Суспензия что это такое в химии
Суспензия
Суспензия — это грубодисперсная система с твёрдой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. Обычно частицы дисперсной фазы настолько велики (более 10 мкм), что оседают под действием силы тяжести (седиментируют). Суспензии, в которых седиментация идёт очень медленно из-за малой разницы в плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды, иногда называют взвесями. В концентрированных суспензиях легко возникают дисперсные структуры. Типичные суспензии — пульпы, буровые промывочные жидкости, цементные растворы, эмалевые краски. Широко используются в производстве керамики.
См. также
Примечания
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Суспензия» в других словарях:
СУСПЕНЗИЯ — • СУСПЕНЗИЯ, в геологии состояние, в котором мелкие осадочные частицы переносятся по рекам. Бурность реки и восходящие водовороты взбалтывают воду и удерживают частицы в подвешенном состоянии, что делает воду мутной. По всему миру количество… … Научно-технический энциклопедический словарь
суспензия — взвесь Словарь русских синонимов. суспензия сущ., кол во синонимов: 3 • аквадаг (1) • … Словарь синонимов
Суспензия — взвесь бактерий, вирусов, грибов и др. частиц в дистил. воде, солевом р ре или др. разбавителе (см. Разбавители). К ры бактерий, содержащие К и полноценный О Аг, образуют устойчивую однородную С., к ры с деградированным О Аг или виды, к рые в… … Словарь микробиологии
СУСПЕНЗИЯ — [suspensio подвешивание] взвесь или дисперсионная система, в которых дисперсная фаза является твердой, а дисперсионная среда жидкостью. Границы дисперсности С. определяются границей коллоид. обл. (0,1 µ = 0,0001 мм) и, с др. стороны, размерами… … Геологическая энциклопедия
суспензия — Состояние, при котором мелкие нерастворимые частицы парят в воде или воздухе … Словарь по географии
СУСПЕНЗИЯ — англ.suspension нем.Suspension франц.suspension возбудитель:Pythium arrhenomanea Drechsl.; Pythium monospermum Pringah. см. > … Фитопатологический словарь-справочник
Суспензия — 4. Суспензия Ндп. Взвесь Жидкая неоднородная система, состоящая из твердых частиц, распределенных в жидкости Источник: ГОСТ 16887 71: Разделение жидких неоднородных систем методами фильтрования и центриф … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
суспензия — СУСПЕНЗИЯ, и, ж Спец. Жидкость со взвешенными в ней мелкими твердыми частицами. Грубая суспензия с крупными частицами, тонкая суспензия с мелкими частицами … Толковый словарь русских существительных
Что представляют собой суспензия и эмульсии в химии? Как их описывают?
Содержание:
На нашей планете многие вещества существуют в виде дисперсных систем. Дисперсные системы – это гетерогенная система, которая состоит из двух и более фаз. Одна фаза должна быть мелко раздроблена и равномерно распределена в другой сплошной фазе.
Характеристика дисперсных систем
Дисперсные системы состоят из двух систем:
Дисперсионная среда и дисперсная фаза могут существовать в различных агрегатных состояниях.
Дисперсная фаза
Дисперсионная среда
Примеры
Лекарственные препараты часто представлены в виде суспензий и эмульсий, которые также являются дисперсными системами. В суспензиях в качестве дисперсионной среды выступает жидкость, а дисперсной фазы – твердые частицы. Эмульсии – это жидкая среда, в которой равномерно распределены жидкие капли другой фазы.
Что такое суспензии в химии
Суспензии обладают агрегативной неустойчивостью, т. е. низкой способностью противостоять укрупнению частиц фазы. Частицы в суспензиях, несмотря на свою мизерность, достаточно крупны, чтобы оказывать противостояние броуновскому движению. Они сравнительно быстро всплывают или выпадают в осадок. Суспензии достаточно неустойчивы.
