Суспензияның седиментациялық анализ

Суспензия – қатты дисперстік фазаның сұйық дисперстік ортада таралған микрогетерогенді система. Ондағы қатты бөлшектердің өлшемі 0,1 мкм < r < 10 шкм. Егер бөлшектердің дисперстік дәрежесі төмен болса, онда оның радиусы үлкейіп, тұрақтылығы төмендейді де тез тұнбаға шөгеді.

Суспензиялар – бұл 10^-5 см өлшемді қатты заттың бөлшектері дисперсті фаза болатын дисперсті орта – сұйықтық болады. Шартты түрде суспензияны бөлшек түрінде белгілейді. Қ/с мұнда фазаның агрегатты күйі және ортаның агрегатты күйі көрсетіледі. Суспензияға мынадай анықтама беруге де болады: Суспензия – бұл ұнтақтардың сұйықтағы өлшемі.

«Суспензия» (suspensio) термині көне латын тілінен аударғанда «іліну», «өлшеу» мағыналарын береді.

Формальді түрде суспензиялар лиозолдерден (коллоидты ерітінділер) дисперсті фаза бөлшектерінің өлшемі мен ғана өзгешеленеді. Суспензиядағы қатты бөлшектер өлшемі (10 ^-5) лиозолдерге қарағанда анағұрлым көп болуы мүмкін. Бұл сандық айырмашылық суспензиялардың өте маңызды ерекшелігін негіздейді. Көпшілік суспензияларда қатты фаза бөлшектері броун әрекетінде қатыспайды. Сондықтан суспензиялар қасиеті нослоидты ерітінділер қаситінен айтарлықтай ерекшеленеді, оларды дисперсті жүйелердің жеке түрі ретінде қарастырады. Әрі қарай суспензияның нақты қасиеттерін көре отырып, оларды коллоидті ерітінділердің аналогиялық қасиеттерімен салыстыра үйрену пайдалы.

Суспензияның классификациясы

Суспензиялар бірнеше белгілер бойынша жіктеледі:

1. Дисперсті орта табиғаты бойынша : органосуспензиялар (дисперсті орта – органикалық сұйықтық) және сулы суспензиялар.

2. Дисперсті фаза бөлшектерінің өлшемдері бойынша: дөрекі суспензиялар (α >10 ^-2) нәзік суспензия (-5 ∙ 10 ^-5< α< 10^-2) муттар (1۬∙ 10 ^-5< α< 5∙ 10^-5 см)

3. Дисперсті фаза бөлшектерінің концентрациясы бойынша: сұйытылған суспензиялар (өлшенділер) және концентрленген суспензия (пасталар).

Сұйытылған суспензияларда бөлшектер сұйықтықта еркін жүреді, бөлшектер арасында байланыс болмайды және әр бір бөлшек кинетикалық тұрғыдан тәуелсіз. Сұйытылған суспензиялар – бұл бос дисперсті структурасыз жүйелер.

Концентрленген суспензияларды (пасталарды) бөлшектер арасында белгілі структура түзілуіне алып келетін күштер әрекет жасайды (кеңістік торлар). Сонымен, концентрленген суспензиялар – бұл дисперсті байланысқан структуралы жүйелер.

Стуктура пайда бола басталатын концентрациялы интервалдың нақты мәндері индивидуалды (дербес) және де алдымен, фазалар табиғатына, дисперсті фаза бөлшектерінің формасына температураға механикалық әсерлерге байланысты.

Сұйытылған суспензиялардың механикалық қасиеттері ең алдымен, дисперсті орта қасиеттерімен анықталады, ал дисперсті байланысқан жүйелердің механикалық қасиеттері тағы дисперсті фаза қасиетімен бөлшектер арасындағы контакт (әрекеттесу) сонымен анықталады.

Сұйытылған суспензияларды алу әдістері

Басқа дисперсті жүйе тәрізді суспензияны 2 әдіс топтары арқылы алуға болады: дөрекі дисперсті жүйе жағынан - диспергационды әдіс, шын ерітінділер жағынан – конденсациялық әдістермен.

Суспензияларды алудың нақты әдістерін қарастыра отырып, суспензиялардың – ұнтақтардың сұйықтағы өлшемдісі екенін еске түсірген маңызды.

Ең қарапайым және де өндірісті де күнделікті өмірде де кең таралған сұйытылған суспензияларды алудың әдісі – берілген ұнтақты сәйкес сұйықта түрлі араластырушы құрылғыларды пайдалана отырып шайқау жатады. Концентрленген суспензияларды алу үшін сәйкес ұнтақтарды сұйықтық аз мөлшерімен үгітеді. Суспензиялар лиозольдерден бөлшектерінің көптігімен ғана өзгешеленетіндігінен, лиозолдер алу үшін пайдаланылатын барлық әдістерді суспензиялар алу үшін де пайдалануға болады. Мұнда диспергационды әдістермен майдалау дәрежесі лиозолдерді алғандығымен салыстырғанда аз болуы керек. Конденсациялық әдістерде конденсацияны сондай жүргізу керек, нәтижеде 10^-5 – 10^-1 см өлшемді бөлшектер түзілуі керек. Түзіліп жатқан бөлшектердің өлшемі кристалдар түзілу және олардың өсуі жылдамдық қатынастарына байланысты. Аз мөлшердегі қанықтыру нәтижесінде ірі бөлшектер, ал көп дәрежеде ұсақ бөлшектер түзіледі. Жүйеге криталдану туындыларын енгізу монодисперсті суспензиялар түзілуіне алып келеді. Дисперстілік төмендетуді қайнату кезіндегі изопормиялық айдау нәтижесінде қол жеткізуге болады. Мұнда ұсақ кристалдар ериді, олардың есебінен ірілері өседі. Түзіліп жатқан суспензиялар дисперстілігін сондай-ақ БАЗ-ды енгізу арқылы да дұрыстауға болады.

Суспензияларды еріген заттар қоспасынан диализ электродиализ фильтрлеу центрифугаттау арқылы тазартуға болады. Суспензиялар сонымен қатар лиозилдар коагуляциясы нәтижесінде де түзіледі. Яғни коагуляцияны жасау әдістері – сонымен бірге суспензияларды алудың әдістері.

Жоғарыда айтылып өткеннің бәрі өндірістік және күнделікті суспензияларға тиісті табиғи суспензиялар (олар жердегі барлық су қоймалар) суға қатты бөлшектер түсіп, нәтижеде аэрозолдердің бұзылып, сонымен қатар тамыр, грунттарды диспергирлеу арқылы мұздардың әрекеті және су тасқын құбылыстарында түзіледі.