АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Очистка коллоидных растворов

При получении коллоидных растворов тем или иным методом, осо­бенно с по­мощью химических реакций, практически невозможно преду­смотреть необходимое количественное соотношение реагентов. Поэтому свежеприготовленные коллоидные растворы почти всегда "загрязнены" различными примесями. Последние чаще всего появляются при введе­нии в систему избытка стабилизаторов и электролитов и, как след­ствие, понижают устойчивость коллоидныхрастворов, создают помехи в изучении их свойств.

Очистка коллоидных растворов от молекулярно-ионных примесей растворенных веществ называется диализом. Он осуществляется в специальных приборах - диализаторах (рис. 1.2) и основан на разности в скоростях диффузии истинно - и коллоидно-растворенных веществ через полупроницаемые перегородки (мембраны): через них свободно проходят ионы и молекулы низкомолекулярных ве­ществ, но задерживаются более крупные по размеру коллоидные час­тицы и макромолекулы ВМС. В качестве мембран применяют пленки из пергамента живого пузыря, коллодия, целлофана, желатина, нитро- и ацетилцеллюлозы и других веществ.

Рис. 1.2. Схемы диализаторов

А-коллоидный раствор, Б -растворитель (вода), М -мембрана

Эффективность диализа зависит от пористости и заряда мембран, растворимости в них диффиндирующего вещества и особенно от разности концентраций примеси по обе стороны мембран, которая может задаваться периодической или непрерывной сменой растворителя в приборе. Для ускорения диализа и экономии растворителя, что осо­бенно важно в производственных условиях, увеличивают площадь (поверхность) мембраны, изменяют давление, создают высокий гра­диент (резкое падение) концентрации по обе стороны мембран, повышают температуру и др. Наибольший результат достигается за счет применения электрического поля и проточной воды.

Процесс диализа, ускоренный электрическим полем, называется электродиализом, а прибор для его осуществления - электродиализатором. Схемы простейшего электродиализатора приведены на рис. 1.3.

Он представляет собой сосуд, разделенный двумя мембранами на три камеры - две боковые и среднюю. Мембраны непроницаемы для коллоидных частиц, но пропускают растворитель (воду) и ионы электролита. Коллоидный раствор, подлежащий очистке, наливают в среднюю камеру прибора и хорошо перемешивают. В боковые камеры помещает электроды от источника постоянного тока и обеспечивают в них непрерывную циркуляцию воды. При пропускании электрического тока ионы электролита перемещаются из средней камеры в боковые к соответствующим электродам и уносятся водой. Очистка в этих условиях требует значительно меньше времени, чем очистка без приме­нения электрического тока: коллоидный раствор может быть очищен от растворенных солей за часы и даже минуты.

Рис. 1.3. Схема электродиализатора:

А -коллоидный раствор в средней камере прибора, Б -растворитель (вода) и

Э -электроды в боковых камерах прибора, М-мембрана

Электролиз применяетсяв промышленности и в лабораторной прак­тике. Этим методом очищают от солей пищевой желатин, дубильные вещества, силикагель, клей, красители и другие технически важные вещества.

В ряде случаев для исследовательских целей и решения производственно-технических задач необходимо полное отделение дисперсной фазы от дисперсионной среды, а в растворах BМC - отделение этого соединения от растворителя. Такое разделении осуществляется ультрафильтрацией и центрифугированием.

Ультрафильтрация - фильтрование коллоидного ра­створа через полупроницаемую мембрану, пропускающую дисперсионную среду с низкомолекулярными примесями и задерживающую коллоидные частицы или макромолекулы. Для ускорения ультрафильтрации ее проводят при перепаде давления по обе сторона мембраны: под вакуумом или под повышением давления. Вакуум создают откачиванием воздуха из расположенного под фильтром сосуда, повышенное давление - нагнетанием воздуха в сосуд, расположенный над фильтром. Для предотвращения разрыва мембраны ее помещают на твердую пористую пластинку (рис. 1.4.). По сравнению с диализом, ультрафильтрация позволяет скорее и тщательнее отделить от коллоидного раствора электролиты и другие примеси (например, низкомолекулярные органические соединения). Особенно этот эффект значите­лен при сочетании ультрафильтрации с элекродиализом. На конечной стадии ультрафильтрации добиваются концентрирования коллоидного раствора.

Рис. 1.4. Схема установки для

ультрафильтрации:

А – коллоидный раствор;

В – воронка; М- мембрана;

П – пластинка с отверстиями;

У – ультрафильтрат

Поскольку поры обычной фильтровальной бумаги легко пропускают колло-

идные частицы, при ультрафильтрации в качестве мембраны применяют специальные фильтры (целлофан, пергамент, асбест, керамические фильтры и т.п.). Применение мембраны с определенным размером пор позволяет разделить коллоидные частицына фракции по размерам и ориентировочно их определить. Таким образом, ультрафильтрация является не только методом очистки коллоидных растворов, но может быть также использована для целей дисперсионного анализа и препаративного деления дисперсных систем.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 685 | Нарушение авторских прав