ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрокинетические свойства суспензий и осадков из "Разделение суспензий в промышленности органического синтеза" Заряд этот обусловлен избирательной адсорбцией ионов определенного знака из дисперсионной среды или диссоциацией молекул, образующ11х частицы. Так как вся суспензия в целом электрически нейтральна, то в дисперсионной среде должны быть заряды противоположного знака, компенсирующие заряды частиц и расположенные в непосредственной близости от их поверхности. [c.78] На рис. 39 графически показано соотношение между величиной термодинамического и электрокинетического потенциалов в зависимости от толщины двойного электрического слоя. Диффузное распределение зарядов дает кривые потенциалов, полого спадающие по мере удаления от поверхности частицы, кривая 1 — при большей толщине диффузного слоя (Д1), кривая 2 — при. меньшей его толщине (Дз). Термодинамический потенциал не зависит от толщины двойного электрического слоя, а -потенциал определяется ординатой пересечения кривых с границей скольжения, обозначенной пунктиром. Чем толще слой, тем выше значение Толщина диффузной части двойного слоя зависит влервом приближении от концентрации и валентности ионов дисперсионной среды. Таким образом, изменение концентрации электролита в суспензии может изменить величину С-потенциала. [c.79] Вопрос о действительном механизме воздействия электрокинетических явлений на процесс фильтрования высокодисперсных суспензий в настоящее время недостаточно изучен. Еще не найдены количественные закономерности, связывающие физико-химические параметры с величиной удельного сопротивления или скоростью фильтрования, так как они находятся под влиянием всевозможных побочных явлений. Например, с учетом сущности электрокинетических явлений (с каких бы точек зрения ни объяснялось влияние величины С-потен-циала) рост величины С-потенциала должен сопровождаться увеличением удельного сопротивления осадка и снижением скорости фильтрования. В большинстве случаев это подтверждается на практике . Однако иногда влияние побочных факторов настолько ослабляет влияние основных факторов, что ожидаемых зависимостей не наблюдается. [c.80] Например, возрастание абсолютной величины положительного С-потен-Циала должно приводить к гидрофобизации частиц, так как молекулы воды обладают некоторым избыточным положительным зарядом. Гидрофобизация частиц должна приводить к уменьшению толщины неподвижной гидратной оболочки вокруг частиц, что ведет к агрегации частиц и за счет этого к повышению скорости фильтрования. Однако в случаях, когда протнвоионы в жидкости сами по себе могут гидратироваться, повышение положительного значения С-потен-циала ведет к увеличению числа гидратированных противоионов, В конечном счете неподвижная гидратная оболочка вокруг частиц увеличивается, агрегаты распадаются и скорость фильтрования уменьшается. [c.80] Гидрофильность самих частиц твердой фазы зависти от их химического состава. Разные группы обладают различной способностью связывать молекулы воды. Гидрофильными являются радикалы —ОН, —СООН, —СО, —СОН, — ONH, —NH2, а гидрофобными — радикалы предельных углеводородов. Гидратируясь, каждая группа —ОН с.вязывает от 1 до 3 молекул воды, группа —СООН — от 3 до 4 молекул, группы —СО п —СОН — 2 молекулы, а группа —СОЫН — 1 молекулу воды. Двойная связь также является гидрофильной . Как упоминалось выше, характер противоионов и способность их гидратироваться оказывает влияние и на толщину гидратной оболочки. Ионы Ы+ и Ыа+ гидратируются больше, чем К , в связи с чем присутствие в фильтрате ионов первой группы при прочих равных условиях приводит к гидрофилизации поверхности частиц и, следовательно, к ухудшению качества фильтрования. [c.81] Присутствие в дисперсионной среде коллоидных или смолистых примесей, адсорбирующихся на поверхности частиц в суспензии п на стенках капилляров слоя осадка при фильтровании, в значительной степени повышает удельное сопротивление и снижает скорость фильтрования , хотя С-потенциал и степень гидрофильности поверхности при этом не меняются. Агрегация частиц (или хлопьеобразование) снижает величину удельного сопротивления, повышает скорость фильтрования и уменьшает потери высокоднсперсных частиц с фильтратом . З величение абсолютного значения величины -потенциала предотвращает слипание в агрегаты одноименно заряженных частиц при их соприкосновении (благодаря броуновскому движению или перемешиванию). В связи с этим возрастание С-потенциала часто приводит к более или менее заметному увеличению удельного сопротивления осадка и снижению скорости фильтрования. Наоборот, снижение абсолютной величины -потенциала при прочих равных условиях вызывает агрегацию частиц и повышение скорости фильтрования. Йзменени-е величины -иотенциала обычно происходит в связи с изменением pH суспензий при добавлении в них различных электролитов или поверхностноактивных веществ. [c.81] В связи с тем, что во время сложного органического синтеза на многих стадиях процесса в реакциях участвует множество различных веществ, которые в результате не до конца идущих реакций частично остаются в конечных продуктах, в суспензиях на конечных стадиях процесса присутствуют различные вещества, которые иногда, присутствуя даже в очень небольших количествах, в значительной мере меняют степень гидрофильности и -потенциал частиц. Поэтому, чем более многостадийный процесс предшествовал рассматриваемому процессу фильтрования, тем в большей степени могут различаться физикохимические, а следовательно, и фильтрационные свойства суспензий одного и того же продукта, полученного из различных производственных операций, В данном случае размер исходных частиц суспензии, наблюдаемых под микроскопом, оказывает лишь косвенное влияние на величину и скорость фильтрования. Влияние размера частиц сказывается главным образом в следующем чем мельче частицы и, следовательно, больше их удальная поверхность, тем в большей степени проявляется действие поверхностных и электрокинетических сил. [c.81] Давно замечено, что pH среды оказывает большое влияние на процесс фильтрования и промывки осадка, У некоторых суспензий величина -потеи-циала частиц находится в непосредственной линейной зависимости от pH среды у других выражена менее ярко. По-видимому, изменение С-потенциала связано непосредственно не с pH среды, а составом и количеством электролита, добавляемого в суспензию. [c.81] Как известно из курса коллоидной химии, агрегация н коагуляция коллоидных и полуколлоидных систем осуществляется под влиянием ряда факторов старения системы, изменения ее концентрации, температуры, механического воздействия на систему. Но наиболее важное практическое значение имеет коагуляция под влиянием электролитов и поверхностно-активных веществ, резко меняющих физико-химическое равновесие в системе . [c.81] Из сказанного выше видно, какое влияние на структуру осадка и, следовательно, на скорость фильтрования оказывает изменение концентрации электролитов в суспензии или появление других примесей, изменяющих физико-химическое равновесие в системе. [c.82] Наконец, физико-химические явления в большой степени определяют способность фильтровальной перегородки забиваться частицами осадка (подробнее см. гл. VH). [c.82] Вернуться к основной статье