13,759 matches
-
moleculare a substanțelor care pot fi reținute prin ultrafiltrare este de circa 500 000, peste această limită separarea având loc prin filtrare obișnuită. Membrana ultrafiltrantă permite o separare selectivă a particulelor mai mari decât porii membranei, care sunt reținute, în timp ce particulele mai mici trec în filtrat. Pentru accelerarea procesului, ultrafiltrarea se efectuează aproape întotdeauna sub vid sau sub presiune. Fig. 2.4. Electrodecantor 129 În cazul ultrafiltrării prin membrane, mecanismul principal este sitarea selectivă, în funcție de diametrul particulelor de substanțe poluante și
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
care sunt reținute, în timp ce particulele mai mici trec în filtrat. Pentru accelerarea procesului, ultrafiltrarea se efectuează aproape întotdeauna sub vid sau sub presiune. Fig. 2.4. Electrodecantor 129 În cazul ultrafiltrării prin membrane, mecanismul principal este sitarea selectivă, în funcție de diametrul particulelor de substanțe poluante și diametrul porilor. Capacitatea de reținere a unei membrane pentru o substanță dată depinde de dimensiunea, forma și flexibilitatea moleculelor constituente ale membranei, precum și de condițiile de exploatare. Pentru scopuri practice, se cere ca membranele de ultrafiltrare
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
capac detașabil; 4 - șuruburi pentru fixare (buloane); 5 - ultrafiltru. În figura 2.6., pâlnia de sticlă simplă (1) are atașată de peretele interior o membrană ultrafiltrantă (2), ce poate avea pori de diferite dimensiuni, alegerea lor făcându-se în funcție de mărimea particulelor de separat din mediul dispersant. În ultimul timp se utilizează pentru ultrafiltrare câmpul centrifugal. Membrana ultrafiltrantă (3) se așează în interiorul cuvelor centrifugei (2) iar filtrarea coloidului (1) aflat în interiorul cuvei decurge rapid. Fig. 2.5. Pâlnie metalică pentru ultrafiltrare Fig
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
Procedeul se numește electroultrafiltrare și este avantajos numai dacă în mediul de dispersie există ioni capabili să migreze sub acțiunea curentului electric. Ultrafiltrarea are aplicații importante în separarea proteinelor, la purificarea apelor menajere și industriale poluate etc. 2.4. Structura particulei coloidale (micela coloidală) Stabilitatea unui sistem coloidal, cea mai importantă proprietate a sa, poate fi explicată în două moduri: a) fizic - prin formarea unui strat dublu electric, din anumiți ioni adsorbiți pe fiecare particulă, care creează în jurul ei o sferă
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
industriale poluate etc. 2.4. Structura particulei coloidale (micela coloidală) Stabilitatea unui sistem coloidal, cea mai importantă proprietate a sa, poate fi explicată în două moduri: a) fizic - prin formarea unui strat dublu electric, din anumiți ioni adsorbiți pe fiecare particulă, care creează în jurul ei o sferă electrică de protecție (barieră de potențial); b) chimic - prin adsorbția anumitor substanțe care măresc insolubilitatea particulelor și împiedică dizolvarea lor prin „acțiune de masă”. În ambele cazuri, stabilitatea particulelor coloidale se explică printr-o
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
explicată în două moduri: a) fizic - prin formarea unui strat dublu electric, din anumiți ioni adsorbiți pe fiecare particulă, care creează în jurul ei o sferă electrică de protecție (barieră de potențial); b) chimic - prin adsorbția anumitor substanțe care măresc insolubilitatea particulelor și împiedică dizolvarea lor prin „acțiune de masă”. În ambele cazuri, stabilitatea particulelor coloidale se explică printr-o anumită structură deosebită și o compoziție chimică specială. Aceste particule au fost denumite pentru prima dată de J. Duclaux - micele coloidale. Ele
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
anumiți ioni adsorbiți pe fiecare particulă, care creează în jurul ei o sferă electrică de protecție (barieră de potențial); b) chimic - prin adsorbția anumitor substanțe care măresc insolubilitatea particulelor și împiedică dizolvarea lor prin „acțiune de masă”. În ambele cazuri, stabilitatea particulelor coloidale se explică printr-o anumită structură deosebită și o compoziție chimică specială. Aceste particule au fost denumite pentru prima dată de J. Duclaux - micele coloidale. Ele au o structură ternară, fiind formate din nucleu, ioni și contraioni, iar compoziția
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
barieră de potențial); b) chimic - prin adsorbția anumitor substanțe care măresc insolubilitatea particulelor și împiedică dizolvarea lor prin „acțiune de masă”. În ambele cazuri, stabilitatea particulelor coloidale se explică printr-o anumită structură deosebită și o compoziție chimică specială. Aceste particule au fost denumite pentru prima dată de J. Duclaux - micele coloidale. Ele au o structură ternară, fiind formate din nucleu, ioni și contraioni, iar compoziția lor diferă de la o micelă la alta din cauza polidispersării. Din această cauză, raportul stoechiometric dintre
