Получаване на дисперсни системи. По темата: методи за получаване и пречистване на дисперсни системи Химически факултет - презентация Класификационни методи за получаване и пречистване на дисперсни системи

Въведение……………………………………………………………………стр. 3

Главна част

1. Получаване на дисперсни системи………………………………стр. пет

1.1. Методи на диспергиране…………………………………………..стр. пет

1.2. Методи на кондензация…………………………………………..стр. 7

2. Пречистване на дисперсни системи……………………………………………..стр. 10

Приложение……………………………………………………………………стр. 12

Списък на използваната литература………………………… стр.13

Въведение

В колоидна химия са широко използвани много понятия от курса на физичната химия, включително фазови, хомогенни и хетерогенни системи.

Фаза - част от система със същия състав, същите физически свойства, ограничена от други части от интерфейса. Система, състояща се от една фаза, се нарича хомогенна. Хетерогенната система се състои от две или повече фази. Хетерогенна система, в която една от фазите е представена под формата на микроскопични частици, се нарича микрохетерогенен.Една хетерогенна система може да съдържа частици, които са много по-малки от тези, видими в оптичен микроскоп. Такива частици се наблюдават с помощта на ултрамикроскоп. Система, съдържаща такива малки частици, се нарича ултрамикрохетероген. Според предложението на Оствалд и Веймарн, фазата, която влиза в микрохетерогенната и ултрамикрохетерогенната система под формата на малки частици, се нарича разпръснато .

Микрохетерогенните и ултрамикрохетерогенните системи са представители на специален клас хетерогенни системи, наречени дисперсни системи .

Колоидната химия е наука за свойствата на хетерогенните високодисперсни системи и процесите, протичащи в тях.

Имайки излишък от свободна енергия, типичните силно дисперсни системи са термодинамично нестабилни. Те се характеризират със спонтанни процеси, които намаляват определения излишък чрез намаляване на дисперсията. В същото време системата остава непроменена в своята химичен състав, променя енергийните характеристики, а следователно и колоидно-химичните свойства. В разглежданите процеси, за разлика от химичните, системата проявява нестабилност, променливост, висока лабилност, като остава „сама“ (запазване на състава).

Всички тези характеристики - невъзпроизводимост, структурообразуване и лабилност - са от голямо значение в процеса на еволюция на материята до нейната най-високо организирана форма - живота. Потенциалните възможности на жизнените процеси вече се съдържат, както в ембриона, в разпръснати системи, от които е изградена жива материя. Колоидното ниво на материята, надмолекулно или високомолекулно, съответстващо на "молекулярното ниво" в биологията, е необходимо и неизбежно звено в процеса на еволюция.

Сложните биологични проблеми, доминиращи в момента в естествените науки, се решават до голяма степен на базата на физичната химия на дисперсните системи. Следователно изучаването на колоидна химия е от особено значение и фундаментално значение за развитието на науката в настоящето и бъдещето.

Тази статия разглежда основните методи за получаване и пречистване на дисперсни системи, които се класифицират като солс течна дисперсионна среда и твърда дисперсна фаза (sol [German Sole от решение(лат.)] - колоиден разтвор). По отношение на размера на частиците золите се класифицират като колоидно-дисперсни системи (10 -7 - 10 -9 m).

Получаването на материали с необходимите свойства в много случаи включва включване като технологични процеси, образуване (дисперсия или кондензация) на частици от дисперсната фаза и тяхното коагулиране в течна дисперсионна среда. От друга страна, коагулацията и утаяването на суспензиите са един от етапите на процесите на пречистване на водата. Това се отнася не само за вредни битови суспензии и отпадъци от различни технологични процеси, но и за специално получени золи на метални хидроксиди, които се въвеждат във водата за улавяне на повърхностноактивни примеси и йони на тежки метали. Методите за управление на тези процеси се основават на приложението общи моделиобразуване и разрушаване на дисперсни системи в комбинация с изследване на техните специфични свойства, по-специално способността за образуване на пространствени дисперсни структури с характерни механични свойства. Тези колоидно-химични явления са в основата на много геоложки процеси, например, водещи до образуването на почвения слой, който е в основата на развитието на живота на земната повърхност.

Главна част

1. Получаване на дисперсни системи.

Има два начина за получаване на дисперсни системи. В единия от тях твърдите и течните вещества са фино смлени (диспергирани) в подходяща дисперсионна среда, а в другия се образуват частици от дисперсната фаза от отделни молекули или йони.

Наричат се методи за получаване на дисперсни системи чрез смилане на по-големи частици дисперсия.Наричат се методи, основани на образуването на частици в резултат на кристализация или кондензация кондензация.

1.1 Методи на диспергиране.

Тази група методи съчетава преди всичко механични методи, при които преодоляването на междумолекулните сили и натрупването на свободна повърхностна енергия в процеса на диспергиране се осъществява поради външна механична работа върху системата. В резултат на това твърдите вещества се смачкват, абразират, смачкват или разцепват, което е характерно не само за лабораторни или промишлени условия, но и за процесите на дисперсия, протичащи в природата (резултат от раздробяване и абразия на твърди скали под действието на силите на повърхността). , приливни явления, процеси на изветряне и излугване и др.).

В лабораторни и промишлени условия разглежданите процеси се извършват в трошачки, воденични камъни и мелници с различни конструкции. Най-често топкови мелници.Това са кухи въртящи се цилиндри, в които се зарежда смлян материал и стоманени или керамични топки. Когато цилиндърът се върти, топките се търкалят, изтривайки натрошения материал. Смилането може да се получи и в резултат на удари на топката. В топкови мелници се получават системи, чиито размери на частиците са в доста широк диапазон: от 2 - 3 до 50 - 70 микрона. Кух цилиндър със сачми може да бъде задвижван в кръгово осцилаторно движение, което допринася за интензивното раздробяване на натоварения материал под действието на сложното движение на смилащите тела. Такова устройство се нарича вибрираща мелница.

По-фина дисперсия се постига в колоиден мелнициразлични конструкции, чийто принцип на действие се основава на развитието на счупващи сили в суспензия или емулсия под действието на центробежна сила в тясна междина между ротора, въртящ се с висока скорост, и неподвижната част на устройството - статора. В този случай окачените големи частици изпитват значителна сила на разкъсване и по този начин се разпръскват. Типът колоидна мелница, широко използван в момента, е показан на фиг. 1 (виж приложението). Тази мелница се състои от ротор, представляващ коничен диск 1, разположен на вал 2, и статор 3. Роторът се задвижва от специален вертикално монтиран двигател, обикновено извършващ около 9000 rpm. Работните повърхности на ротора и статора 4 се смилат една спрямо друга и дебелината на пролуката между тях е около 0,05 mm. Грубата суспензия се излива в мелницата през тръба 5 под въртящия се диск чрез центробежна сила, която се развива в резултат на въртенето на ротора, се изтласква през процепа и след това се отстранява от мелницата през тръба 6. Когато течността премине под формата на тънък филм през процепа, частиците, суспендирани в течността, изпитват значителни сили на срязване и се смачкват. Степента на дисперсия на получената система зависи от дебелината на процепа и скоростта на въртене на ротора: колкото по-малка е междината и по-висока е скоростта, толкова по-голяма е силата на срязване и следователно по-висока е дисперсията.

