Концепцията на аерозоли, суспензии и емулсии

Аерозоли. Аерозолите нарича свободна дисперсни системи с газ като дисперсионна среда и диспергирана фаза състояща се от твърди или течни частици. Аерозолите са образувани от експлозии, смачкване и спрей вещества и кондензационни процеси при охлаждане свръхнаситена пара на вода и органични течности. Аерозолите могат също да бъдат получени чрез химичните реакции в газова фаза.

Състоянието на агрегиране на частиците класифицирани в аерозолни мъгли (г / г) - дисперсия система се състои от капчици течност дим (m / Z) - аерозоли кондензация частици произход прах (m / Z) - твърди частици, образувани от дисперсия. Може да има система смесен тип, когато частици се кондензира влага. Така че има "смог" - мъгла, образувана от частици от дим.

Повечето фино разделени аерозоли са дим, размери на частици, които са в обхвата от 10 -9 - 10 -5 m; праховите частици имат размер над 10 -5 m, размери мъгла капчиците 10-7 до 10 -5 m.

Особености на аерозоли е, че поради ниския вискозитет, утаяване и разпространението на въздуха на аерозолните частици е много бързо. Освен мъгли и изпарения много лесно, носени от вятъра, който се използва за създаване дим екрани, опушване и пръскане култури. Електрическите свойства на аерозола са много различни от електрическите свойства на системата с течната среда, поради остър разлика в диелектрични свойства и плътност на газове и течности. Газовата среда не електролитна дисоциация и DES. Въпреки това, частиците на аерозола са електрически заряди, които възникват по време на случайни сблъсъци на частици с друг или с всяка повърхност. Възможно е също така адсорбция на йони, образувани в йонизация на газ от космически, UV и радиоактивно лъчение. За аерозоли характеризират с изключителна агрегатно нестабилност. Тяхната удължено съществуване поради високата дисперсията и ниска концентрация. Това означава, че стабилността на аерозол е кинетичен, термодинамични фактори стабилност отсъстват.

Като всяка дисперсия система спрейове, произведени от два метода - кондензация и въздух дисперсия. По метода кондензация включва появата на мъгла по време на охлаждане на парите.

Когато методи въздух дисперсия за получаване на твърди или течни аерозоли тялото обикновено се пулверизират механично, след което твърдите частици или течни капчици разпределени в газ. Например, въздух пулверизиране на течности чрез аерозолни флакони при получаването на парфюми и козметика аерозоли, спрейове инсектициди емайли.

За аерозоли характеризират със специфичните процеси, свързани с техните кинетични свойства: термофореза, termopretsipitatsiya и фотофореза. Термофореза явление е движението на частици в посока на намаляване на температурата. Това е така, защото повече частици към загрят газ молекули са бомбардирани с по-висока скорост от по-малко нагряване. Fotoforez е движението на частици в едностранно тяхното покритие. Термофореза fotoforez и са важни в движението на атмосферни аерозоли, например при образуването на облаци.

Termopretsipitatsiya е отлагането на аерозолните частици на студени повърхности за сметка на загуба на кинетична енергия частици. Това обяснява отлагането на прах по стените и тавана в близост до отоплителни уреди.

Ролята на аерозоли в природата, промишлеността и бита е изключително висока. Например, влиянието на облаци и мъгли върху климата, прехвърлянето на семената на вятъра и прашец, пневматични методи за оцветяване и покритие повърхности бомбардирани метали, използването на прахообразни оплождане гориво.

Аерозолите са били широко използвани в медицината и фармацията. Стерилни контейнери в специални аерозолен тип контейнери за стерилизацията на хирургическото поле, рани, изгаряния; инхалационни аерозоли, съдържащи антибиотици и други лекарства, използвани за лечение на дихателните пътища; аерозоли локално превръзки, използвани в място; аерозоли в пастообразна форма се използва в хирургическа практика за залепване на рани, кожа, бронхите, кръвоносни съдове и т.н.