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
fix de ioni. La mișcarea celor două straturi care alcătuiesc sistemul, doar stratul de contraioni (SEH) se deplasează împreună cu nucleul, iar contraionii din stratul difuz rămân în urmă determinând un potențial numit potențial electrocinetic ξ. Formula micelară generală a unei particule coloidale se poate exprima astfel: [m AB · n C± · (n-x) D± ]· x D± , unde particula ionizată este formată din m AB = nucleu; n C± = strat fix de ioni (SIH); (n-x) D± = strat de contraioni (SEH). La exteriorul particulei
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
se deplasează împreună cu nucleul, iar contraionii din stratul difuz rămân în urmă determinând un potențial numit potențial electrocinetic ξ. Formula micelară generală a unei particule coloidale se poate exprima astfel: [m AB · n C± · (n-x) D± ]· x D± , unde particula ionizată este formată din m AB = nucleu; n C± = strat fix de ioni (SIH); (n-x) D± = strat de contraioni (SEH). La exteriorul particulei ionizate este dispus x D± = stratul difuz de ioni. m reprezintă numărul moleculelor din nucleu, n
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
particule coloidale se poate exprima astfel: [m AB · n C± · (n-x) D± ]· x D± , unde particula ionizată este formată din m AB = nucleu; n C± = strat fix de ioni (SIH); (n-x) D± = strat de contraioni (SEH). La exteriorul particulei ionizate este dispus x D± = stratul difuz de ioni. m reprezintă numărul moleculelor din nucleu, n și x, numărul ionilor din stratul generator de potențial, iar (n-x) reprezintă numărul ionilor din stratul de contraioni. Ca exemple de micele coloidale
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
micelei poate fi reprezentată astfel: [m As2S3 · n HS· (n-x) H3O+]· x H3O+ 132 Micelele din coloidul de acid silicic au nucleul format dintr-un amestec de silice (anhidridă silicică) și acid silicic; ionizarea superficială a acidului silicic oferă particulelor sarcină negativă. [(m SiO2 + p H2SiO3) · n HSiO3· (n-x) H3O+]· x H3O+ Hidroxizii unor metale di și trivalente se pot obține sub formă coloidală prin reacții de hidroliză: FeCl3 + H2O → FeOCl + 2 HCl FeOCl + H2O → FeO(OH) + HCl unde
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
HSiO3· (n-x) H3O+]· x H3O+ Hidroxizii unor metale di și trivalente se pot obține sub formă coloidală prin reacții de hidroliză: FeCl3 + H2O → FeOCl + 2 HCl FeOCl + H2O → FeO(OH) + HCl unde 2 FeO(OH) = Fe2O3 · H2O (rugina). Nucleul particulelor este constituit dintr-un amestec de FeO(OH) și FeOCl, în care predomină oxiclorura ferică, deoarece prima treaptă a hidrolizei este mai accentuată, deci p > m. Micelele solului de hidroxid feric au deci formula: [(m FeO(OH) + p FeOCl) · n
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
OH) și FeOCl, în care predomină oxiclorura ferică, deoarece prima treaptă a hidrolizei este mai accentuată, deci p > m. Micelele solului de hidroxid feric au deci formula: [(m FeO(OH) + p FeOCl) · n FeO+ · (n-x) Cl-]· x Cl Sarcina particulei se datorează unei ionizări superficiale a oxiclorurii ferice din nucleu. Nu există aici o adsorbție tipică de ioni, ca la halogenurile de argint. Oxiclorura din nucleu continuă să hidrolizeze până când se transformă complet în FeO(OH), după 6 - 8 ani
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
referă la fenomenele lor cinetice, optice, electrice sau de suprafață. 2.5.1. Proprietăți cinetice 2.5.1.1. Difuziunea Este cel mai simplu fenomen de transfer (transport) și constă în egalizarea spontană a concentrației sistemului datorită agitației cinetice. Difuzia particulelor coloidale se produce cu viteze de același ordin de mărime cu viteza de difuzie a moleculelor. Studiul matematic al difuziei moleculelor simple a fost efectuat pentru prima dată de Fick, în 1855 și Stefan, în 1860. Difuzia se definește cantitativ
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
mărime cu viteza de difuzie a moleculelor. Studiul matematic al difuziei moleculelor simple a fost efectuat pentru prima dată de Fick, în 1855 și Stefan, în 1860. Difuzia se definește cantitativ prin spațiul x parcurs pe o anumită direcție de particule într un timp dat t și prin viteza de difuzie v. Viteza de difuzie se exprimă, la rândul ei, prin numărul n de particule difuzate în unitatea de timp printr-o suprafață dată S, perpendiculară pe direcția considerată. Aceste mărimi
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
Stefan, în 1860. Difuzia se definește cantitativ prin spațiul x parcurs pe o anumită direcție de particule într un timp dat t și prin viteza de difuzie v. Viteza de difuzie se exprimă, la rândul ei, prin numărul n de particule difuzate în unitatea de timp printr-o suprafață dată S, perpendiculară pe direcția considerată. Aceste mărimi sunt legate de concentrația C a dispersoidului printr-o relație fundamentală, cunoscută sub numele de legea I a lui Fick: Constanta D din relația