Примеры суспензий в химии:
Что такое эмульсии в химии
Эмульсии бывают прямыми и обратными. Прямые эмульсии образуются в том случае, если в полярной среде распределяются капли неполярной жидкости (масло в воде). Обратные эмульсии формируются при распределении в неполярной среде полярных частиц вещества (вода в масле). Эмульсии обладают небольшой устойчивостью.
Примеры эмульсий в химии:
Суспензия, типы и виды, свойства, ее приготовление и разрушение
Суспензия, типы и виды, свойства, ее приготовление и разрушение.
Суспензия – это дисперсная система, в которой дисперсная среда представляет собой жидкость, а дисперсная фаза – твердое вещество, что относит ее к разряду грубодисперсных.
Суспензия:
Ярким примером суспензии считается цементный раствор, сюда же можно отнести краски на основе эмали, буровые промывочные жидкости. Однако наиболее востребованы суспензии в фармацевтической промышленности, т.к. представляют собой одну из самых популярных лекарственных форм.
Свое название система получила от латинского слова suspensio, означающего «подвешивание». По своей сути суспензия – это взвесь, в которой после соединения жидкой среды и твердой фазы, представленной в виде мельчайших частиц, процессы оседания последней (седиментации) происходят очень медленно. Объясняется это тем, что, в отличие от прочих систем, размер частиц фазы все же велик (более 10 микрометров), а также малой разницей в плотности ее составляющих (фазы и среды). При условии, что концентрация порошкообразной составляющей велика, дисперсная среда образуется очень быстро.
Так, растворенная в воде мука – типичный представитель суспензии. При большой концентрации крупицы муки находятся в жидкости во взвешенном состоянии, практически не оседая на дно. С течением времени седиментация все же произойдет, появится плотный осадок, молекулы которого подвержены силе тяжести. При последующем же перемешивании суспензия вновь приобретет свое первоначальное состояние, причем достаточно быстро.
Классификация, типы и виды суспензий:
Разделение суспензий как дисперсной системы на классы, типы и виды проводится с учетом нескольких ключевых характеристик:
1. Природа дисперсной среды. Это может быть вода либо органическая жидкость.
2. Размер частиц дисперсной фазы. Делятся на 3 вида в зависимости от диаметра:
– грубые – не менее 1 микрометра;
– тонкие – от 0,1 до 1 микрометра;
– мути – менее 0,1 микрометра.
3. Концентрация. Объем дисперсной фазы может сделать систему разбавленной (взвесью) либо концентрированной, похожей на пасту.
В пастообразных же суспензиях действие соответствующих физических сил присутствует, что делает их связнодисперсными структурированными (имеющими пространственную сетку) системами.
Концентрация или концентрационный интервал напрямую влияет на создание структуры во взвеси, при этом для всех составляющих суспензии эти показатели индивидуальны. Они включают:
– природу дисперсной фазы;
– форму частиц, из которых фаза состоит;
– температуру соединяемых компонентов;
– наличие и формы механического воздействия на суспензию.
Наличие или отсутствие подобной структуры напрямую влияет на свойства получаемых дисперсных систем.
Свойства суспензий:
Различают такие основные свойства:
Механические свойства суспензий:
Механические свойства паст и взвесей существенно отличаются. Так, в разбавленных суспензиях они напрямую зависят от выбранной дисперсной среды, а в концентрированных от дисперсной фазы и от числа контактов между ее частицами.
Механические свойства проявляются в том, что в разбавленных суспензиях частицы свободно перемещаются в жидкости, сцепление между частицами отсутствует и каждая частица кинетически независима. Разбавленные суспензии – это свободнодисперсные бесструктурные системы.
В концентрированных же суспензиях (пастах), наоборот, между частицами действуют силы, приводящие к образованию определенной структуры (пространственной сетки). Таким образом, концентрированные суспензии – это связнодисперсные структурированные системы.
Оптические свойства суспензий:
В основе этих свойств лежит взаимодействие между энергией, получаемой в результате электромагнитного излучения дисперсной системы, и частицами, из которых состоит среда состава. К основным параметрам последних относят их:
– соотношение между длиной волны электромагнитного излучения и размером молекулы.
