№ 3 зертханалық жұмыс

№ 3 зертханалық жұ мыс

Тақ ырыбы: «Суспензияларды алып, қ асиеттерін зерттеу. Кө бік алу жә не оның тұ рақ тылығ ын зерттеу»

Жұ мыстың мақ саты: суспензияларды жә не кө біктердің қ асиеттерін зерттеу.

Теориялық кіріспе:

Суспензия – қ атты дисперстік фазаның сұ йық дисперстік ортада таралғ ан микрогетерогенді система. Ондағ ы қ атты бө лшектердің ө лшемі 0, 1мкм < r < 10мкм. Егер бө лшектердің дисперстік дә режесі тө мен болса, онда оның радиусы ү лкейіп, тұ рақ тылығ ы тө мендейді де, тез тұ нбағ а шө геді. Суспензиялардың дисперстілігін микроскоп, электронды микроскоп сияқ ты оптикалық немесе седиментациялық анализ кө мегімен анық тауғ а болады. Суспензиялар да коллоидты ерітінділер сияқ ты конденсациялық немесе дисперсиялық тә сіл арқ ылы алынады. Осы процесс кезінде алынатын бө лшекті дисперстілік дә режесі қ ажетті шекте болатындай етіп жү ргізеді. Сондай-ақ, суспензиялар да коллоидты ерітінділер тә різді ө зінен ө тетін жарық ты шашыратады жә не жұ тады, осы тұ ста ескертетін жай, жарық ө ткен коллоидтыт ерітінді мө лдір болып кө рінеді. Оның электрокинетикалық қ асиеттері коллоидты ерітіндінікіне ұ қ сас келеді. Сол секілді суспензиядағ ы бө лшектердің дзета-потенциалы зольдегімен шамалас. Егер суспензияғ а электролит енгізсе, онда оның ұ ю қ ұ былысы байқ алады. Кейбір жағ дайда суспензияғ а беттік активті заттар немесе жоғ ары молекулалық қ осылыстарды қ осу арқ ылы оны тұ рақ тандыруғ а болады. Мұ нда тиксотропия қ ұ былысы коллоидты ерітіндідегіден артық.

Суспензиялардың табиғ аттағ ы алар орны ерекше. Айталық, геологиядағ ы жә не жер қ ыртысындағ ы кө птеген процестер суспензия қ ұ былысымен байланысты: седиментациялық қ ұ былыс салдарынан таутастан тү рлі жыныстардың пайда болуы, ө зен сулары арнасынан асқ анда олар ө зімен бірге кө птеген сазды балшық пен қ ұ мды, қ оқ ысты сыртқ а шығ арады жә не олар қ оюлана келіп, қ атты денеге айналады. Сол сияқ ты суспензиялар техникада да ү лкен роль атқ арады. Мысалы, табиғ и не синтетикалық каучуктен резина алу ү шін ә уелі кү кірттің каучуктегі суспензиясын дайындау керек; тү рлі қ ұ рылыс жә не баспа бояулары олифа майында не органикалық еріткіштерде тұ рақ талғ ан суспензия. Ал қ ұ рылыста жиі қ олданылатын цемент пен ізбестің судағ ы «ерітінділері» де суспензия; саз балшық тың судағ ы суспензиясы керамика ө ң дірісінің негізгі шикізаты.

Кө біктер – дисперстік фазасы газ, ал дисперстік ортасы сұ йық болса сұ йық кө бік, ал дисперстік ортасы қ атты зат болса, қ атты кө бік деп аталатын дисперстік системалар.

Сұ йық кө біктер. Жоғ арыда айтылғ андай сұ йық кө бік дегеніміз дисперстік фазасы газ, ал дисперстік ортасы сұ йық болатын дисперстік системалар екен. Ә детте, дисперстік фазаның кө лемі сұ йық фаза кө лемінен V_cедә уір артық болады. Бұ л екі кө лемнің қ атынасы V_г: V_c = 500 ÷ 1000 болса, мұ ндай кө біктегі газ кө піршіктерінің тү рі қ исық сызық ты немесе кө пбұ рышты болады. Ал V_г: V_е = 1 ÷ 10 болса, кө бік тү рі шар тә різді болады екен. Кө біктер де беткі қ абатында артық энергиясы бар системалар сияқ ты термодинамикалық тұ рғ ыдан алғ анда тұ рақ сыз. Кө біктердің тұ рақ тылығ ы берілген кө бік бағ анасының жартысына дейін бұ зылатынғ а кеткен уақ ыт ө лшемімен бағ аланады.

Сұ йық кө бікті сұ йық қ ұ йылғ ан жә не ауасы бар ыдысты шайқ ап алады. Осы кезде сұ йық ұ сақ талып, ауамен араласа келіп, кө бік қ ұ райды. Сондай-ақ сұ йық арқ ылы ауаны ү рлегенде де кө бік пайда болады. Бұ л ә діс флотацияда жиі қ олданылады. Кө біктерді конденсациялық тә сілмен де алуғ а болады. Кейде химиялық реакция кезінде газ бө лінеді де, ол газды фаза қ ұ райды. Мысалы, ө рт сө ндіргіштегі сұ йық кө бік химиялық реакцияғ а негізделген:

NaHCO₃+ HCl = NaCl + H₂O + CO₂(62)

Мұ ндағ ы су мен кө мірқ ышқ ыл газы сұ йық кө бікті тү зеді. Ондағ ы су – дисперстік ортада, кө міртек (IV) оксиді – дисперстік фаза.

