МС. Жайлауов физикалық химия мазмұНЫ

§ 59. АЭРОЗОЛЬДЕР

Аэрозольдер дегеніміз дисперстік фазасы не сұйық, не қатты дене, ал дисперстік ортасы газ, әдетте, ауа болып келетін дисперстік

239

системалар. Бұған тұман, түтін, шаң сияқтылар мысал болады/ Аэрозольдердщ дисперстілігі коллоидты бөлшектікінен кіші бсь^т ғандықтан, ондағы бөлшектер ірілеу және біркелкі бола бермей; Мысалы, темекі түтініндегі бөлшек өлшемі 0,1 —1,0 мкм, тұрмі тағы түтіндікі — 0,1 —100,0 мкм, тұмандікі (Н₂О)—0,5 мкм.

Аэрозольдерді конденсациялық және диспергациялық тәсілАер-мен алады. Мұнын, арасында диспергациялық әдіс жиі қолданыла-ды: электр өрісінде шашу; Ауа қысымы арқылы тозаңдату; Ульт-радыбыс көмегімен тозаңдату; Сұйықтарды ультрацентрифуга тә-сілі бойынша тозаңдату.

Аэрозольдердің кинетикалық тұрактылығы бөлшектердің/өлше-мімен анықталады. Аэрозоль бөлшектерінің шөгу жылдамдығы дисперсгік ортаның тұтқырлығына тәуелді седиментациялық тең-деу арқылы анықталады. Мысалы, судан 1 сантиметр биіктіктен 10 минутта төмендейтін аэрозоль бөлшегі ауадағы осындай жолды бір секуидта жүреді екен. Олар тұрақсыз болады, өйткені аэрозоль бөлшектері газбен де, сұйықпеи де әрекеттеспейді. Ондағы бөлшектер космостық, гамма-ультракүлгін сәулелер әсерінен за-рядталуы мүмкін. Әйтсе де ондағы заряд шамасы үлкен болмаған-дықтан, ол агрегацияға кедергі жасамайды. Ондағы зарядты жа-санды жолмен арттыруға болады. Азрозоль бөлшектерінде кол-лоидты системалардағыдай диффузиялық қабат болмайды.

Тұмандағы сұйық бөлшектер шар тәрізді болады, ал түтін мен шаңдағылар түрлі заттар мен кристалдардың сынықтарынан тұр-ғандықтан, олар аморфты және әр түрлі пішінді. Олар конденса-ция немесе диспергация негізінде туындауы мүмкін. Конденсация-лық әдіс аэрозольдерді жоғары дисперстілікте және біркелкі етіп алуға мүмкіндік береді. Мысалы, газ күйіндегі хлорлы сутек пен аммиак қоспасынан қатты күйдегі ұнтақты аэрозольді алуға бо-лады: НС1 + NН₃ = NН₄С1. Күкірт (VI) оксидін су буымен аралас-тырғанда сұйық аэрозоль алынады: SОз + Н₂О = Н2SО₄.

Аэрозольдердің пайда болуы беттік әнергияның едәуір артуымен байланысты болғандықтан, ол біраз энергетикалық кедергілерді жеңумен сәйкес келеді. Сондықтан да конденсациялық тәсіл кезінде біршама қаныққандык, яғни тепе-тедсіздік қажет. Мұндай жағдайда буды бірден конденсациялау керек. Табиғаттағы тұман осылайша туындайды. Егер системада ұйтқы заттар болса, аэро-зольдің түзілуі жеңілдейді.

Аэрозольдер коллоидты системалар сияқты жарыкты шашыра-тады және олар Релей теңдеуіне бағынады. Осы кезеңде, дисперсті фаза мен дисперстік орталардың тығыздығы мен сыну көрсеткіш-терінің айырмасы айтарлықтай өзгешелікте болуына байланысты аэрозольдердің оптикалық қасиетінің, әсіресе, жарық шашыратуы-ның ерекше мәнде болатынын ескерген жөн. Оптикалық қасиетке негіздеп түтін пердесін қолданады. Олардын арасында фосфор (V) оксидінің орны ерекше. Оның жарықты шашырату және жұту қа-білеті бірлік өлшем ретінде қабылданған.

Аэрозольдердің қолданбалық орны ерекше мәнді. Аэрозоль

куйіндегі инсектицид есімдіктерді түрлі зиянкестерден қорғайды. Сал сияқты медицина мен парфюмериядағы кейбір дәрі-дәрмектер, препараттар тек аэрозоль күйінде қолданылады.

Қейбір жағдайларда аэрозольдер теріс роль атқарады. Мысалы, металлургия, цемент, химия өндірісі сияқты салаларда әрі ай-наланы қоршаған ортаға зиянды, әрі құнды заттар түтін, шаң, то-зан, қурамында сыртқа шығарылады. Атап айтқанда шамамен тәуліпне он мың тоннадай кенді өңдейтін мыс балқыту заводының мұржасынан көк түтінмен бірге айналаға 26 кг АsSз; 1,9 т Sb2S2; 1,9 т Сu; 2,2 т Рb; 2,8 т Zn; 0,4 т Ві шығады екен.