Электрокинетические свойства суспензий:
Электрокинетические свойства суспензий возникают вследствие контакта между твердыми частицами суспензии, представляющими собой дисперсную фазу, и раствором электролита, с которым состав контактирует. В результате взаимодействия образуется разность потенциалов: на поверхности суспензии они имеют одну полярность, а в слое, расположенном у самой поверхности – противоположную, что приводит к появлению двойного электрического слоя. Если концентрация электролита мала, ионы с противоположным зарядом имеют смешанный, рассеянный характер, и его выраженность напрямую зависит от этой концентрации: чем она меньше, тем ярче проявляется диффузия.
Разделение зарядов в пространстве также обуславливает основные электрокинетические свойства суспензии. Это:
– электрофорез (движение частиц в среде) – процесс, при котором фазы взаимно смещаются, ощущая воздействие электрического поля;
– электроосмос – перемещение среды, являющейся основой состава, сквозь пористую перегородку;
– образование разности потенциалов в случае, когда возникает смещение обоих фаз.
Все эти явления часто возникают в грубодисперсных системах, но самый часто используемый – электрофорез.
Молекулярно-кинетические свойства суспензий:
Эти свойства возникают в результате хаотического теплового движения молекул дисперсной среды, которые могут быть:
Методы приготовления суспензий:
Суспензия представляет собой классическую дисперсную среду, поэтому получить ее можно двумя основными способами:
– диспергационным (дисперсным) – дроблением более крупных частиц фазы на мелкие;
– конденсационным (кристаллизационный) – увеличением исходного размера частиц до нужных параметров.
Диспергационный метод приготовления суспензии:
К диспергационному методу прибегают в том случае, когда требуется изготовить суспензию, дисперсной фазой которой выступает вещество нерастворимое или малорастворимое в выбранной среде. Если молекулы фазы не обладают способность впитывать воду или растворяться в ней, набухать при контакте с жидкость, применяется такая техника изготовления тонкой суспензии, как взмучивание.
Процесс достаточно прост: твердую фазу слегка смачивают жидкостью, которой представлена дисперсная среда, и тщательно растирают. После добавляют чуть большее количество среды и дают образовавшейся суспензии отстояться. Под действием силы тяжести недостаточно измельченные частицы осядут на дно, образуя осадок, а более мелкие и легкие останутся во взвешенном состоянии. Верхний, мелкодисперсный слой, аккуратно отделяют, а грубодисперсный снова подвергают измельчению. Процедура может проводится несколько раз – столько, сколько потребуется для получения устойчивой суспензии.
Более быстрым этот метод становится, если при измельчении частиц используется правило Дерягина: определение правильного соотношения между твердой фазой и жидкой средой в момент растирания. Оптимальными параметрами считается 0,4-0,6 миллилитров воды или органической жидкости на 1 грамм порошкообразного вещества. В такой концентрации трение частиц друг о друга считается наилучшим, и крупные гранулы быстро и легко разрушаются до нужных размеров. Еще один важный нюанс – появление расклинивающей способности дисперсной среды, что возможно лишь при правильно выбранном соотношении.
Для получения слабо концентрированных суспензий применяют такие методы, как взбалтывание, смешивание вручную или при помощи простых механизмов (миксер). Для концентрированных составов (паст) оптимальным станет классическое растирание.
Конденсационный метод приготовления суспензии:
Конденсационный метод приготовления суспензии подразумевает соединение двух веществ, каждое из которых растворимо в отдельности, но при обоюдном смешивании образующее нерастворимую взвесь. Чаще всего необходимо приготовить два отдельных состава, где фаза и среда хорошо реагируют между собой, а после соединить их.
Ярким примером данного метода считается получение фармацевтического состава из разведенных в воде концентрированных спиртового экстракта или настойки. Как результат – уменьшение концентрации спиртов, что приводит к выпадению в осадок составляющих экстракта или настойки, появлению грубого осадка, ранее легко растворимого в крепком спирте, но не способного сохранить свою структуру в жидкости, где концентрация спирта мала или вовсе отсутствует.