Ә детте таза сұ йық тағ ы кө біктер кө пке тө збейді жә не олар тез жарылып немесе біріге келіп жойылады. Кө біктерді тұ рақ тандыру мақ сатымен сұ йық қ а белок, танид сияқ ты жоғ ары молекулалық қ осылыстарды қ осады, олар газ - сұ йық жанасу шегіндегі бетке адсорбцияланып, берік қ абат қ ұ растырады. Кө біктерді беттік активті заттарды пайдаланып та тұ рақ тандыруғ а болады. Олар газ - сұ йық жанасу шегінде бағ ыттала адсорбцияланып, берік қ абық ша тү зеді. Кө бікті тұ рақ тандырушы заттарды кө бік тудырушылар деп атайды.

Ө мірдегі, ө ң дірістегі кө біктердің қ олданылмалық мә ні ерекше, атап айтқ анда, минералды майды пайдаланып жү ргізген флотациядан гө рі кө бікті қ олдану ә рі тиімді, ә рі арзан. Ұ нтақ талғ ан кенді минералды майды пайдаланып флотациялағ анда, оларды суғ а салып, шамалы ғ ана флотореагент – эмульгаторды қ осып араластырады. Осы кезде тү рлі силикаттар мен карбонаттар секілді керексіз ө німдер гидрофилді реагент ретінде тұ нбағ а шө геді. Ондағ ы металл сульфидтері тә різді қ ұ нды ө німдер ө зіне флотореагентті адсорбциялап, гидрофобты сипатта болады. Мұ ның нә тижесінде пайдалы ө нім сұ йық бетіне кө теріледі.

Кө бікті флотация кезінде ұ нтақ талғ ан кенді сумен жә не кө бік тудырушы заттармен араластырады. Су қ ұ нды ө нім бетінде адсорбцияланғ ан кезде оғ ан гидрофобты сипат бере алатындай флотореагентті қ осады. Енді осы гидрофобты бө лшектер кө бікке жабысып, жоғ ары кө теріледі. Флотация жү ргізілетін астаудың тө менгі жағ ында орналасқ ан трубаның майда тесігінен қ ысылғ ан ауа жіберіледі. Осы кезде пайда болатын кө піршіктер қ ажетті ө німді ө зіне жабыстырып жоғ ары кө тереді, керексіздер тұ нбағ а шө геді.

Сол сияқ ты кө біктер тамақ ө неркә сібінде де кең қ олданылады. Мысалы, қ ант шырынын диффузиялық ә діспен тазалағ анда, сұ йық кө бік қ олданылады. Олар тү рлі кондитерлік кремдер мен зефирлерді, сү т жә не шырын коктейльдерін ә зірлегенде де пайдаланылады.

Кө біктің пайда болуы кейбір процестер ү шін зиянды. Технологиялық процестер кезінде пайда болатын мұ ндай сұ йық кө біктерді жоюғ а тура келеді. Кө бік сө ндіргіштер, кө бінесе, кө бікті тұ рақ тандырғ ышпен ә рекеттесіп, кө бікті сө ндіреді немесе кө бік тұ рақ тандырғ ыштарды реагентті ортадан ығ ыстырады.

Қ атты кө біктер. Қ атты кө біктерде дисперсті фаза газ, ал дисперстік орта қ атты дене болады. Оларғ а кө бікті шыны, кө бікті бетон, кө бікті пластмасса сияқ тылар жатады. Олардың бә рі дерлік массасының жең ілдігімен, дыбыс жә не жылу ө ткізбейтіндігімен сипатталады. Сондық тан да қ атты кө біктер қ ұ рылыста, тоң азытқ ыш қ ұ растыруда жиі қ олданылады.

Кө біктің дисперстілігі - бұ л кө піршіктің ө лшемі. Дисперстіліктен микробиологиялық жә не химиялық ө ндірістегі кө птеген технологиялық процестердің жылдамдығ ы, ө рт сө ндіру кезіндегі эффектілік, балқ ытылғ ан пластмассаның сапасы, тә ттінің жә не балмұ здақ тың дә мі тә уелді болады. Кө біктің дисперстілігін анық тау ү шін сұ йық азотты қ атырады, лазерлі сә улемен ө лшейді жә не нә тижелерін ЭВМ-да ө ң дейді.

Кө біктің тұ рақ тылығ ы - бұ зылуғ а дейінгі кө біктің бар екенін сипаттайды. Кө бікті алудың ә дісі мен уақ ытына, кө бік тү зуші мен сұ йық фазаның табиғ атына, тұ рақ тылығ ына температура ә сер етеді. Сұ йық жұ қ а қ абатты кө біктер ұ зақ қ а шыдамайды.

Эксперименттің ә дістемесі:

Реактивтер мен қ ұ ралдар: 50-100мл тығ ындысы бар ө лшегіш цилиндр, 50мл химиялық стақ ан, 15-20мм диаметрі барплатина немесе мыс сымы, сұ йық сабын.

Жұ мыстың барысы:

⇐ Предыдущая 14 15 16 17 181920 21 22 23 Следующая ⇒