Може да се постигне висока дисперсия ултразвукова дисперсия. Разпръскващият ефект на ултразвука е свързан с кавитацията - образуването и срутването на кухини в течност. Сривът на кухините е придружен от появата на кавитационни ударни вълни, които разрушават материала. Експериментално е установено, че дисперсията е в пряка зависимост от честотата на ултразвуковите вибрации. Ултразвуковата дисперсия е особено ефективна, ако материалът преди това е бил подложен на фино смилане. Емулсиите, получени по ултразвуковия метод, се отличават с еднаквостта на размерите на частиците на дисперсната фаза.

Дисперсионните методи за получаване на золи включват Методът на Бредиг, който се основава на образуването на волтова дъга между диспергиращи се метални електроди, поставени във вода. Същността на метода се крие в разпръскването на метала на електрода в дъгата, както и в кондензацията на метални пари, образувани при висока температура. Следователно електрическият метод съчетава характеристиките на методите на дисперсия и кондензация. Методът на електроспрей е предложен от Бредиг през 1898 г. Бредиг включва амперметър, реостат и два диспергиращи се метални електрода в DC верига с мощност 5-10 A и напрежение 30-110 V. Той потопи електродите в съд, пълен с вода, охладен отвън с лед. Схематичното подреждане на устройството, използвано от Bredig, е показано на фиг. 2 (виж приложението). Когато токът преминава през електродите между тях под вода, възниква волтова дъга. В този случай близо до електродите се образува облак от силно диспергиран метал. За получаване на по-стабилни золи е препоръчително да се въведат следи от стабилизиращи електролити, например хидроксиди на алкални метали, във водата, в която са потопени електродите.

| Повече ▼ общ смисълТо има метод на Swedberg,който използва високоволтов осцилаторен разряд, което води до скок на искри между електродите. Този метод може да се използва за получаване не само на хидрозоли, но и на органозоли от различни метали.

При раздробяване и смилане материалите се разрушават предимно на места с дефекти на якост (макро- и микропукнатини). Следователно, тъй като частиците се смачкват, силата на частиците се увеличава, което обикновено се използва за създаване на по-здрави материали. В същото време увеличаването на якостта на материалите при раздробяването им води до голяма консумация на енергия за по-нататъшно разпръскване. Унищожаването на материалите може да бъде улеснено чрез използване Ребиндер ефект– намаляване на адсорбционната сила твърди вещества. Този ефект е да се намали повърхностната енергия с помощта на повърхностно активни вещества, което води до по-лесна деформация и разрушаване на твърдото вещество. Като такива повърхностноактивни вещества, наречени в този случай редуктори на твърдост, могат да се използват например течни метали за унищожаване на твърди метали, органични вещества за намаляване на здравината на органичните монокристали. Редукторите на твърдост се характеризират с малки количества, които предизвикват ефекта на Rebinder и специфичност на действието. Добавките, които овлажняват материала, помагат на средата да проникне в местата на дефекти и с помощта на капилярни сили също улесняват разрушаването на твърдото вещество. Повърхностноактивните вещества не само допринасят за разрушаването на материала, но и стабилизират дисперсното състояние, тъй като покривайки повърхността на частиците, по този начин предотвратяват обратното им сцепление или сливане (за течности). Това също допринася за постигането на силно разпръснато състояние.

Използването на дисперсионни методи обикновено не успява да постигне много висока дисперсия. Системи с размери на частиците от порядъка на 10 -6 - 10 -7 cm се получават чрез кондензационни методи.

1.2. кондензационни методи.

Кондензационните методи се основават на процесите на възникване на нова фаза чрез комбиниране на молекули, йони или атоми в хомогенна среда. Тези методи могат да бъдат разделени на физически и химически.

физическа кондензация.Най-важните физически методи за получаване на дисперсни системи са кондензация на пари и подмяна на разтворител.Най-очевидният пример за кондензация от пари е образуването на мъгла. Когато параметрите на системата се променят, по-специално, когато температурата намалява, налягането на парите може да стане по-високо от равновесното налягане на парите над течността (или над твърдото вещество) и в газовата фаза се появява нова течна (твърда) фаза. В резултат на това системата става хетерогенна - започва да се образува мъгла (дим). По този начин се получават например камуфлажни аерозоли, които се образуват при охлаждане на парите на P 2 O 5 , ZnO и други вещества. Лиозолите се получават в процеса на съвместна кондензация на пари от вещества, които образуват дисперсна фаза и дисперсионна среда върху охладена повърхност.

Методът за замяна на разтворителя е широко използван, базиран, подобно на предишния, на такава промяна в параметрите на системата, при която химическият потенциал на компонента в дисперсионната среда става по-висок от равновесния и тенденцията към преходът към равновесно състояние води до образуването на нова фаза. За разлика от метода на кондензация на пари (промяна на температурата), при метода на заместване на разтворителя съставът на средата се променя. Така че, ако наситен молекулен разтвор на сяра в етилов алкохол се излее в голям обем вода, тогава полученият разтвор в смес алкохол-вода вече е пренаситен. Пренасищането ще доведе до агрегиране на серни молекули с образуване на частици от нова фаза - диспергирана.

Методът на заместване на разтворителя се използва за получаване на золи от сяра, фосфор, арсен, колофон, целулозен ацетат и много органична материячрез изливане на алкохолни или ацетонови разтвори на тези вещества във вода.

Химична кондензация. Тези методи също се основават на кондензационното отделяне на нова фаза от пренаситен разтвор. Въпреки това, за разлика от физически методи, веществото, което образува дисперсната фаза, се появява в резултат на химическа реакция. По този начин всяка химическа реакция, протичаща с образуването на нова фаза, може да бъде източник за получаване на колоидна система. Следните химични процеси са дадени като примери.