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
KD · C) unde D0 este coeficientul de difuzie la diluție infinită, când concentrația C tinde spre 0; KD este constantă iar C reprezintă concentrația fazei disperse. 134 Einstein a arătat că valorile coeficientului de difuzie depind de deplasările medii ale particulelor, de vâscozitatea mediului și de mărimea particulelor. În sistemele coloidale, cu particule mari, difuzia se desfășoară cu viteză redusă. 2.5.1.2. Mișcarea browniană Poate fi considerată ca fenomenul microscopic al difuziei libere și este caracteristică particulelor cu dimensiunea
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
difuzie la diluție infinită, când concentrația C tinde spre 0; KD este constantă iar C reprezintă concentrația fazei disperse. 134 Einstein a arătat că valorile coeficientului de difuzie depind de deplasările medii ale particulelor, de vâscozitatea mediului și de mărimea particulelor. În sistemele coloidale, cu particule mari, difuzia se desfășoară cu viteză redusă. 2.5.1.2. Mișcarea browniană Poate fi considerată ca fenomenul microscopic al difuziei libere și este caracteristică particulelor cu dimensiunea în jurul unui micrometru (10-6 m). A fost
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
concentrația C tinde spre 0; KD este constantă iar C reprezintă concentrația fazei disperse. 134 Einstein a arătat că valorile coeficientului de difuzie depind de deplasările medii ale particulelor, de vâscozitatea mediului și de mărimea particulelor. În sistemele coloidale, cu particule mari, difuzia se desfășoară cu viteză redusă. 2.5.1.2. Mișcarea browniană Poate fi considerată ca fenomenul microscopic al difuziei libere și este caracteristică particulelor cu dimensiunea în jurul unui micrometru (10-6 m). A fost descoperită de botanistul Brown, în
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
medii ale particulelor, de vâscozitatea mediului și de mărimea particulelor. În sistemele coloidale, cu particule mari, difuzia se desfășoară cu viteză redusă. 2.5.1.2. Mișcarea browniană Poate fi considerată ca fenomenul microscopic al difuziei libere și este caracteristică particulelor cu dimensiunea în jurul unui micrometru (10-6 m). A fost descoperită de botanistul Brown, în 1827, care a observat fenomenul la unele suspensii vegetale (praf de polen) și apoi la alte suspensii observabile la microscopul obișnuit. Este o mișcare spontană, neinfluențată
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
continuă; este cu atât mai pronunțată cu cât vâscozitatea mediului este mai mică și temperatura mai ridicată. La sistemele coloidale, această mișcare se compune din deplasări în zig - zag în toate direcțiile, însoțite și de rotații în jurul unei poziții medii. Particulele cele mai mari la care se mai poate observa o mișcare browniană au diametrul de aproximativ 4 µm și nu prezintă decât mișcări de oscilație în jurul centrului lor de greutate. Particulele cu dimensiuni corespunzătoare domeniului coloidal se deplasează în același
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
direcțiile, însoțite și de rotații în jurul unei poziții medii. Particulele cele mai mari la care se mai poate observa o mișcare browniană au diametrul de aproximativ 4 µm și nu prezintă decât mișcări de oscilație în jurul centrului lor de greutate. Particulele cu dimensiuni corespunzătoare domeniului coloidal se deplasează în același timp și prin translație după o traiectorie frântă (cu forma generală a „mersului la întâmplare”) și prin rotație. Teoria acestui fenomen a fost elaborată de Einstein, în 1907 și Smolukowski, în
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
același timp și prin translație după o traiectorie frântă (cu forma generală a „mersului la întâmplare”) și prin rotație. Teoria acestui fenomen a fost elaborată de Einstein, în 1907 și Smolukowski, în 1908, teorie care permite determinarea vitezei și dimensiunilor particulelor. Pe baza statisticii clasice s-a considerat, în locul spațiului real și a vitezei reale, deplasarea medie pătratică . Aceasta este egală cu pătratul proiecției pe o dreaptă a distanței minime dintre poziția inițială și cea finală a unei particule aflate în
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
și dimensiunilor particulelor. Pe baza statisticii clasice s-a considerat, în locul spațiului real și a vitezei reale, deplasarea medie pătratică . Aceasta este egală cu pătratul proiecției pe o dreaptă a distanței minime dintre poziția inițială și cea finală a unei particule aflate în mișcare browniană, după un timp de observație τ. Relația fundamentală a teoriei mișcării browniene stabilește legătura între deplasarea medie pătratică (sau deplasarea medie aparentă), coeficientul de difuzie D și timpul τ: = 2 · D · τ , astfel încât = 135 Înlocuind valoarea
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]