Таким способом получают эфирные масла, смолы, липиды, воск, стеарин и прочие вещества. Контактируя со спиртами, они представляют собой истинные растворы, но выпадая в осадок превращаются в гетерогенные системы, обычно легко извлекаемые из жидкости. Последний параметр зависит от выбранного в качестве замены растворителя и водорастворимости самих составляющих.
После получения нерастворимой фазы можно готовить требуемую суспензию путем смешивания ее с выбранной дисперсной средой. Однако следует учитывать, что каждая подобная фаза имеет собственные химические и физические свойства и при неумелом или неправильном обращении способна образовать твердый осадок, для растворения которого потребуется приложить множество усилий. Поэтому вещества для ее повторного растворения следует выбирать очень тщательно и учитывать все ключевые параметры.
Агрегация суспензий:
Для больше устойчивости дисперсной системы в ее состав вводят стабилизаторы – вещества, препятствующие слипанию более мелких частиц в крупные с последующим оседанием их на дно под действием силы тяжести. Чаще всего используют:
– высокомолекулярные соединения (ВМС).
Методы разрушения суспензий:
В некоторых случаях суспензию требуется не только создать, но и провести обратный процесс – разрушить ее. Для этого используются различные способы.
Механические методы разрушения суспензий:
Термические методы разрушения суспензий:
Термические методы разрушения суспензий представляют собой два классических способа воздействия:
– снижение температуры до критической – заморозка и оттаивание в естественных условиях;
– высушивание – увеличение концентрации дисперсной фазы за счет извлечения из состава жидкой среды.
Эти методы требуют наличия специального оборудования, часто с высоким энергетическим потреблением, и не рассчитаны на большие объемы, поэтому применяются исключительно в бытовых условиях.
Химические методы разрушения суспензий:
Химические методы разрушения суспензий требуют использования определенных химических веществ – реагентов, соединение с которыми составляющих суспензии и приводит к изменению и разрушению ее агрегативных свойств. Разрушая способность частиц объединяться между собой (агрегацию), такие вещества снижают параметры слипания мелких частиц в крупные (коагуляцию), а их выбор зависит от исходных составляющих суспензия и стабилизатора (его наличия и вида либо отсутствия).
Электрические методы разрушения суспензий:
Электрические методы разрушения суспензий подходят для дисперсных систем, частицы которых обладают зарядом, т.е. их стабилизация обусловлена ионогенными компонентами. Под действием электрического поля в разрушаемом составе возникает разность потенциалов, что, в свою очередь, провоцирует направленное движение заряженных частиц с последующим оседанием тех на требуемом электроде.
Как и термические методики, подразумевает наличие дорогостоящего оборудования и серьезных затрат энергии, поэтому не нашли отражение в тех отраслях промышленности, где требуется разрушение больших объемов суспензий.
Применение суспензий:
Образование суспензий возможно двумя способами – искусственным, посредством рук человека, и естественным, т.е. силами природы. К последним относят образование осадочных пород и многих полезных ископаемые, появление рек посредством намыва грунта сильными и неутомимыми ручьями и родниками. Однако более широкое применение находят дисперсные системы, созданные человеком. Сегодня суспензия – это неотъемлемая часть таких областей промышленности:
– кожевенной и прочих.
Невозможно представить современную медицину без подобных составов. Они изготавливаются из следующих порошков: амоксиклав, урсофальк, аугментин, супракс, сумамед, энтерофурил, пирантел, клацид, мотилиум, парацетамол, амоксициллин, зиннат, немозол, гевискон, панцеф, азитромицин, празицид, нимулид, маалокс и пр.
30 примеров химических суспензий
Они образованы одним или несколькими веществами, которые находятся в твердом состоянии и суспендированы в жидкой среде. Будучи суспензией, а не раствором, твердые частицы не могут быть растворимыми в жидкой среде..