1. Възстановяване.Класически пример за този метод е получаването на златен зол чрез редукция на хлороауринова киселина. Водороден пероксид може да се използва като редуциращ агент (метод Zigmondy):

2HauCl 2 + 3H 2 O 2 ® 2Au + 8HCl + 3O 2

Известни са и други редуциращи агенти: фосфор (M. Faraday), танин (W. Oswald), формалдехид (R. Zhigmondy). Например,

2KauO 2 + 3HCHO + K 2 CO 3 \u003d 2Au + 3HCOOK + KHCO 3 + H 2 O

2. Окисление.Окислителните реакции са широко разпространени в природата. Това се дължи на факта, че по време на издигане на магматични стопилки и отделени от тях газове, флуидни фази и подземни води, всички подвижни фази преминават от зоната на редукционни процеси на голяма дълбочина към зоните на окислителни реакции близо до повърхността. Илюстрация на такива процеси е образуването на серен зол в хидротермални води с окислители (серен диоксид или кислород):

2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O

Друг пример е процесът на окисление и хидролиза на железен бикарбонат:

4Fe(HCO 3) 2 +O 2 +2H 2 O®4Fe(OH) 3 +8CO 2

Полученият зол от железен хидроксид придава червено-кафяв цвят на естествените води и е източник на ръждиво-кафяви седиментни зони в долните слоеве на почвата.

3. Хидролиза.Образуването на хидрозоли в процесите на хидролиза на соли е широко разпространено в природата и от голямо значение в технологиите. За пречистване се използват процеси на хидролиза на сол Отпадъчни води(алуминиев хидроксид, получен чрез хидролиза на алуминиев сулфат). Високата специфична повърхност на колоидните хидроксиди, образувани по време на хидролизата, прави възможно ефективно адсорбиране на примеси - молекули на повърхностно активни вещества и йони на тежки метали.

4. Обменни реакции.Този метод е най-често срещаният в практиката. Например, получаване на зол от арсенов сулфид:

2H 3 AsO 3 + 3H 2 S®As 2 S 3 + 6H 2 O,

получаване на зол от сребърен йодид:

AgNO3 +KI®AgI+KNO3

Интересно е, че обменните реакции правят възможно получаването на золи в органични разтворители. По-специално реакцията

Hg(CN)2+H2S®HgS+2HCN

Извършва се чрез разтваряне на Hg (CN) 2 в метилов, етилов или пропилов алкохол и преминаване на сероводород през разтвора.

Добре известни реакции в аналитичната химия, като производството на утайки от бариев сулфат или сребърен хлорид

Na 2 SO 4 + BaCl 2 ® BaSO 4 + 2NaCl

AgNO 3 + NaCl ® AgCl + NaNO 3

при определени условия водят до образуването на почти прозрачни, леко мътни золи, от които впоследствие може да се получи утаяване.

По този начин, за кондензационното получаване на золи е необходимо концентрацията на веществото в разтвора да надвишава разтворимостта, т.е. разтворът трябва да е пренаситен. Тези условия са общи както за образуването на фин зол, така и за нормално твърда фаза. Въпреки това, в първия случай са необходими специални условия, които според теорията, разработена от Weimarn, се състоят в едновременното появяване на огромен брой ядра от дисперсната фаза. Ембрионът трябва да се разбере минимумнатрупване на нова фаза в равновесие с заобикаляща среда. За да се получи силно дисперсна система, е необходимо скоростта на нуклеация да бъде много по-висока от скоростта на растеж на кристалите. На практика това се постига чрез изливане на концентриран разтвор на единия компонент в много разреден разтвор на другия при енергично разбъркване.

Солите се образуват по-лесно, ако в процеса на тяхното приготвяне в разтворите се въвеждат специални съединения, наречени защитни вещества или стабилизатори. Сапуни, протеини и други съединения се използват като защитни вещества при получаването на хидрозоли. Стабилизаторите се използват и при приготвянето на органозоли.

2. Пречистване на дисперсни системи.

Солите и разтворите на съединения с високо молекулно тегло (HMCs) съдържат съединения с ниско молекулно тегло като нежелани примеси. Те се отстраняват по следните методи.

Диализа.Диализата исторически е първият метод за пречистване. Предложено е от Т. Греъм (1861). Схемата на най-простия диализатор е показана на фиг. 3 (виж приложението). Золът, който трябва да се пречиства, или разтворът на IUD, се излива в съд, дъното на който е мембрана, която задържа колоидни частици или макромолекули и пропуска молекули на разтворителя и примеси с ниско молекулно тегло. Външната среда в контакт с мембраната е разтворител. Нискомолекулните примеси, чиято концентрация в пепелта или макромолекулния разтвор е по-висока, преминават през мембраната във външната среда (диализат). На фигурата посоката на потока от нискомолекулни примеси е показана със стрелки. Пречистването продължава, докато концентрациите на примеси в пепелта и диализата се сближат по големина (по-точно, докато се изравнят химическите потенциали в пепелта и диализата). Ако актуализирате разтворителя, можете почти напълно да се отървете от примесите. Тази употреба на диализа е подходяща, когато целта на пречистването е да се отстранят всички субстанции с ниско молекулно тегло, преминаващи през мембраната. Въпреки това, в някои случаи задачата може да се окаже по-трудна - необходимо е да се отървете само от определена част от нискомолекулните съединения в системата. Тогава като външна средананесете разтвор на тези вещества, които трябва да се съхраняват в системата. Именно тази задача се поставя при почистване на кръвта от нискомолекулни шлаки и токсини (соли, урея и др.).

Ултрафилтрация.Ултрафилтрацията е метод за почистване чрез принуждаване на дисперсионна среда заедно с нискомолекулни примеси през ултрафилтри. Ултрафилтрите са мембрани от същия тип, използвани за диализа.

Най-простата инсталация за ултрафилтрация е показана на фиг. 4 (виж приложението). Пречистеният зол или разтвор на спирала се излива в торбичката от ултрафилтъра. Золът се подлага на свръхналягане в сравнение с атмосферното налягане. Може да се създаде или от външен източник (резервоар за сгъстен въздух, компресор и др.) или от голям течен стълб. Дисперсионната среда се обновява чрез добавяне на чист разтворител към зола. За да бъде скоростта на почистване достатъчно висока, актуализацията се извършва възможно най-бързо. Това се постига чрез прилагане на значително свръхналягане. За да може мембраната да издържи на такива натоварвания, тя се полага върху механична опора. Като такава опора служат решетки и плочи с дупки, стъклени и керамични филтри.

Микрофилтрация.Микрофилтрацията е разделяне с помощта на филтри на микрочастици с размер от 0,1 до 10 микрона. Ефективността на микрофилтрата се определя от порьозността и дебелината на мембраната. За оценка на порьозността, т.е. съотношението на площта на порите към общата площ на филтъра, се използват различни методи: пробиване на течности и газове, измерване на електрическата проводимост на мембраните, щанцоващи системи, съдържащи калибрирани частици от дисперсната фаза и др.

