözünür safsızlıkları sürükleyen bir CaC03 çökeltisi oluşur.
pıhtılaşma süreçleri oyun Önemli rolçünkü canlı bir organizmada biyolojik sıvılar, çözünmüş elektrolitlerle temas halinde kolloidal dağılmış parçacıklar içerir. Normalde bu sistemler genellikle denge halindedir ve içlerinde pıhtılaşma süreçleri oluşmaz. Ancak bu denge dışarıdan ilave bir miktar elektrolit verilmesiyle kolaylıkla bozulabilir. Ayrıca, vücuda girerken, sadece biyolojik sıvıdaki konsantrasyonunu değil, aynı zamanda iyon yükünü de hesaba katmak gerekir. Bu nedenle, izotonik bir NaCl çözeltisi, izotonik bir MgCl 2 çözeltisi ile değiştirilemez, çünkü bu tuz, NaCl'den farklı olarak, Na + iyonlarından daha yüksek pıhtılaşma kabiliyetine sahip çift yüklü Mg2+ iyonları içerir.
Kan dolaşımına bir tuz karışımı verirken, vücuda zararlı pıhtılaşmayı önlemek için öncelikle bu karışımın sinerjik bir etkisinin olmadığından emin olmalısınız.
Tıpta birçok sorunu çözme: kan damarlarının protezleri, kalp kapakçıkları vb. - kan pıhtılaşma süreçlerine bağlıdır. Eritrositlerin pıhtılaşması olarak kabul edilebilirler. Ameliyatta, operasyonlar sırasında kana antikoagülanlar (heparin, modifiye dekstran, poliglusin) enjekte edilir. Ameliyatlardan sonra ve iç kanama durumunda, aksine, pıhtılaşma akışına katkıda bulunan elektrolitler: kaproik asit, protamin sülfat.
Klinik laboratuvarlarda birçok hastalığın teşhisi için eritrosit sedimantasyon hızı (ESR) belirlenir. Çeşitli patolojilerde, çeşitli nedenlerle, eritrositlerin pıhtılaşması artar ve sedimantasyon hızı normalden daha fazla olur.
Vücutta safra, idrar ve diğer taşların oluşumu, doğal koruyucu etkinin zayıflaması nedeniyle kolesterol, bilirubin, ürik asit tuzlarının patolojik pıhtılaşma koşullarındaki artışla da ilişkilidir. Bu süreçlerin mekanizmasının incelenmesi, bu hastalıkları tedavi etme yollarının geliştirilmesi için son derece önemlidir.