Слайд 1 с информацией о кадрах
жүктеу/скачать 1,75 Mb.
|
1 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Тексерген: Матаев М. М Диспергациялық әдістер (ірі тамшыларды ұсақтау арқылы).
- Коллоидтық жүйелерді алудың диспергациялық әдістері
- Механикалық диспергілеу
Слайд 1 с информацией о кадрахҚазақ Ұлттық Қыздар Педагогикалық Университеті Диспергациялық әдістер Орындаған: 7М01504 - «Химия» мамандығының 1 курс магистранты Темирханова С. Н Тексерген: Матаев М. М Диспергациялық әдістер (ірі тамшыларды ұсақтау арқылы). Зертханаларда да, өндірістерде де ең көп тараған әдістер – диспергациялық әдістер. Жоғары концентрленген эмульсиялардың қасиеттері. Мұндай жүйелер үшін бөлшектердің қозғалысымен байланысты мәселелер (диффузия, седиментация) болмайды, эмульсиялар өздерінің қасиеттері бойынша құрылымданған – коллоидтық жүйелерге, яғни гельдерге (сірнелерге) ұқсас болады. Тамшылар концентрациясы 100%-ға жақындай бастағанда, дисперсиялық орта – сұйықтықтың өте жұқа қабаты – эмульсиялық қабыршақтар түзеді. Мұндай эмульсиялар құрылымы бойынша көпіршіктерге жақын, олардың қасиеттері ең алдымен эмульгатормен тұрақтандырылған эмульсиялық қабыршақтар қасиеттерімен анықталады. Коллоидтық жүйелерді алудың диспергациялық әдістері - макро- және микрогетерогендік бөлшектерді коллоидты бөлшектердің өлшеміндей етіп (ұсақ тауға, майдалауға) диспергациялауға негізделген. Әрине бөлшектер ұсақ талғанда оларды меншікті беттері, оларға сәйкес беттік энергиялары артады, яғни ол өздігінен жүретін үдеріс емес, керісінше ол үшін көп жұмыс жасау керек немесе сырттан көп энергия жұмсау керек. Ендеше конденсациялық әдістерге қарағанда диспергациялық әдістер энергетикалық тұрғыдан тиімсіз екен. Сонысына қарамастан бұл әдістерде көп қолданылады. Мысалы, кендерді майдалау, ұн және т.б. тамақ өнімдерін, цемент, бояуларды және т.б. алу негіздерінде осы әдістер кең қолданылады. Диспергациялық әдістерге механикалық диспергілеу, электрлік диспергілеу, ультрадыбыстық тербелуді қолдану сияқты әдістер жатады.
Шарикті диірмендердің жұмыс істеу принципі жартылай бос айналатын цилиндрді ауыр металл немесе фарфор шариктермен біршама толтырып, оған ірі бөлшектері бар дисперсияларды салып, стабилизаторы бар дисперсиялық ортада жайлап айналдыруға негізделген. Ортадан тепкіш күштің әсерінен біраз шариктер биіктікке көтеріліп, содан соң төменгі шариктерге түседі. Сол кезде олардың арасындағы дисперстік фаза бөлшектері қысылып майдаланады. Диспергілеу жақсы жүру үшін шариктердің көлемі диірменнің 1/3 –нен, ал ұсатылатын дисперцияның көлемі диірмен көлемінің 1/5тен аспау керек. Шарикті диірменнің басқа құрал-аспаптардан артық шылығы сол жоғары дисперстік жүйелерді алу үшін майдалау жабық кең істікте жүреді де еріткіш жоғалмайды, әсіресе ол ұшқыш еріткіштер үшін тиімді. Оның үстіне майдалау үдерісін қажетті майдалау дәрежесіне дейін жүргізуге болады және диірменмен жұмыс істеудің ешқандай күрделілігі жоқ. Сонысына қарамастан шарикті диірмендердің кемшіліктері бар. Олар: жұ мыс кезінде шариктердің өздері де мүжілуі мүмкін, соның нәтижесінде алынған дисперсия (кірне) таза болмайды және еңбек өнімділігі аз болады. Қатты дененің сұйықтықта ұсақ тағанда дисперстіліктің ең көп дәрежесін коллоидтық диірменде алуға болады. Алғашқы коллоидтық диірменді Плаусон жасады. Қазіргі кезде көп тараған коллоидтық диірменнің сұлбасы суретте көрсетілген. Бұл диірмен конустық диск 1 болып келген валға орналастырылған ротордан және статордан 3 тұрады. Ротордың