Микропрестите филтри са направени от неорганични вещества и полимери. Чрез синтероване на прахове могат да се получат мембрани от порцелан, метали и сплави. Полимерните мембрани за микрофилтрация най-често се изработват от целулоза и нейните производни.

Електродиализа.Отстраняването на електролити може да се ускори чрез прилагане на външно наложена потенциална разлика. Този метод на пречистване се нарича електродиализа. Използването му за почистване различни системис биологични обекти (разтвори на протеини, кръвен серум и др.) започва в резултат на успешната работа на Doré (1910). Устройството на най-простия електродиализатор е показано на фиг. 5 (вижте прикачения файл). Предметът за почистване (зол, разтвор на спирала) се поставя в средната камера 1, а средата се излива в двете странични камери. В камерите на катода 3 и анода 5 йоните преминават през порите в мембраните под действието на приложено електрическо напрежение.

Електродиализата е най-подходяща за пречистване, когато могат да се прилагат високи електрически напрежения. В повечето случаи в началния етап на пречистване системите съдържат много разтворени соли и тяхната електрическа проводимост е висока. Следователно при високо напрежение може да се отдели значително количество топлина и могат да настъпят необратими промени в системите с протеини или други биологични компоненти. Поради това е рационално да се използва електродиализата като окончателен метод за почистване, като се използва преддиализа.

Комбинирани методипочистване.В допълнение към индивидуалните методи за пречистване - ултрафилтрация и електродиализа - известна е тяхната комбинация: електроултрафилтрация, използвана за пречистване и разделяне на протеини.

Възможно е да се пречисти и в същото време да се увеличи концентрацията на зол или разтвор на IUD, като се използва метод, наречен електродекантиране.Методът е предложен от В. Паули. Електродекантирането се случва, когато електродиализаторът работи без разбъркване. Солните частици или макромолекулите имат свой собствен заряд и под действието на електрическо полепридвижване към един от електродите. Тъй като те не могат да преминат през мембраната, концентрацията им в една от мембраните се увеличава. По правило плътността на частиците се различава от плътността на средата. Следователно, на мястото на концентрация на зол, плътността на системата се различава от средната стойност (обикновено плътността се увеличава с увеличаване на концентрацията). Концентрираният зол изтича към дъното на електродиализатора и в камерата се осъществява циркулация, която продължава, докато частиците се отстранят почти напълно.

Колоидните разтвори и по-специално разтворите на лиофобни колоиди, пречистени и стабилизирани, могат, въпреки термодинамичната нестабилност, да съществуват за неопределено време. дълго време. Разтворите на зол от червено злато, приготвени от Фарадей, все още не са претърпели никакви видими промени. Тези данни предполагат, че колоидни системи могат да бъдат в метастабилно равновесие.

Приложение

Списък на използваната литература

1. S. S. Voyutsky, Курс по колоидна химия. Москва, издателство "Химия", 1976 г.

2. В. Н. Захарченко, Колоидна химия. Москва, издателство " гимназия“, 1989 г

3. D. A. Friedrichsberg, Курс по колоидна химия. Издателство "Химия", клон Ленинград, 1974 г.

4. Ю. Г. Фролов, Курс по колоидна химия. Повърхностни явления и дисперсни системи. Москва, издателство "Химия", 1982 г.

5. Е. Д. Щукин, А. В. Перцев и Е. А. Амелина, Колоидна химия. Москва, издателство "Висше училище", 1992 г.

Дисперсна система е система, в която малки частици от едно или повече вещества са равномерно разпределени между частиците на друго вещество. Дисперсната фаза се нарича малки частици от вещество, което е разпределено в системата. Дисперсионната среда е вещество, в което е разпределена дисперсната фаза. 3 Хетерогенна дисперсна система: частиците от дисперсната фаза имат размер по-голям от 1·10-9 m и представляват отделна фаза от дисперсионната среда. Хомогенна дисперсна система: няма интерфейс между дисперсната фаза и дисперсионната среда (истински разтвори). Размерите на молекулите, йони са по-малки от 1 10-9 m.

СЪС СТЕПЕН НА ДИСПЕРСИЯ. ДО ЛАСИФИКАЦИЯ НА ДИСПЕРСИВНИ СИСТЕМИ. 4 Степента на дисперсия (D) е реципрочна на размера на частиците (d) D = 1/d Колкото по-малък е размерът на частиците, толкова по-голяма е дисперсията на системата Класификация според степента на дисперсия Груба (d \u003d m) (груби суспензии, емулсии, прахове). Средна дисперсия (d = m) (тънки суспензии, дим, порести тела). Силно диспергирани (d = m) (колоидни системи).

ПОЛУЧАВАНЕ НА ДИСПЕРСИВНИ СИСТЕМИ Дисперсионни методи. Тази група методи съчетава механични методи, чрез които твърдите вещества се раздробяват, раздробяват или разделят. Типично за лабораторни, промишлени и дисперсионни процеси, протичащи в природата. В лабораторни и промишлени условия тези процеси се извършват в трошачки, воденични камъни и мелници с различни конструкции. Най-разпространени са топкови мелници, в които се получават системи, с размери на частиците от 2 - 3 до 50 - 70 микрона. В колоидни мелници с различни конструкции се постига по-фина дисперсия, принципът на действие на такива мелници се основава на развитието на разрушаващи сили в суспензия или емулсия под действието на центробежна сила. В този случай окачените големи частици изпитват значителна сила на разкъсване и по този начин се разпръскват. Висока дисперсия може да се постигне чрез ултразвукова дисперсия. Експериментално е установено, че дисперсията е в пряка зависимост от честотата на ултразвуковите вибрации. Емулсиите, получени по ултразвуковия метод, се отличават с еднаквостта на размерите на частиците на дисперсната фаза. пет

дисперсионни методи. Методът на Бредиг се основава на образуването на волтова дъга между диспергиращи се метални електроди, поставени във вода. Същността на метода се крие в разпръскването на метала на електрода в дъгата, както и в кондензацията на метални пари, образувани при висока температура. Методът на Svedberg, който използва високоволтов осцилаторен разряд, който предизвиква прескачане на искра между електродите. Този метод може да се използва за получаване не само на хидрозоли, но и на органозоли от различни метали. При раздробяване и смилане материалите се разрушават предимно на места с дефекти на якост (макро- и микропукнатини). Следователно, тъй като частиците се смачкват, силата на частиците се увеличава, което обикновено се използва за създаване на по-здрави материали. В същото време увеличаването на якостта на материалите при раздробяването им води до голяма консумация на енергия за по-нататъшно разпръскване. Разрушаването на материалите може да бъде улеснено с помощта на ефекта на Ребиндер - адсорбционно намаляване на якостта на твърдите вещества. Този ефект е да се намали повърхностната енергия с помощта на повърхностно активни вещества, което улеснява деформацията и разрушаването на твърдото вещество (течните метали за разрушаване на твърди метали). Използването на дисперсионни методи обикновено не успява да постигне много висока дисперсия. Системи с размери на частиците от порядъка на -10 7 cm се получават чрез кондензационни методи. 6 ПРОИЗВОДСТВО НА ДИСПЕРСИВНИ СИСТЕМИ