Частицы, находящиеся в суспензии, должны быть размером более одного микрона. Некоторые решения препятствуют тому, чтобы свет проходил правильно, даже становясь непрозрачным.
Суспензии могут быть разделены на твердые и жидкие частицы путем декантации, фильтрации, центрифугирования или выпаривания..
Как только суспензия закончена, некоторые частицы могут быть добавлены к другим, поэтому, если мы хотим сохранить суспензию, поверхностно-активные вещества или диспергирующие агенты обычно добавляют в жидкую среду..
Мы должны различать суспензии, растворы и коллоиды. Растворы представляют собой гомогенные смеси, в которых твердые частицы диспергированы в жидкой среде, изменяя атомный или ионный уровень. Коллоиды представляют собой гетерогенные смеси, в которых твердые частицы имеют размер менее одного микрона..
В суспензии можно выделить четыре фазы. Первая фаза представляет собой твердую фазу или внутреннюю фазу, где твердые частицы не могут быть разделены на суспензию.
Во внешней фазе, или также известной как жидкая фаза, твердые частицы находятся в состоянии покоя в жидкой части..
В растяжимой части суспензии элементы не соединяются или не добавляются. И, наконец, мы можем использовать стабилизаторы в суспензии, чтобы увеличить ее прочность и предотвратить разрушение частиц. Этими стабилизаторами могут быть загустители, антифризы или консерванты..
Примеры суспензий
1-Фруктовый сок: это суспензии, поскольку мякоть фруктов плавает в жидкой среде. Если мы хотим получить только жидкую среду, мы должны декантировать или отфильтровать смесь.
2-мутная вода рек: в этой взвеси отложения, которые тянут реку, образуют взвесь.
3-Акварель: это суспензия, которая осаждается на бумаге, где она фильтрует воду и собирает цветной пигмент
Порошок 4-х препаратов: чтобы держать их во взвешенном состоянии и не оседать на дне, нужно их размешать.
5-Отшелушивающие кремы: там, где маленькие частицы образуют твердые зерна в креме, чтобы выполнить функцию отшелушивания.
6-Молоко: частицы животного жира находятся в растворе с водой. Поскольку они менее плотные, чем диспергатор, они имеют тенденцию оставаться на поверхности с течением времени
7-Paint: суспензия цветных пигментов в водной или масляной среде. Если это не взволновано, это может стать отделенным.
8-морская вода: В районе берега можно рассматривать взвесь с частицами песка, хотя эта взвесь имеет ограниченную продолжительность.
9-заправки для салатов: содержат растительные частицы, взвешенные в масле или уксусе, имеют вязкий диспергатор, который держит их в состоянии покоя.
10-Суспензия инъекционных лекарств: лекарства находятся в растворе в физиологическом растворе, чтобы они могли легче получить доступ к кровотоку.
Другие примеры распространенных суспензий
12-какао в молоке или воде
13-увлажняющие или кремы для лица
17-пудра для макияжа
18-пепел в извержении вулкана
Примеры фармацевтических суспензий
Фармацевтические суспензии используются, когда препарат сам по себе нерастворим, плюс он более стабилен в форме суспензии или эмульсии..
Как только лекарства необходимо контролировать, скорость высвобождения активного ингредиента можно контролировать, используя в суспензии..
И одна из главных причин использования лекарств в виде суспензии и инъекций заключается в том, что пациенты не могут переносить неприятный вкус лекарств или их таблетку.
21-антацидные суспензии (используемые в качестве лекарства от кислотности желудка) представляют собой суспензии гидроксида магния или гидроксида алюминия. Лекарства, такие как Mylanta или AciTip
22-Подвески кортикостероидных препаратов. Они могут быть примерами, такими как Diprospan, Scherin
23-глина белая суспензия (каолин) как противодиарейный метод
24-Суспензии противопаразитарных препаратов. Например, суспензии метронидазола
25-Суспензии для перорального применения, эти суспензии готовят в основном таким образом, чтобы их не нужно было вводить инъекционно, но их можно принимать перорально..