Спиране. Суспензии - много чести microheterogeneous система с течната среда и твърдата фаза твърдата дисперсия с размер на частиците по-високи от колоидни системи, т.нар в обхвата от 10 -6 -. 10 -4 m най-груби суспензии система повикване. Те включват глина, цимент и вар "решения", маслени бои.

За разлика от lyophobic колоиди основно само ниска степен на дисперсия, суспензия, по принцип, могат да бъдат получени като кондензационни и въздух дисперсия методи. Въпреки това, на практика те се приготвят чрез диспергиране на неразтворимите твърди частици в течна среда или ресуспендиране в среда заготовки прах.

Поради ниската степен на дисперсия в суспензии появи слаби или отсъстват такива молекулно-кинетични свойства като Брауново движение, и следователно дифузия. Осмотичното налягане е много слабо изразена в lyophobic колоиди, практически не се открива в суспензии, като частична концентрация в тях е дори по-малко, отколкото в loifobnyh колоиди. Вискозитетът на разредени суспензии не е много различен от вискозитета на носителя на дисперсия. Силно концентрирана суспензия (паста) има свойствата и структурирани системи, характеризиращи се с висок вискозитет.

Спиранията не проявяват разсейване на светлината, и тя не се прилага законът на Рейли, защото размерът на частиците в суспензия премахва възможността за дифракция.

Поради ниската степен на дисперсия на суспензията не кинетично стабилни системи (те са лесно утайка) и да се постигне необходимото агрегат стабилността извършване на най-малко една от следните две условия: 1) повърхност омокряне на частиците на дисперсната фаза като дисперсионна среда; 2) присъствието на стабилизатор. Добавен стабилизатор се въвежда под формата на повърхностно активни вещества, или като високо молекулно съединение. Ако стабилизатор не е налице, но суспензия от частици са добре омокря от средата на дисперсия, на неговата повърхност е оформена солватиране обвивка притежава еластични свойства и предотвратява съставни частици в големи агрегати.

Емулсии. Емулсии - система, състояща се от две течни фази, едната от които е диспергиран като капки в другата. Течен фрагментирана на капчици, наречен дисперсна фаза и течността запълване на пространството между капчиците, - дисперсионна среда. За наличието на стабилна емулсия е необходимо течността представляващо емулсията е по същество взаимно неразтворими или притежава достатъчно ниска разтворимост. Размерът на частиците на дисперсната фаза на емулсиите варира от 10 до 10 -7 -5 m, и следователно те могат да бъдат приписани на системите за микрохетерогенност.

Характерна особеност на емулсиите е, че в зависимост от условията на поява на някоя от двете течности, образуващи системата за дисперсия може да бъде едновременно диспергирана фаза и дисперсна среда. Най-честият случай - вода емулсия (В) в него и неразтворима органична течност (например масло, бензен, хлороформ), което обикновено се нарича масло (М). Два вида емулсии: Емулсии, в която среда дисперсия е масло, и емулсия с диспергирана фаза на вода. Първият вид се нарича емулсия масло във вода емулсия (съкратено O / W) емулсия или първи порядък (директно). Вторият тип - вода в масло емулсия (W / O), емулсии или втория вид (обратна).

Емулсии получени чрез механична дисперсия, въпреки че по принцип е възможно да се използва метод на кондензиране. За диспергиране qprimenyayut различни бъркалки, смесители, хомогенизатори, колоидни мелници. Силно диспергирана емулсия често получават ултразвуков метод дисперсия.

Емулсии са нестабилни системи утаяване. Ако дисперсната фаза и средата диспергиране различна плътност, е възможно утаяване (или изкачване) на капки диспергирана фаза, т.е. концентрация еднаквост нарушение. Агрегатни нестабилност на емулсии се проявява в спонтанен сливане на капки в дисперсната фаза - срастване. Този процес може да доведе до разрушаване на емулсията и разделяне на двете течни слоя.