Кондензационни методи (физически) Методите на кондензация се основават на процесите на образуване на нова фаза чрез комбиниране на молекули, йони или атоми в хомогенна среда. Тези методи могат да бъдат разделени на физически и химически. Физическа кондензация - кондензация от пари и подмяна на разтворителя. (образуване на мъгла). Методът за заместване на разтворителя (промяна на състава на средата) се основава на такава промяна в параметрите на системата, при която химическият потенциал на компонента в дисперсионната среда става по-висок от равновесния и тенденцията за преминаване към равновесното състояние води до образуването на нова фаза. Солите на сярата, фосфора, арсена и много органични вещества се получават по този метод чрез изливане на алкохолни или ацетонови разтвори на тези вещества във вода. 7 ПОЛУЧАВАНЕ НА ДИСПЕРСИВНИ СИСТЕМИ

Методи на кондензация (химични) Химическа кондензация: веществото, което образува дисперсната фаза, се появява в резултат на химическа реакция. По този начин всяка химическа реакция, протичаща с образуването на нова фаза, може да бъде източник за получаване на колоидна система. 1. Възстановяване (приготвяне на златен зол чрез редукция на златна солна киселина): 2HAuCl 2 + 3H 2 O 2 \u003d 2Au + 8HCl + 3O 2 2. Окисление (образуване на серен зол в хидротермални води, с окислители (серен диоксид или кислород)): 2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O 3. Хидролиза 4. Реакции на обмен (получаване на зол на арсенов сулфид): 2H 3 AsO 3 + 3H 2 S = As 2 S 3 + 6H 2 O so че концентрацията на веществото в разтвора надвишава разтворимостта, т.е разтворът трябва да е пренаситен. 8 ПРОИЗВОДСТВО НА ДИСПЕРСИВНИ СИСТЕМИ

МЕТОДИ ЗА ПОЧИСТВАНЕ НА КОЛОИДНИ РАЗТВОРИ. Солите и разтворите на съединения с високо молекулно тегло (HMCs) съдържат съединения с ниско молекулно тегло като нежелани примеси. Те се отстраняват по следните методи. Диализата исторически е първият метод за пречистване. Пречистване на колоидни разтвори през полупропусклива мембрана, която се промива от разтворителя. Електродиализата е процес на почистване на золите от електролитни примеси в електрическо поле, което ускорява движението на йони. Ултрафилтрацията е метод за почистване чрез принуждаване на дисперсионна среда заедно с нискомолекулни примеси през ултрафилтри. Микрофилтрацията е разделяне с помощта на филтри на микрочастици с размер от 0,1 до 10 микрона. Комбинирани методи за почистване. В допълнение към индивидуалните методи за пречистване - ултрафилтрация и електродиализа - известна е тяхната комбинация: електро-ултрафилтрация, използвана за пречистване и разделяне на протеини. Възможно е да се пречисти и в същото време да се увеличи концентрацията на зола или разтвора на IUD, като се използва метод, наречен електродекантиране. Електродекантирането се случва, когато електродиализаторът работи без разбъркване. девет

а) диспергиране или смилане (хоранс, колоидна мелница, електроспрей, ултразвук).

б) кондензация: физическа (облаци) и химична.

в) пептизация

Лиофилните емулсии се получават спонтанно и са стабилни, докато лиофобните са нестабилни и изискват работа, за да се образуват. Получават се чрез механично, акустично или електрическо разпръскване. Например, методът на дъгата: електрически разряд се възбужда във вода между два проводника, направени от Ag, Au или Fe. Металните пари, изпарени в зоната на дъгата, кондензират в микрокристали, които сорбират OH - йони на повърхността и разтворът се стабилизира.

Пречистване на примеси: диализа - съдът се отделя с полупропусклива преграда, в единия колоиден разтвор, в другия разтворител. Смяна на разтворителя. Електродиализа - диализа в електрическо поле.

ПОРЕСТИ ТЕЛА

Това са твърди вещества, вътре в които има пори, които могат да бъдат запълнени с газ или течност. Те имат твърда дисперсионна среда и течна или газообразна дисперсна фаза („отрицателна“ на прахове или суспензии). В микропорьозните тела размерът на порите е съизмерим с размера на молекулите (радиуси от 0,5 до 1,5 nm). Порестите тела са торф, дърво, кожа, хартия, тъкани, почва и др. На практика като адсорбенти се използват специално синтезирани твърди вещества, предназначени за извличане, разделяне и пречистване на вещества, които имат голяма специфична повърхност, здравина и селективност. Активен въглен, силикагел, алумогел и зеолити са широко използвани. Зеолитите са алумосиликати с правилна кристална структура. Рамката на зеолита се състои от тетраедрични елементи 4- и 5-, свързани с общи атоми О. Излишният отрицателен заряд на рамката се неутрализира от заряда на катиони на алкални и алкалоземни метали, разположени в порите. Размерът на кухините на зеолитите е 0,4 - 1,1 nm. Молекули, по-малки от порите, могат да се адсорбират върху зеолити, следователно второто име на зеолитите е "молекулярни сита". Те ефективно абсорбират вода и поради това се използват широко за сушене на газови и течни среди. При нагряване водата от тях се изпарява.

Една от основните характеристики на порьозните тела е порьозността - съотношението на обема на порите към общия обем на тялото. Адсорбцията върху фино порести тела е възможна, когато повърхността се намокри с течност. Първо настъпва полимолекулярна адсорбция и след това настъпва капилярна кондензация.

ГЕЛОВЕ

Това са хомогенни дисперсни системи, в които колоидни частици са свързани помежду си в структура, дисперсионната среда запълва празнините. Те имат някои свойства на твърдите вещества: запазване на формата, пластичност, определена здравина. Примери: силикагел, алумогел, гипс. Богатите на течности се наричат лиогели, изсушени - ксерогели. Геловете, образувани от разтвори на спирала, се наричат желе.

Има еластични и нееластични гелове. Нееластичен абсорбира течност, почти без промяна на обема. След като загубят част от течността, те стават крехки. Elastic може да абсорбира само някои подобни течности и е в състояние да възстанови формата си след деформация. Абсорбирането на течността води до подуване.

