Микрогетерогенные системы

Микрогетерогенные системы

Микрогетерогенные системы представляют собой дисперсные системы, в которых частицы дисперсной фазы имеют размер 10⁻⁶ – 10⁻⁴ м. Частиц дисперсной фазы этих систем можно наблюдать в обычный световой микроскоп, и поэтому эти системы названы микрогетерогенными. К микрогетерогенным системам относят системы с газообразной дисперсионной средой (аэрозоли, порошки) и с жидкой дисперсионной средой (эмульсии, пены, суспензии). Свойства этих систем в основном определяются поверхностными явлениями.

Аэрозоли

Особенности аэрозолей: в аэрозолях малая вязкость дисперсионной среды, большой пробег молекул газа по сравнению с размерами частиц (путь, пройденная… Практическая значимость аэрозолей. В виде аэрозолей применяют многие…

Порошки

Под насыпной плотностью понимают массу единицы свободно насыпанного объема порошка (кг/м3). Склонность частиц порошка к образованию агрегатов… Гранулирование порошков представляет собой преднамеренное сцепление частиц… Порошки способны к течению при продувании через них газа или при осторожном пересыпании. При этом уменьшается число…

Суспензии

Суспензии получают конденсационным и диспергационным методами. На практике суспензии получают диспергированием твердого вещества в жидкости в… Особенности суспензий: частицы суспензии видны в обычный микроскоп, они не… В суспензиях частицы могут сцепляться отдельными участками и образовывать пространственные структуры, в пустотах…

Эмульсии

Основными условиями образования лиофобных эмульсий являются взаимная нерастворимость компонентов эмульсии и наличие стабилизатора (эмульгатора). Эмульсии получают конденсацией или диспергированием. На практике эмульсии чаще… Эмульсии классифицируют по полярности и по концентрации дисперсной фазы. По полярности различают прямые и обратные…

Методы определения фаз в эмульсиях

Метод электропроводности: вода и водные растворы лучше проводят электрический ток, чем неполярные жидкости. Если дисперсионной средой является вода… Метод окрашивания: основан на применении красителей, растворимых в жидкости…

Свойства эмульсий

Концентрированные эмульсии образуются только в присутствии эмульгаторов. В них объемная доля дисперсной фазы может достичь 74% − предельной…    

Устойчивость эмульсий

Эмульгаторы – это вещества, препятствующие слиянию капель дисперсной фазы. Эмульгаторами могут быть коллоидные ПАВ, ВМС и порошкообразные вещества,…       Различают гидрофильные и гидрофобные … В случае гидрофобного эмульгатора молекулы в большей степени погружены в каплю масла и поэтому слой эмульгатора не…

Обращение фаз эмульсий

Эмульсию одного типа можно превращать в эмульсию другого типа. Это явление называется обращением или инверсией фаз в эмульсиях. Обращение эмульсии может произойти вследствие изменения природы эмульгатора или при длительном механическом воздействии. При этом капли эмульсии сливаются, а жидкость дисперсионной среды, сама дробится на капли и распределяется во вновь образованной дисперсионной среде. Так, сбивание сливок в масло, введе-

ние растворимой соли кальция в эмульсию, стабилизи-рованной олеатом натрия (вследствие образования нерастворимого в воде и растворимого в масле олеата кальция) сопровождается переходом прямой эмульсии в обратную.

 

Практическое значение эмульсий

Образование эмульсий наблюдается и в организме. Так, жиры, потребляемые с пищей, усваиваются только после эмульгирования в кишечнике. Эмульгаторами…   В клинической практике для лечения больных часто используют лекарственные средства в виде эмульсий. Тяжелым больным,…

Пены

Микрогетерогенные системы, состоящие из деформированных пузырьков газа и разделяющих прослоек жидкости или твердого тела, называются пенами.

Пены могут быть получены диспергационным и конденсационным методами. Продувание газа через жидкость, перемешивание или встряхивание жидкости с газом относятся к диспергационным методам. Пены могут быть получены выде-лением газа из жидкости в процессе вспенивания её при резком понижении дав-ления, при кипячении раствора, при разложении газообразующих соединений (например, соды). Эти методы относят к конденсационным методам получения пен.

Чистые жидкости не образуют пен. Они образуются только в присутствии пенообразователей. Пенообразователями могут быть коллоидные ПАВ, белки, некоторые тонкодисперсные твердые вещества. Молекулы пенообразователя адсорбируются на поверхности пленок жидкости и образуют плотный непроницаемый структурно-механический слой («частокол Ленгмюра»), препятствующий слиянию пузырьков газа. Причем, полярная часть молекул пенообразователя обращена в сторону жидкости, а углеводородный радикал направлен в сторону газа. Тесное расположение молекул пенообразователя друг к другу, сильное взаимодействие их с жидкостью приводят к обездвижению жидкости в тонких пленках и упругости пены в целом. Однако, с течением времени пены разрушаются. При этом в результате диффузии газа из мелких пузырьков в крупные пленки жидкости истончаются, лопаются, пузырьки увеличиваются в размерах, жидкость стекает к нижерасположенным слоям, в результате чего пены разрушаются.

Пены могут разрушаться и при введении пеногасителей (короткоцепочечные ПАВ, низшие спирты и кислоты). Из-за короткого углеводороднога радикала они не способны образовывать структурно-механический барьер между жидкостью и газо. Молекулы их, обладая большей адсорбционной способностью, вытесняют с поверхности пленок жидкости молекул пенообразователей, и провидят к слиянию пузырьков газа и разрушению пены.

Пены находят разнообразное применение. Пенами являются некоторые пищевые продукты (хлеб, зефир и др.). Пенообразование используют в производстве строительных и теплоизоляционных материалов (пенобетоны, пенопласты, микропористая резина и тд.), например, введение тонкодисперсного алюминия в состав бетона приводит к образованию пузырьков в результате протекания реакции: Al + Ca(OH)₂ + H₂O → Ca[Al(OH)₄]₂ + H₂↑. Пенообразование является основой флотации (процесса обогащения руд). Одной из сфер применения пен – пожаротушение. В некоторых случаях (в производстве антибиотиков, дрожжей, сахара, очистки сточных вод) чтобы избежать пенообразования, в систему вводят пеногасителей.

В клинике внутренних болезней у больных может развиваться отек легких, при котором жидкость из кровеносного русла пропотевает в альвеолы и вспенивается. В легких может образовываться до 2-3 л пены. Жидкость и пена в альвеолах и бронхах перекрывают доступ вдыхаемого воздуха к стенке альвеол и диффузии кислорода в кровь. Для гашения пены в легких дают вдыхать аэрозоль и пары этилового спирта или в кровь в вену непосредственно вводят 30%-ный раствор этанола.

В аппаратах искусственного кровообращения при насыщении крови кислородом возможно образование пены. Чтобы предупредить поступление пузырьков газа в кровеносные сосуды (газовую эмболию), пену в аппарате гасят специальными кремнийорганическими соединениями. При лечении состояний с недостатком кислорода в крови и тканях (анемий) больным дают для приема внутрь «кислородные коктейли» (энтеральная оксигенотерапия). Они представляют собой густые пены, получаемые при вспенивании кислородом смесей из белковых растворов и растительных отваров. Пузырьки в коктейле стабилизированы белком, растительными мылами (сапонинами) и фосфолипи-дами. В желудочно-кишечном тракте кислород из пузырьков быстро поступает в кровеносные капилляры слизистой оболочки, и облегчает состояние больного.