In sistemele microheterogenitate cu dimensiuni ale particulelor de 10 -5 ... 10 cm -3 transporta o suspensie de (T / W) emulsie (W / F), spuma (F / F), aerosoli (T / T și G / T) și pulberi (T / D). De regulă, aceste sisteme sunt opace, particulele sistemelor eterogene se ajustează repede.
Suspensiile sunt sisteme dispersate cu o fază dispersată solidă și un mediu de dispersie lichid. Acestea includ pastele de fructe și legume, masele de bomboane fondante, lichiorurile de cacao etc.
Suspensiile dispersabile sunt similare cu pulberile. În industria alimentară se formează suspensii atunci când se produce amidon, se precipită precipitații în producția de zahăr, bere, vin, în industria de cofetărie etc.
Emulsiile sunt sisteme de dispersie constând dintr-o fază de dispersie lichidă și un mediu de dispersie lichid. O condiție obligatorie pentru formarea unei emulsii este insolubilitatea substanței fazei dispersate în mediul de dispersie. Fluidele din care sunt obținute emulsii sunt insolubile unul în celălalt și, prin urmare, diferă în proprietățile lor. Aproape unul dintre lichide este întotdeauna apă, iar celălalt este orice lichid nepolar, insolubil în apă, de exemplu ulei.
În mod tipic, emulsiile sunt preparate prin dispersie mecanică. Pentru acest lucru se folosesc diferite mixere, omogenizatoare, mori coloidale și ultrasunete.
Emulsiile sunt sisteme instabile. Instabilitatea sistemului se manifestă în confluență spontană a picăturilor fazei dispersate - coalescență. ceea ce duce la distrugerea emulsiei și la separarea acesteia în două straturi. Stabilitatea emulsiilor poate da doar un al treilea component - un stabilizator sau emulgator. Rolul emulgatori în formarea unei emulsii stabile este în primul rând, că este adsorbită la interfața fazei ulei în apă (O / W), și scade tensiunea interfacială, adică un agent tensioactiv, în al doilea rând, concentrându-se pe suprafața picăturilor fazei dispersate, un emulgator formează un strat stabil mecanic (un film). Prezența unui astfel de film protector pe suprafața particulelor fazei dispersate împiedică fuziunea lor, adică protejează emulsia de coalescență.
Aerosolii și pulberile sunt sisteme dispersate, mediul de dispersie al acestora fiind gaz (aer) și faza de dispersie poate fi particule solide sau picături de lichid.
De obicei, aerosolii sunt clasificați în funcție de starea agregată a fazei dispersate.
Aerosolul cu o fază de dispersie lichidă se numește ceață. cu un fum solid și praf. Aerosolii cu o fază dispersată solidă, a cărei mărime a particulelor este mai mare decât cea a fumului, se numește de obicei praf. Dimensiunea particulelor aerosolilor se situează în intervalul de la 10 -5 până la 10 -2 cm.
Aerosolii tipici includ ceață de apă, fum de cuptor, făină și praf de zahăr.
Praful multor substanțe - făină, zahăr, amidon, cărbune - formează amestecuri explozive cu aerul.
Pulberile pot fi considerate aerosoli precipitați cu particule solide. Particulele ajung la un diametru de 1-2 mm. Dimensiunea particulelor pulberilor industriale este determinată de destinația lor și este adesea unul dintre principalii indicatori ai calității produsului.
Particulele pulberii sunt întotdeauna în contact și din acest motiv au proprietatea fluidității, care, la rândul ei, depinde de densitatea, dimensiunea și forma particulelor, starea suprafeței lor, umiditatea și alte proprietăți. Creșterea dispersiei duce la o scădere a fluidității datorită creșterii suprafeței de contact totale. Creșterea umidității reduce de asemenea fluiditatea pulberilor.
Spumele sunt sisteme de dispersie foarte concentrate în care mediul de dispersie este un lichid, iar faza dispersată este un gaz. Bulele de gaz din spumă sunt mari, forma de polihedra și sunt separate unul de celălalt prin straturi foarte subțiri ale mediului de dispersie. Pentru prepararea spumelor, se folosesc metode dispersive: agitarea viguroasă sau amestecarea lichidului.
Spuma stabilă poate fi obținută numai în prezența unui agent de stabilizare - spumare. Acest lucru se datorează faptului că suprafața lichidului în contact cu mediul gazos, depozitat în condițiile speciale în comparație cu lichidul în vrac. Aceste condiții apar deoarece moleculele stratului de lichid de suprafață, spre deosebire de moleculele în profunzime expuse inegală atracție a moleculelor de lichid și gaz. Fiecare moleculă în lichidul din toate părțile atrase de molecule situate la o distanță raza sferei de acțiune a forțelor intermoleculare vecine. Ca urmare, forța de atracție este compensată, iar rezultanta acestor forțe este egală cu zero. In moleculele din partea stratului de suprafață a domeniului de aplicare al forțelor intermoleculare este densitatea fazei gazoase din care este mai mică decât densitatea lichidului, astfel încât rezultanta tuturor forțelor de atracție vor fi direcționate în fluidul perpendicular pe suprafața sa. Prin urmare, moleculele de suprafață lichide sunt întotdeauna sub o forță care tinde să-i atragă spre interior. Acest lucru duce la faptul că suprafața lichidului are tendința de a se contracta. Aceasta explică forma sferică și picături de lichid (mingea are o suprafață minimă) și suprafața lichidului perfect netedă într-un vas larg. Atunci când suprafața este crescută un anumit număr de molecule de adâncimea lichidului la trecerile de suprafață. Procesul de transfer al moleculelor din starea de echilibru la o stare specială a stratului de suprafață a moleculelor necesită cheltuieli de muncă externe. Lucru pentru a mări aria suprafeței lichidului trece în energie potențială a moleculelor stratului de suprafață - energia de suprafață. Acesta din urmă, la rândul său, se referă la o suprafață unitară, se numește tensiune de suprafață.