Получаване на гелове:

1. Химическа реакция Na 2 SiO 3 + 2HCl \u003d H 2 SiO 3 + 2NaCl

2. Подуване на ксерогела. В някои случаи получената рамка е крехка и при разклащане се разрушава, образувайки разтвор, който след престоя може да се втвърди отново ( тиксотропия).

ЕМУЛСИИ

Дисперсна фаза и дисперсионна среда в течно състояние. Размерът на капчиците е от 1 до 50 микрона. И двете течности са взаимно неразтворими. Емулсиите са широко разпространени в природата и технологиите. Примери: масло, мляко, сметана, маргарин, яйчен жълтък, латекс.

Ако едната течност е полярна, а другата не, тогава се прави разлика между емулсия масло във вода (пример - сметана) или емулсия вода в масло (пример - масло). Повечето емулсии са нестабилни и по време на съхранение, сливане (сливане) на капчици. Стабилизатори (емулгатори) се адсорбират върху повърхността на капчиците; стабилизиращ механизъм: понижаване на повърхностното напрежение, комуникация на повърхността на капчиците електрически заряд, образуването на филм с механична якост на повърхността. Емулгаторите са хидрофобни (сажди, сулфиди, органични вещества) и хидрофилни (глина, креда, гипс) за стабилизиране на два вида емулсии. Силен емулгатор са повърхностноактивните вещества, в зависимост от състава и за двата вида емулсии.

Емулсиите често се образуват в екстракционни апарати, при различни химични реакции.

2 начина за получаване на емулсии: 1) раздробяване на капчици със силно разбъркване в присъствието на емулгатор. Силното намаляване на повърхностното напрежение с добавяне на повърхностноактивни вещества прави възможно получаването на стабилни емулсии при нормални условия.

2) образуване на филми и тяхното разкъсване на малки капки с ултразвук.

Превръщането на грубите емулсии в фини се нарича хомогенизиране .

Преобразуването на емулсиите се нарича обръщане на фазите на емулсията и протича с въвеждането на подходящ емулгатор или с механично разрушаване на стабилизиращи филми (разбиване на сметаната в масло).

Разрушаването на емулсиите става спонтанно. Понякога в индустрията е необходимо да се ускори унищожаването. За ускоряване се използват следните методи:

1) химическо разрушаване на защитния филм от реагент (например сапунен филм със силна киселина), най-често електролити.

2) добавяне на емулгатор за обръщане на фазите на емулсията

3) адсорбционна замяна на емулгатора с друго вещество, което не е в състояние да образува силен филм

4) отопление

5) механично въздействие, центрофугиране

6) действието на електрически ток.

Измиващото действие на емулсиите е комбинация от овлажняване, пептизация, емулгиране и стабилизиране на замърсителите. Поради адсорбцията на сапунени молекули върху повърхността на частиците, частиците се отделят (пептизация и стабилизиране), образува се стабилна емулсия, която след това се отстранява чрез измиване.

Емулсиите се използват широко като лубриканти и охлаждащи течности. Пример е фрезол - емулсия от масло и вода. Под формата на емулсия се получават битумни материали, импрегниращи състави, пестициди, лекарства и козметика, фотографски материали. Много лекарства се приготвят под формата на емулсии, като външните са от тип вода в масло, а вътрешните са обратното.

ПЯНА

това е концентрирана емулсия на газ в течност или твърдо вещество. Характерно свойство е клетъчната структура, при която въздушните мехурчета са разделени от тънки филми. Ако не, тогава това е просто емулсия (мътна чешмяна вода). За получаване на пяна е необходим стабилизатор - пенообразувател, който намалява повърхностното напрежение чрез адсорбиране върху повърхността. Механизъм на образуване: когато въздушен мехур напусне течност, в неговия филм се образуват два слоя ориентирани молекули на повърхностно активното вещество. Появяват се двойни електрически или солватни слоеве, осигуряващи агрегативната стабилност на пяната. С увеличаване на съотношението на обема на пяната към обема на течността, използвана за образуването й, формата на мехурчетата се променя от сферична към клетъчна или пчелна пита, тоест многостранна.

Пенообразуващи агенти: сапонин, желатин, казеин. Пяните се използват широко в промишлеността. В химическата промишленост пяните допринасят за ускоряването на реакциите поради голямата контактна повърхност на взаимодействащите фази. Използват се като почистващи препарати. Пяните се използват при флотацията на руди – обогатяване на руди чрез преработка във фино раздробено състояние с вода, съдържаща масло и емулгатор. Рудата е хидрофобна, отпадъчните скали (силикати, карбонати) са хидрофилни. Пенообразувател - борово масло. Хидрофилните частици се овлажняват от вода и потъват, докато хидрофобните изплуват на повърхността с масло в пяната.

Пяните се използват за гасене на пожари. Те блокират достъпа на въздух.

Пяните често пречат, например, при филтриране, пречистване на отпадъчни води. Необходими са пеногасители за гасене на нежелани пяни (които се адсорбират по-добре и изместват концентратите на пяната). Механично разрушаване на пяната.

23) Свойства на калоидите.

Тип I - суспензии(или необратими колоиди, лиофобни колоиди). Колоидни разтвори на метали, техните оксиди, хидроксиди, соли. Първичните частици на дисперсната фаза не се различават от структурата на съответното вещество, те имат молекулярна или йонна решетка. Това са силно диспергирани системи с развита междинна повърхност. Те се различават от суспензиите по дисперсия. Наречени са така, защото не могат да съществуват дълго време без стабилизатор.

Тип II - асоциативен (мицеларни колоиди) -полуколоиди. Частиците от този тип възникват при достатъчна концентрация на амфифилни молекули от нискомолекулни вещества в агрегати от молекули - мицели. Мицелите са клъстери от правилно подредени молекули, държани заедно от дисперсионни сили. Образуването на мицели е характерно за водни разтвори на детергенти и някои органични багрила. В други среди тези вещества се разтварят, за да образуват молекулярни разтвори.
III тип - молекулярни колоиди -лиофилизиран (на гръцки "filio" - обичам). Те включват естествени и синтетични макромолекулни вещества с молекулно тегло от десет хиляди до няколко милиона. Молекулите на тези вещества имат размера на колоидни частици, поради което такива молекули се наричат макромолекули.
Основната характеристика на колоидните частици е малкият им размер d: 1 nm< d < 10мкм

1) Диализа.Най-простото устройство за диализа - диализатор - е торбичка от полупропусклив материал (колодий), в която се поставя диализиращата течност. Торбата се спуска в съд с разтворител (вода). Периодичната или постоянна смяна на разтворителя в диализатора може да бъде почти напълно отстранен колоиден разтворпримеси на електролити и нискомолекулни неелектролити.
^2) Електродиализа- процесът на диализа, ускорен от действието на електрически ток. Електродиализата се използва за пречистване на колоидни разтвори, замърсени с електролити. Ако е необходимо да се пречистят колоидни разтвори от нискомолекулни неелектролити, процесът на електродиализа е неефективен. Процесът на електродиализа се различава малко от конвенционалната диализа.
^3) Ултрафилтрация- филтриране на колоидни разтвори през полупропусклива мембрана, която преминава дисперсионната среда с
примеси с ниско молекулно тегло и задържащи частици от дисперсната фаза или макромолекули. За да се ускори процеса на ултрафилтрация, той се извършва със спад на налягането от двете страни на мембраната: под вакуум или
повишено налягане.
Ултрафилтрацията не е нищо друго освен диализа под налягане.