Соңғы кездері қоршаған ортаны қорғау адамзат денсаулығын сақтаумён тікелей сабақтас болып, ол мемлекеттік, дүниежүзілік мәні бар мәселе болып отыр. Жылу электр станциялары мен це-мент заводтарынын, 2 км радиусында күн жарығы өзінін. 29%-ке дейінгі сәулесін, ал ультракүлгінді бөлігі 65%-ін жоғалтады екен. Ал үлкен қалалардың үстіндегі күн жарығының қуаты 30—40%-ке төмендейді.

Көмір, қант, үн, қағаз сияқты органикалық қосылыстардьвд аэ-розольдары қопарылғыш келеді. Олар оттекпен жеңіл әрекеттесіп, көп мөлшерде жылу бөледі.

Өндірісте шаң-тозаңмен күресу үшін түрлі шан, ұстағыш каме-ралар қолданылады. Аэрозоль ағымы үлкен камераға еніп, көлемі бірнеше есе үлкейіп, жылдамдығын жоғалтады. Осы кезде шаң-тозаңдар шөгеді. Сол секілді түрлі желдеткіш көмегімен аэрозоль-ді кездемеден жасалған сүзгіштер арқылы өткізеді де тазалайды. Циклондарда бұрандалы бағытпен қозғалған аэрозоль бөлшектері қабырғаға қақтығысып, жылдамдығын жоғалтады да төмен шөге-ді. Соңғы кезде электр сүзгіштері де жиі қолданылуда. Аэрозоль тұрақты ток полюсінің арасынан өткенде, ондағы бөлшектер өзіне кері полюске тартылып бейтарапталып, төмен шөгеді (70-сурет). Ол үшін аэрозоль жоғары градиенттегі потен-циалы бар (0,5—1) • 10⁵ В/см ток өрісінен өткізіледі. Осы кезде аэрозоль бөлшектері ион-данады.

§ 60. ҰНТАҚТАР

Өндіріс пен ауыл шаруашылығында, сол секілді тамақ өнеркәсібі мен өндірісінде қол-данылатын көптеген заттар мен шикізаттар, товарлар ұнтақ күйінде кездеседі, мысалы, үнтақ отындар, күйе, ұн, крахмал, қүрғақ бояулар мен пигменттер, цемент, бор сияқты қүрылыс материалдары, минералды және ор-ганикалық тыңайтқыштар, дәрі-дәрмектер мен иісті препараттар, тағам өнімдері және басқалар.

70-сурет дисперстік фазасы жинақталған аэрозоль ретінде қарастыруға да болады. Ұнтақтарға ірі дисперстік, седиментациялық тұрғыдан тұрақсыз системаларды да жатқызуға болады. /

Үнтақ бөлшектерінің өлшемі және оған тікелей тәуелді бфла-тын олардың меншікті беткі қабатының қолданбалы мәні зор/Ай-талық, баяу реңінін, ашықтығы мен бояғыштық қабілеті, тамақ өнімінде қолданылатын ұнтақтардың дәмділігі, тағы да басkалар олардың дисперстілік дәрежесше байланысты. Ал ондағы бөлшек өлшемін микроскоптық, седиментациялық және елеу әдістерімен анықтауға болады. Ұнтақтағы бөлшектердің меншікті бетқі қаба-тын, азоттың бөлшектерге адсорбциялануымен немесе ұнтай, арқы-лы сүзілген сұйық мөлшерімен, сол сияқты ұнтақ арқылы сорыл-ған ауа көмегімен анықтайды.

Бөлшектерден түратын кабат бетін, осы қабаттағы кіші бөл-шектердің қозғалуын қарастырудың мәні зор, өйткені олар үнтақ-ты тасымалдауға негіз болады. Бұл қозғалыстар үш түрлі тәсілмен жүзеге асуы мүмкін: 1. Бөлшектер ұнтақ бетінде домалап козға-лады. 2. Бөлшектер ұнтақ бетінен бөлініп, көтеріледі және өте тез, сол сәтте-ақ төмен түседі, яғни бөлшек “секіре” қозғалады. 3. Бөл-шектер аэрозоль күйінде қозғалады немесе ол жел ағымымен бірге жүреді. Бұл қозғалыстың үш түрін де түбіне кальщ құм қабаты төселген аэродинамикалық трубадан байқауға болады. Ауа ағы-мының белгілі мәндегі жылдамдығы кезінде бөлшек домалай қоз-ғалады. Ал егер олар кішігірім ойысқа кезіксе, тоқтап қалады. Егер ауа жылдамдығы бүдан біраз артық болса, онда бөлшектер тағы да домалай бастайды.

Ұнтақтарды да коллоидты системадағыдай конденсациялық және дисперсиялық әдістермен алады.