Емулсии, както и всички microheterogeneous система, притежават голяма площ интерфейс. Формирането на интерфейса винаги трябва да се работи, и тази работа е по-голяма, толкова по-повърхностното напрежение на повърхността. Следователно, лекота на образуване на емулсия и повишаване на нейната стабилност се осигурява чрез въвеждане на вещества, които се адсорбират върху напрежението на междуфазовата повърхност, за да го намалят. Такива вещества, наречени емулгатори.

Наред с намаляването на повърхностно напрежение емулгатори може да стабилизира емулсията, както и с това, че компактен филм се формира на емулгатор като известна механична якост на интерфейса. Такива филми са защитени от срастване на частиците на емулсията. За разлика суспензии този фактор може да бъде по-важно от създаването на електрически заряди на повърхността на капчиците.

Нека разгледаме механизма на емулгирането на емулгаторите например O / W емулсия. Полярен (амфифилен) на молекулата на емулгатор (Фигура 7, глава 13) се адсорбира върху повърхността на маслените капчици разтваря неполярни въглеводородни радикали в маслото, и полярни групи във вода. В резултат на адсорбцията на напрежение емулгатор повърхност на маслени капчици се намалява, така че повърхностната енергия е намалена. В резултат на това тя става по-стабилна. Също образува хидратна клетка здраво свързване на нефтени капки и среда дисперсия (в този случай вода), които ще инхибират срастване.

Ако се използва като емулгатор молекули, способни на дисоциация на йони (например, сапун, който е смес от мастни киселини), отрицателно заредения масло капка, в резултат на още по-голяма стабилност на емулсията.

Както може да се използват емулгатори и твърдите вещества се прилагат под формата на прах. В този случай, механизмът свързани с омокряемостта на прах емулгиране течност, част от емулсията и да се образува около капчиците на твърди силни черупки. Хидрофилни емулгатори като глина, креда, гипс, стабилизиращи О / W емулсия В и хидрофобен (сажди прах) - тип емулсия W / О.

Особеност на повечето емулсии са емулсии взаимно превръщане на два вида:

Този процес, наречен инверсия на фазите. Това води до факта, че дисперсната фаза на емулсията става новообразуваната дисперсионна среда система като диспергиращи среда на емулсията - дисперсната фаза емулсия на новообразуваната. Това се постига чрез въвеждане на повърхностно активно вещество, което стабилизира обратен тип емулсия. Например, тип емулсия О на / W, стабилизиран натриев олеат, се превръща в W / О емулсия чрез въвеждане на излишък от калциев олеат. Бензен във вода емулсия стабилизиран със сапун алкален метал във вода емулсия се превръща в бензен чрез прибавяне към него с разклащане малко тегло на калциев хлорид. Получената калциева сол със сапун и разтворим в бензол, стабилизира емулсията вода в бензол.

Фигура 7 Манипулиране емулсии

Биологичната значимост на емулсии е много голям. Например, мляко и яйчен протеин е тип емулсия O / W Усвояването на мазнините в организма чрез тяхното емулгиране под влиянието на жлъчката. Каучуков латекс растения (латекс) като емулсия. Емулсиите са широко използвани в производството на: битумна емулсия асфалт, бои, "рязане емулсия", както се използва при обработката на метали.

Значение на суспензии, емулсии и суспензии в аптеката е, те идват в рамките на определения обхват на лекарства, произведени както заводска технология и технологията на фармацията. Те включват albiholovaya и Нафталан, маслени емулсии, емулсии за вътрешно ползване; суспензия - sintomitsinovoy линименти, streptocidal, novotsillin др. суспензия лиофилни набъбващи вещества (Tanalbin) и lyophobic вещества (камфор, фенил салицилат, ментол, серни и нагоре.) пяна състави срещу възпаление на кожата, изгаряния и т.н.