24) Хидрофобни колоидно диспергирани системи.
хидрофобни колоиди

диспергирани системи, при които диспергираната субстанция не взаимодейства с диспергираната среда (вода). Вижте хидрофилност и хидрофобност.

диспергирани системи,образувания от две или повече фази (тела) със силно развит интерфейс между тях. В Д. с. поне една от фазите - дисперсната фаза - се разпределя под формата на малки частици (кристали, нишки, филми или пластини, капки, мехурчета) в друга, непрекъсната фаза - дисперсионната среда. Д. с. според основната характеристика - размер на частиците или (която е еднаква) дисперсия (определя се от съотношението на общата площ на повърхностната повърхност към обема на дисперсната фаза) - те се разделят на груби (ниски) диспергирани и фино (силно) диспергирани или колоидни системи (колоиди). В грубите системи частиците имат размер 10 -4 сми по-висока, при колоидна - от 10 -4 -10 -5 до 10 -7 см.

25) Електрофореза и електроосмоза.

Електроосмоза
Насоченото движение на течност в поресто тяло под действието на приложена потенциална разлика се нарича електроосмоза. Помислете например за електроосмотичното приплъзване на електролит в капилярни или мембранни пори. Да приемем за категоричност, че на повърхността са адсорбирани отрицателни йони, които са неподвижно фиксирани, а положителните йони образуват дифузната част на DEL. Външното поле E е насочено по протежение на повърхността. Електростатичната сила, действаща върху произволен елемент от дифузната част на DEL, причинява движението на този елемент по повърхността. Тъй като плътността на заряда в дифузната част на DEL Ф(х) варира в зависимост от разстоянието до повърхността x (фиг. 1), разложените слоеве на течния електролит се движат с различна скорост. Стационарното състояние (постоянство във времето на скоростта на потока) ще бъде постигнато, когато електростатичната сила, действаща върху произволен слой течност, се компенсира от силите на вискозно съпротивление, произтичащи от разликата в скоростите на течните слоеве, разположени на различни разстояния от повърхността. Уравнения на хидродинамиката, които описват движението на флуид при постоянен вискозитет на флуида и неговата диелектрична константа, могат да бъдат. решен точно, резултатът от решението е разпределението на скоростта на потока:

Ето стойността на електрическия потенциал на разстояние от повърхността, където скоростта на потока на течността изчезва (т.нар. равнина на плъзгане).

електрофореза
Насоченото движение на частици от дисперсната фаза под действието на приложена потенциална разлика се нарича електрофореза.

Електрофоретичното движение на частиците в електролита има природа, подобна на електроосмозата: външно електрическо поле увлича йоните на подвижната част на DEL, принуждавайки течните слоеве, съседни на частиците, да се движат спрямо повърхността на частиците. Въпреки това, поради масивния обем на течността и малкия размер на суспендираните частици, тези премествания се редуцират при отсъствие на външни сили до движението на частица в покойна течност. За непроводими частици с плоска повърхност в системи с тънка дифузна част на DEL скоростта на електрофорезата съвпада със скоростта на електроосмотично приплъзване, взета с обратен знак. За проводими сферични частици скоростта на електрофорезата може да бъде изчислено според уравнението:

където е електрическата проводимост на частицата.

26) Структура на мицелите на золите.
Структурата на колоидна мицела

Лиофобните колоиди имат много висока повърхностна енергия и поради това са термодинамично нестабилни; това прави възможен спонтанен процес на намаляване на степента на дисперсия на дисперсната фаза (т.е. асоциирането на частиците в по-големи агрегати) - зол коагулация.Независимо от това, золите са присъщи на способността да поддържат степента на дисперсия - агрегатна стабилност, което се причинява, първо, от намаляване на повърхностната енергия на системата поради наличието на двоен електрически слой върху повърхността на частиците на дисперсната фаза и, второ, от наличието на кинетични пречки за коагулацията в форма на електростатично отблъскване на частици от дисперсната фаза със същия електрически заряд.

AgNO 3 + KI ––> AgI + KNO 3

27) Коагулация на хидрофобни золи.

Хидрофобните дисперсни системи се характеризират с кинетична агрегатна стабилност, определена от скоростта на процеса на коагулация. Кинетиката на коагулацията се определя от уравнението на Смолуховски:

където е общият брой частици от дисперсната фаза към момента τ ;

Начален брой частици; - време на полукоагулация; ^ Ке константата на скоростта на коагулация.

28) Високомолекулни съединения. структура. Разтваряне и подуване

Разтвори на макромолекулни съединения (VMS)

Високомолекулни съединения се наричат вещества с молекулно тегло от 10 000 до няколко милиона amu.

Размерите на молекулите на IUD в разширено състояние могат да достигнат 1000 nm; сравними с размерите на частиците в колоидни разтвори и микрохетерогенни системи.

Точката на кипене на HMS е много по-висока от температурата на разлагане, така че те обикновено съществуват само в течно или твърдо състояние.

Макромолекулите на IUD са гигантски образувания, състоящи се от стотици и хиляди атоми, химически свързани един с друг.

Всички спирали по произход могат да се разделят на естествени, образувани по време на биохимичен синтез, и синтетични, получени изкуствено чрез полимеризация или поликондензация.

В зависимост от структурата на полимерната верига ВМС се делят на линейни, разклонени и пространствени.

Подобно на истинските разтвори на вещества с ниско молекулно тегло, HMS разтворите се образуват спонтанно и са термодинамично стабилни. Това е тяхната разлика от лиофобните колоидни системи. Термодинамичната стабилност се дължи на благоприятното съотношение на енталпийните и ентропийните фактори.