unde F este energia suprafeței; S este suprafața.
Agenții de expandare cu catenă lungă molekulyanoy reduc tensiunea superficială facilitează formarea spumei și îi conferă stabilitate, deoarece acestea sunt adsorbiți la apă în aer și formează un film structurat foarte vâscos împiedică lichidul de funcționare off (Fig.). În acest caz, grosimea stratului de lichid dintre bulele de aer scade încet și spuma poate exista pentru o lungă perioadă de timp.
Agenții de spumare pot fi surfactanți (surfactanți) ale căror molecule au un lanț de hidrocarburi suficient de lung. Multe molecule de substanțe organice constau din două părți: un grup polar și un radical hidrocarbură nepolară. Grupările polare includ -COOH, -OH, -NH, -SH, -CN, etc. Aceste grupări sunt hidrofile, adică bine umezit cu apă. În contrast, radicalii de hidrocarburi sunt hidrofobi, i. E. Nu udați cu apă.
Schematic, componenta diofilă, constând din părțile hidrofile și hidrofobe ale moleculei, este reprezentată de -, în care linia dreaptă denotă un radical nepolar, iar cercul reprezintă un grup polar.
Agenții tipici de spumare pentru spumă de apă sunt alcoolii, proteine mici.
Spumarea are o mare importanță practică. În special, multe produse, cum ar fi pâinea și o serie de produse de cofetărie, au o structură de spumă, care determină gustul și valoarea lor nutritivă.
În natură, există substanțe care pot reduce tensiunea superficială a lichidelor, în special a surfactanților de apă, care au proprietăți de umectare, emulsifiere și alte proprietăți importante și joacă un rol important în natură. Ele sunt utilizate pe scară largă ca detergenți, emulgatori etc. (alcooli, acizi grași, săpunuri, proteine etc.). Moleculele de surfactant conțin două părți: un rest hidrocarbonat hidrofob și un rest hidrofil. La contactul cu apa (soluția), acestea sunt situate în stratul de suprafață - partea hidrofilă interacționează cu apa (solventul), iar partea hidrofobă este direcționată către aer. Ca rezultat, un film puternic de apă este rupt și în locul lui este creat un film de molecule SAW (fig.1b). În același timp, tensiunea superficială a soluției scade (picurarea apei se răspândește), deoarece atracția reciprocă dintre moleculele de surfactant este mai mică decât cea dintre moleculele de apă.
Măsurați tensiunea superficială a lichidului determinând numărul de picături formate când scapă lent de la un dispozitiv asemănător cu o pipetă, un stalagmometru. Mai mult, cu cât tensiunea superficială a lichidului este mai mică, cu atât se formează picăturile mai mici din acesta, deoarece picăturile se scot la un moment în care masa lor este ceva mai mare decât tensiunea superficială a lichidului.
Laptele conține agenți activi de suprafață (proteine, fosfolipide, acizi grași, etc.), astfel încât tensiunea superficială sub tensiunea superficială a apei și este la 20 0 C timp de aproximativ 50 x 10 -3 N / m. În formarea unui film pe suprafața laptelui proaspăt, sunt implicate în mod predominant molecule de proteine active de suprafață.
Tensiunile de suprafață din lapte și cremă pe interfața dintre fazele aerului plasmatic de lapte promovează formarea de spumă, constând din bule de aer.
Din tot ceea ce sa spus, se poate face un scurt rezumat:
moleculele unui lichid, de exemplu, apa - sunt ținute împreună prin forțe de atracție. Aceste forțe trag moleculele superioare spre interior și suprafața lichidului se învârte. Acest efect, numit tensiune superficială, este văzut în mod clar în cazul unei picături aproape sferice de apă care alunecă din robinet. Din cauza tensiunii de suprafață, apa însăși nu are un efect de curățare suficient. Atunci când intră în contact cu fața locului, moleculele de apă se atrage reciproc în loc să prindă particule de murdărie. Cu alte cuvinte, ele nu umezesc murdăria. Agenții tensioactivi măresc proprietățile de umectare a apei prin reducerea forței de întindere a suprafeței (surfactanții acoperă picăturile de dispersie, de exemplu, grăsimea, care sunt dispersate în apă, formând o emulsie).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: