Способи одержання аерозолів.
Аерозолі одержують головним чином двома методами - конденсацією та диспергуванням.
Конденсаційні методи одержання аерозолів ґрунтуються на конденсації пересиченої пари, яку одержують під час охолодження системи, або внаслідок перебігу хімічної реакції. Відповідно розрізняють фізичну конденсацію і хімічну (хемоконденсацію).
Охолодження, перенасичення і конденсація пари може відбуватися різними шляхами, наприклад, адіабатичним (без обміну тепла з навколишнім середовищем) розширенням газу, який містить пару якої-небудь рідини. Так утворюються хмари, коли теплі маси повітря піднімаються у вищі шари атмосфери. Фізична конденсація пари відбувається також при її контакті з холодною поверхнею або при змішуванні з холодним газом. Це явище спостерігається при утворенні туману.
Хімічні реакції, в результаті яких утворюються аерозолі, можуть бути різноманітними. Так, внаслідок окиснення під час згоряння палива виникають димові гази, які містять речовини з досить малим тиском пари. Змішуючись з холодним повітрям, ці продукти конденсуються і утворюють топковий дим. Дим утворюється також при взаємодії газоподібного амоніаку з хлороводнем:
NH3(r) +HCI(г) = NH4CI(т)
при згорянні фосфору на повітрі:
4Р + 5О2 = 2Р2О5,
при взаємодії сульфур (ІV) оксиду з парою води:
SО2(г) + Н2О(г) = Н2SО3(р)
та під час перебігу інших реакцій.
Таким чином, процеси утворення конденсаційних аерозолів досить поширені в природі і можуть відбуватися як стихійно, так і створюватися штучно.
Методи диспергування. На відміну від конденсаційних, диспергаційні аерозолі мають більші за розміром частинки, які менш однорідні за ступенем дисперсності. їх одержують механічним подрібненням і розпиленням твердих тіл або рідин, при вибухах, тертям твердих тіл тощо. Розглянемо найпоширеніші методи одержання аерозолів з рідкою дисперсною фазою.
1.Пневморозпилення. Рідину під тиском подають у форсунку, де вона підхоплюється високошвидкісним потоком газу. Він подрібнює струмінь рідини на окремі цівки, які в свою чергу диспергуються на окремі краплинки.
2.Розпилення рідин стисненим повітрям проводять за допомогою пульверизаторів різних конструкцій та аерозольних балончиків.
Цей метод застосовують для одержання парфумерно-косметичних аерозолів, аерозолів лікарських препаратів, інсектицидів тощо.
3. Ультразвукове розпилення. Джерело ультразвуку занурюють у резервуар з рідиною або вміщують його у насадку, крізь яку пропускають рідину. Ультразвукове розпилення дає змогу одержати аерозолі з високою концентрацією дисперсної фази і розміром краплинок (2-5) ∙10-6 м. Цей метод широко застосовують для розпилення лікарських препаратів, наприклад, водних розчинів антибіотиків в інгаляторах.
4. Електродинамічне розпилення. Це один із сучасних методів одержання рідких аерозолів, який дає можливість утворити найдрібніші та високо заряджені уніполярні (однакового заряду) краплинки.
Розглянемо суть методу. Якщо до металевого капіляра з таким малим діаметром, що рідина не протікає крізь нього (гідростатичний тиск урівноважується силами поверхневого натягу), прикласти високу напругу (20-30 кВ), то з кінця капіляра вивергатиметься віяло най-дрібніших монодисперсних заряджених краплинок, кожна з яких має радіус менший за 1 ∙10-6 м і несе до 1000 елементарних зарядів. Зараз промисловість випускає апарати для одержання аерозолів лікарських речовин цим способом.
5.Механічне розпилення рідин здійснюють, наприклад, за допомогою механічних насадок та диска, який обертається з великою швидкістю.
Аерозолі з твердою дисперсною фазою одержують розпиленням заздалегідь подрібнених твердих тіл - порошків.
Дуже часто аерозолі утворюються в процесі одночасного перебігу як диспергаційних, так і конденсаційних процесів. Наприклад, якщо на тонку дротинку подати електричний розряд від конденсатора, то вона вибухне яскравим спалахом. При цьому одна частина її речовини випарується з наступною конденсацією, інша - буде диспергована вибухом. Такі явища спостерігають також при дії променя потужного лазера на речовину або під час вибуху атомної бомби. Аерозолі, що утворюються за таких умов, складаються з двох фракцій, а саме: більш диспергованої - конденсаційної і менш подрібненої - диспергаційної.
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 853 | Нарушение авторских прав
|