26-Otic суспензии, где суспензии подготовлены для поверхностного использования в ушах.
27-актуальные суспензии: подготовлены для использования непосредственно на коже без необходимости инъекции
28-офтальмологические суспензии: суспензия с определенным нейтральным pH для использования в глазах
29-Инъецируемые суспензии: это наиболее распространенные суспензии в области фармацевтики, где лекарственное средство находится в суспензии для внутривенного введения посредством инъекции..
30-ректальные суспензии: они подготовлены для использования в качестве ректального суппозитория, обычно через клизму.
СУСПЕНЗИИ
Получение суспензий. Два основных способа-смешение сухих порошков с жидкостью или измельчение твердых тел в жидкости (методы диспергирования) и выделение твердой фазы из жидкой среды (методы конденсации). Методы диспергирования требуют затраты энергии на преодоление сил межмолекулярного взаимод. и накопление своб. поверхностной энергии образовавшихся частиц. Измельчение твердых тел осуществляют раздавливанием, истиранием, дроблением, расщеплением мех. способом с помощью дробилок, ступок и мельниц разл. конструкции (шаровых, вибро-, струйных, коллоидных), ультразвуком, а также электрич. методами.
Энергетич. затраты на диспергирование в жидкой среде м. б. существенно снижены за счет адсорбционного понижения прочности твердых тел при введении ПАВ (эффекта Ребиндера; см. Физико-химическая механика). Частицы сферич. формы м. б. получены оплавлением в низкотемпературной плазме дугового или высокочастотного разряда. В случае лиофильных дисперсных систем диспергирование может происходить самопроизвольно (напр., суспензии бентонитовой глины в воде), при этом увеличивается энтропия системы.
Устойчивость суспензий. Грубодисперсные суспензии седиментационно неустойчивы. Скорость седиментации (или всплывания частиц) зависит от их размера, формы, разности плотностей частиц и среды, вязкости среды. На практике широко используют понятие гидравлич. крупности суспензии, характеризующее скорость оседания частиц (мм/с) в неподвижной жидкой среде. Скорости седиментации сферич. частиц кварца в воде приведены в таблице.
Агрегативная устойчивость суспензии (способность частиц сохранять свои первоначальные размеры, не слипаться) зависит от плотности поверхностного электрич. заряда частиц, их потенциала (потенциал Штерна), толщины двойного электрического слоя, интенсивности взаимод. частиц со средой (лиофильности суспензии). Понижение этих параметров приводит к потере агрегативной устойчивости. Осаждение частиц из суспензии (разделение фаз) м. б. значительно ускорено путем их укрупнения в результате коагуляции (флокуляции) при введении в суспензию электролитов (флокулянтов), под действием электрич. поля, магн. или электромагн. полей, жесткого ионизирующего излучения, теплового воздействия. Осадки, образующиеся из коагулированных суспензий, являются более рыхлыми, имеют больший седиментационный объем, чем осадки, получаемые из агрегативно устойчивых суспензий. Процессы разделения суспензий реализуются, напр., при очистке сточных вод в разл. типа отстойниках, фильтрах, флотаторах, гидроциклонах и центрифугах.
Суспензии широко применяются в хим., цементной, силикатной, керамич., горной, металлургич., бумажной, текстильной, пищевой, кожевенной и др. областях пром-сти. Так, с суспензиями имеют дело при растворении солей, выщелачивании, электрофоретич. осаждении твердой фазы при получении декоративных, антикоррозионных и электроизоляц. покрытий, полупроводниковых пленок, электрофоретич. дисплеев. В прир. условиях образование суспензий происходит при диспергировании почв, грунтов и скальных пород под воздействием сил прибоя, приливно-отливных явлений, при движении ледников, в результате выветривания и выщелачивания, при загрязнении водоемов атм. пылью.
Лит.: Фролов Ю. Г., Курс коллоидной химии, М., 1982; Фридрих-сберг Д. А., Курс коллоидной химии, 2 изд., Л., 1984.