айналуы арнайы вертикаль орналасқан мотор арқылы болады, ол минутына шамамен тоғыз мың айналым жасайды. Ротор мен статордың жұмыстық беті 4 бір – бірімен ыспаланып жасалған, олардың арасындағы саңылаудың қалыңдығы шамамен 0.05 мм. Дөрекі суспензия диірменге ротордың айналу нәтижесінде дамитын орталықтан тепкіш күш арқылы түтікпен 5 беріледі, саңылау арқылы итеріледі және содан соң диірменнен түтік 6 арқылы шығарылады. Алынатын жүйенің дисперстігі саңылаудың қалыңдығына және ротордың айналу жылдамдығына байланысты болады. Саңылаудың қалыңдығы аз, ротордың жылдамдығы көп болған сайын жүйенің дисперстілігі жоғары болады. Коллоидтық диірмендердің бірқатар конструкциялары бар. Алайда олардың ең жетілгенінің өзінде де конденсациялық әдістерінен алынған жүйенің дисперстілігіндей дисперстілікті жүйе алынбайды. Ультрадыбыстық тербеліс көмегімен де, яғни тербеліс жиілігі секундына 20000-нан асатын тербелістермен дисперстік фазаны ұсақтауға болады. Бұл диспергіленетін фазаның мықтылығы аз болғанда қолданылады. Ондай денелерге шайырлар, күкірт, графит, гипс сияқтылар жатады. Ультрадыбысты пайдаланып жеңіл металдар мен олардың қорытпаларының органикалық сұйықтықтардағы кірнелерін алуға болады. Жаңадан даярланған тұнбаларды пептизациялау кезінде де ультрадыбысты пайдалану тиімді болып табылады. Кірнелерді алудың диспергациялық әдістеріне дисперсиялық ортаға батырылған металдық электродтары вольт доғасымен электрлік тозаңдату арқылы кірнелерді алуды жатқызуға болады. Бұл әдісті диспергациялық әдістерге жатқызу себебіміз дисперстік фаза металдың тікелей диспергіленуінен пайда болады да, ортаға түсіп лиокірнелер түзіледі. Кейбір ғалымдар бұл әдіс конденсациялық әдістерге де жатқызады. Өйткені доғаның жоғары температурасында электрод металы буға айналады, ол қоршаған ортамен жанасып суыйды, конденсацияланады, солайша коллоидтық бөлшектер түзеді. Жалпы диспергациялық әдіс бойынша денені ұнтақтағанда алғашында дене деформацияға ұшырайды, сонан соң дене бұзалады. Сондықтан ұнтақтау үшін атқарылатын жұмысты екі түрге бөлуге болады: денені деформациялауға және жаңа бет жасауға жұмсалатын жұмыстар деп. Деформациялау жұмысы дененің көлеміне тура пропорционал: Wдеф=kV. (8.1) Мұндағы k- пропорционалдық коэффициент; V- дененің көлемі. Жаңа бет жасау үшін атқарылатын жұмыс мынаған тең: Wб=𝜎∆S (8.2) Мұндағы 𝜎 – беттік керілу; ∆S – жаңадан пайда болған бөлу бетінің ауданы. Сонда денені ұнтақтау үшін атқарылатын жалпы жұмыстың шамасын мынаған тең болады: W= Wдеф + Wб = kV+ 𝜎∆S (8.3) Егерде көлем бөлшек радиусының кубына, ал беттің ауданы радиустың квадратына пропорционал екендігін ескерсек, онда жоғарыдағы теңдеуді былай жазуға болады: W= k1 r3 + k2𝜎r2. (8.4) Мұндағы k1 мен k2 – пропорционалдық коэффиценттер; r – бөлшектің радиусы. Дененің өлшемі өте үлкен болғанда k1 r3>> k2𝜎r2. Бұл кезде жаңа бет жасауға жұмсалатын жұмыстың шамасын ескермеуге болады. Олай болса денені ұнтақтау жұмысы шамамен мынаған тең болады: W ≈ k1 r3 (8.5) Демек, бұл кезде жалпы жұмыстың шамасы негізінен денені деформациялауға жұмсалатынжұмыстың мәнімен анықталады. Дененің өлшемі кіші болғанда k1 r3<< k2𝜎r2 , бұл кезде денені деформациялауға жұмсалатын жұмыстың шамасын ескермеуге болады. Олай болса денені ұнтақтау жұмысы шамамен мынаған тең болады: W ≈ k2𝜎r2. (8.6) Демек, жалпы жұмыстың шамасы негізінен жаңа бет жасауға жұмсалатын жұмыстың мәнемен анықталады. жүктеу/скачать 1,75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2