ВМС притежават редица свойства, характерни за дисперсните системи: те са в състояние да образуват асоциати, чийто размер е съизмерим с размера на золовите частици (1-100 nm), разсейват светлината, насърчават образуването на емулсии, суспензии и пяна, те се характеризират с дифузия и Брауново движение. В същото време, за разлика от лиофобните золи, разтворите на HMS нямат хетерогенност; няма голяма междинна повърхност.

Специфично свойство, което е уникално за IUD, е подуване при взаимодействие с разтворител. Подуването може да бъде ограничено и неограничено. Последното води до разтваряне на полимера.

Има голям брой ВМС, които се дисоциират в разтвор с образуването на високомолекулни йони, те се наричат полиадетролити. В зависимост от естеството на полимерните групи, полиелектролитите могат да бъдат катионни, анионни и амфотерни. Последните съдържат както киселинни, така и основни групи в състава си. В зависимост от рН на средата, те се дисоциират като киселини или като основи. Състоянието, в което се компенсират положителните и отрицателните заряди в протеиновата молекула, се нарича изоелектрично, а стойността на pH, при която молекулата преминава в изоелектрично състояние, се нарича изоелектрична точка на протеина (IPP).

Кондензационните методи, в сравнение с дисперсионните, позволяват получаването на колоидни системи с по-висока дисперсия. Освен това те обикновено не включват използването на специални машини.

Кондензационните методи за получаване на дисперсни системи се основават на създаване на условия, при които бъдещата дисперсионна среда е пренаситена с веществото на бъдещата дисперсна фаза. В зависимост от методите за създаване на тези условия, методът на кондензация се разделя на физическиИ химически.

Физическата кондензация включва:

но) кондензация на парипри преминаването им през студена течност, което води до образуването на лиозоли. И така, при преминаване на пари от кипящ живак, сяра, селен в студена водасе образуват техните колоидни разтвори.

б) Смяна на разтворителя. Методът се основава на факта, че веществото, от което искат да получат зол, се разтваря в подходящ разтворител, след което се добавя втора течност, която е лош разтворител за веществото, но се смесва добре с оригиналния разтворител. Първоначално разтвореното вещество се освобождава от разтвора в силно дисперсно състояние. Например, хидрозоли на сяра, фосфор, колофон, парафин и много други органични вещества могат да бъдат получени по този начин чрез изливане на алкохолния им разтвор във вода.

Химична кондензациясе различава от всички разгледани по-горе методи по това, че диспергируемото вещество не се приема в готов вид, а се получава директно в разтвор химическа реакция, в резултат на което желаното съединение е неразтворимо в тази среда. Задачата е да се получи утайка във фино диспергирано състояние. При източване на разтворите е необходимо да се постигнат такива условия, че да възникнат много кристализационни центрове, тогава получените кристали ще бъдат много малки по размер. Оптималните условия за получаване на золи (концентрация на разтвора, ред на изливане, скорост на изливане, съотношение на компонентите, температура) обикновено се намират емпирично.

При химическите кондензационни методи се използват всякакви реакции, водещи до образуване на нова фаза: реакция на двоен обмен, разлагане, окислително-редукционна и др. Можете да използвате електрохимични реакции, например редукция на метали чрез електролиза.

По-долу са дадени някои примери за синтез на колоидни системи с помощта на различни реакции. Стабилизаторът на колоиден разтвор обикновено е един от участниците в реакцията или страничен продукт, от който се образуват адсорбционни слоеве от йонен или молекулен тип на границата частица-среда, които предотвратяват слепването и утаяването на частиците.

Когато газообразният NH3 и HCl взаимодействат, се образува аерозол (дим) от твърд амониев хлорид (съединена реакция):

NH3 + HCl = NH4Cl

Чрез реакцията на натриев тиосулфат със сярна киселина може да се получи серен хидрозол (окислително-редукционна реакция):

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 \u003d S¯ + Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O

Много золи могат да бъдат синтезирани с помощта на обменни реакции:

Na 2 SiO 3 + 2HCl \u003d H 2 SiO 3 ¯ + 2NaCl

KJ + AgNO 3 = AgJ¯ + KNO 3 .

Получените золи са замърсени с примеси от нискомолекулни вещества.

Пречистване на дисперсни системи

За пречистване на дисперсните системи от разтворени субстанции с ниско молекулно тегло, Греъм предложи да се използва способността на фино порестите филми (мембрани) да задържат частици от дисперсната фаза и да пропускат свободно йони и молекули. Този метод е наречен диализа.

Дисперсната система, която се почиства, се поставя в съд, изработен от фино порест материал или с фино поресто дъно (фиг. 9.33 а). Съдът се измива с течаща вода (дестилирана). Според законите на дифузията йоните и молекулите на разтвореното вещество, съдържащи се в дисперсната система под формата на примеси, проникват през порите на мембраната в дестилирана вода, докато частиците на дисперсната фаза се задържат и остават в диспергираната система.

Ориз. 9.33. Схеми на диализатор (а) и електродиализатор (б)

Скоростта на диализа е много ниска, но може да се увеличи значително (10-20 пъти) чрез използване на действието на електрическо поле върху йоните на разтворения примес. Този метод за почистване на дисперсни системи от електролитни примеси се нарича електродиализа.

Електродиализатор (фиг. 9.33. б) е съд, разделен с мембрани на три отделения, от които средното отделение е изпълнено с дисперсна система за почистване, а в крайните са поставени електроди; през същите отделения циркулира течност, която е хомогенна с веществото на дисперсионната среда на почистваната система. Когато към електродите се приложи достатъчна потенциална разлика (няколкостотин волта), дисперсната система се изчиства сравнително бързо от електролита.

В момента диализата се използва в много индустрии. Особено ефективен е в медицината. Например, работата на апарата „изкуствен бъбрек“ се основава на принципа на електролизата, което прави възможно пречистването на кръвта на пациента от вредните отпадни продукти на тялото.

ултрафилтрация – метод за почистване на золи чрез прокарване на дисперсионна среда с нискомолекулни примеси през ултрафилтри. Ултрафилтри - това са мембрани с размер на порите, през които преминават примеси и разтворител, но частиците на зола (или високомолекулните съединения) не преминават.

Пречистваният зол се излива в торба, направена от ултрафилтър и се прокарва под налягане през мембраната. Дисперсионната среда се обновява чрез добавяне на чист разтворител към зола. Чистият зол остава в торбата.

По този начин, за да се получат дисперсни системи, те се използват като методи за смилане на големи частици ( дисперсия) и методи, базирани на комбинацията от молекулярни частици до колоидни размери ( кондензация). Дисперсионните методи позволяват получаването на грубо диспергирани системи с голям размерчастици. Методите на кондензация позволяват получаването на високо диспергирани золи. Пречистването на дисперсните системи от нискомолекулни примеси се извършва с помощта на фино порести филтри - мембрани.