Suspensie (chimie) - Suspension (chemistry)

O suspensie de făină amestecată într-un pahar cu apă, care arată efectul Tyndall

În chimie , o suspensie este un amestec eterogen al unui fluid care conține particule solide suficient de mari pentru sedimentare . Particulele pot fi vizibile cu ochiul liber , de obicei trebuie să fie mai mari de un micrometru și se vor stabili în cele din urmă , deși amestecul este clasificat ca suspensie doar atunci când și în timp ce particulele nu s-au așezat.

Proprietăți

O suspensie este un amestec eterogen în care particulele dizolvate nu se dizolvă , ci sunt suspendate pe tot parcursul solventului , lăsând să plutească liber în mediu. Faza internă (solidă) este dispersată în toată faza externă (fluidă) prin agitație mecanică , cu utilizarea anumitor excipienți sau agenți de suspendare.

Un exemplu de suspensie ar fi nisipul în apă. Particulele suspendate sunt vizibile la microscop și se vor stabili în timp dacă sunt lăsate netulburate. Aceasta distinge o suspensie de un coloid , în care particulele suspendate sunt mai mici și nu se așează. Coloizii și suspensiile sunt diferite de soluție , în care substanța dizolvată (substanța dizolvată) nu există ca solid, iar solventul și substanța dizolvată sunt amestecate omogen.

O suspensie de picături lichide sau particule solide fine într-un gaz se numește aerosol . În atmosferă , particulele suspendate se numesc particule și constau din praf fin și particule de funingine , sare de mare , sulfați biogeni și vulcanogeni , nitrați și picături de nor .

Suspensiile sunt clasificate pe baza fazei dispersate și a mediului de dispersie , unde primul este în esență solid, în timp ce acesta din urmă poate fi fie un solid, un lichid sau un gaz.

În industriile moderne de proces chimic, tehnologia de amestecare cu forfecare mare a fost utilizată pentru a crea multe suspensii noi.

Suspensiile sunt instabile din punct de vedere termodinamic, dar pot fi cinetic stabile pe o perioadă mai lungă de timp, ceea ce la rândul său poate determina durata de valabilitate a unei suspensii. Acest interval de timp trebuie măsurat pentru a oferi consumatorilor informații exacte și pentru a asigura cea mai bună calitate a produsului.

"Stabilitatea dispersiei se referă la capacitatea unei dispersii de a rezista schimbării proprietăților sale în timp."

Definiția IUPAC

Dispersia particulelor solide într-un lichid.

Notă : Definiție bazată pe cea din ref.

Tehnica de monitorizare a stabilității fizice

Difuzarea multiplă a luminii, combinată cu scanarea verticală, este cea mai utilizată tehnică de monitorizare a stării de dispersie a unui produs, identificând și cuantificând fenomenele de destabilizare. Funcționează pe dispersii concentrate fără diluare. Când lumina este trimisă prin eșantion, aceasta este înapoi împrăștiată de particule. Intensitatea retrodifuziunii este direct proporțională cu mărimea și fracția de volum a fazei dispersate. Prin urmare, modificările locale ale concentrației ( sedimentare ) și modificările globale ale dimensiunii ( floculare , agregare ) sunt detectate și monitorizate. De o importanță primară în analiza stabilității în suspensiile de particule este valoarea potențialului zeta prezentat de solidele suspendate. Acest parametru indică amploarea repulsiei electrostatice interparticule și este analizat în mod obișnuit pentru a determina modul în care utilizarea adsorbaților și modificarea pH-ului afectează repulsia particulelor și stabilizarea sau destabilizarea suspensiei.

Metode de accelerare pentru predicția termenului de valabilitate

Procesul cinetic de destabilizare poate fi destul de lung (până la câteva luni sau chiar ani pentru unele produse) și este adesea necesar ca formulatorul să utilizeze metode de accelerare suplimentare pentru a atinge un timp rezonabil de dezvoltare pentru proiectarea unui nou produs. Metodele termice sunt cele mai frecvent utilizate și constă în creșterea temperaturii pentru a accelera destabilizarea (sub temperaturi critice de fază și degradare). Temperatura afectează nu numai vâscozitatea, ci și tensiunea interfațială în cazul agenților tensioactivi neionici sau, în general, a forțelor de interacțiune din interiorul sistemului. Depozitarea unei dispersii la temperaturi ridicate permite simularea condițiilor de viață reală pentru un produs (de exemplu, tubul de cremă de protecție solară într-o mașină vara), dar și accelerarea proceselor de destabilizare de până la 200 de ori, inclusiv vibrații, centrifugare și agitație. Acestea supun produsul la diferite forțe care împing drenajul particulelor / filmului. Cu toate acestea, unele emulsii nu s-ar uni niciodată în gravitația normală, în timp ce se fac sub gravitație artificială. Mai mult, segregarea diferitelor populații de particule a fost evidențiată atunci când se utilizează centrifugarea și vibrațiile.

Exemple

Exemple obișnuite de suspendări includ:

  • Nămol sau apă noroioasă: unde solul, argila sau particulele de nămol sunt suspendate în apă.
  • Făină suspendată în apă.
  • Kimchi suspendat pe oțet.
  • Creta suspendată în apă.
  • Nisip suspendat în apă.

Vezi si

Referințe